4月9日，歐洲首座并網(wǎng)混合飛輪儲(chǔ)能電站項(xiàng)目宣布即將開(kāi)建，這標(biāo)志著這種純機(jī)械、清潔、環(huán)保的儲(chǔ)能技術(shù)正進(jìn)入大規(guī)模實(shí)踐階段。
儲(chǔ)能技術(shù)常常被看做是可再生能源發(fā)展之路上必須跨越的一道坎。華北電力大學(xué)教授，能源與電力經(jīng)濟(jì)研究咨詢中心主任曾鳴告訴記者:“風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電大都具有隨機(jī)性、間歇性的特點(diǎn)，需要配合儲(chǔ)能技術(shù)削峰填谷緩解電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力，提升經(jīng)濟(jì)效益。”
但儲(chǔ)能技術(shù)各種各樣，從蓄水儲(chǔ)能到鋰電池，到飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣，但究竟哪一種能承擔(dān)削峰填谷的重任，中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何，距離大規(guī)模應(yīng)用還有多少路要走，這些都迫切需要回答。
技術(shù)各有千秋
2014年的最后一天，我國(guó)第一個(gè)國(guó)家級(jí)風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程——張北風(fēng)光儲(chǔ)輸項(xiàng)目徹底建成并全面試運(yùn)行。在曾鳴看來(lái)，“這一工程探索出了一條世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行模式，對(duì)于大規(guī)模間歇性新能源的并網(wǎng)利用意義重大。”
張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程是在2011年正式投運(yùn)的。其選擇了鋰電池儲(chǔ)能方式，接近80%采用了磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)，共安裝了27萬(wàn)節(jié)電池單體，是全球最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電及化學(xué)儲(chǔ)能和智能輸出為一體的新能源工程。截止到2014年底，其已經(jīng)安全輸出清潔電量8.4億度，其中風(fēng)電和光伏分別5.9億度和2.5億度，儲(chǔ)能電0.05億度。
這一項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方中國(guó)電力科學(xué)院電工與新材料所所長(zhǎng)來(lái)小康說(shuō)：“下一步工作主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，用大數(shù)據(jù)分析哪種技術(shù)好，不足在哪。”據(jù)悉，在二期項(xiàng)目中，總投資將達(dá)到64億元，光伏發(fā)電60兆瓦，化學(xué)儲(chǔ)能50兆瓦，鋰電池仍然是主要儲(chǔ)能設(shè)施。
根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)能量存儲(chǔ)原理的不同，儲(chǔ)能技術(shù)一般可分為電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能以及機(jī)械儲(chǔ)能。據(jù)曾鳴介紹：“電化學(xué)儲(chǔ)能主要是通過(guò)氧化還原化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行能量的存儲(chǔ)和釋放，主要產(chǎn)品有鉛酸電池、鋰電池、鎳鎘電池等。電磁儲(chǔ)能主要是靠建立磁場(chǎng)或者電場(chǎng)存儲(chǔ)電能，主要產(chǎn)品有超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器。機(jī)械儲(chǔ)能是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的形式存儲(chǔ)，主要有抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。”
在談到各種儲(chǔ)能技術(shù)的利弊時(shí)，曾鳴表示：“電化學(xué)儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)在于能量轉(zhuǎn)換效率高，但是由于當(dāng)前技術(shù)不夠成熟，導(dǎo)致電化學(xué)儲(chǔ)能的價(jià)格偏高，需要使用安全防護(hù)，限制了電化學(xué)儲(chǔ)能的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用；電磁儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)、功率密度大，但同樣也存在技術(shù)不成熟，能量密度低等問(wèn)題；機(jī)械儲(chǔ)能使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能容量最大，但一般對(duì)場(chǎng)地有特殊要求，除抽水蓄能，其他機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù)還存在能量轉(zhuǎn)換效率低、能量密度低等問(wèn)題。”
眼下，以抽水蓄能為代表的物理儲(chǔ)能是目前最為成熟、成本最低、使用規(guī)模最大的儲(chǔ)能方式，以各種電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能是應(yīng)用范圍最為廣泛、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬?chǔ)能技術(shù)。中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所研究員黃長(zhǎng)水評(píng)價(jià)道：“儲(chǔ)能方式各有各的利弊，但通過(guò)儲(chǔ)能方式進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，肯定是一個(gè)必然的發(fā)展方向。”
