18世紀美國科學家本傑明·富蘭庫林透過風箏實驗成功地「捕捉」到了雷電，工業革命時期，鉛酸電池、鋰離子電池的出現讓電力儲存成為可能。千百年人類圍繞不同路徑，探索了數以百計的儲能方式，並結合技術加以創新。如今新型儲能技術為以新能源為主體的新型電力系統提供有力支撐。
2024年，「發展新型儲能」首次寫入政府工作報告，作為推動能源綠色低碳轉型的重要裝備基礎，新型儲能就像一個巨大的「充電寶」，可以把太陽能、風能等新能源富余的電能儲存起來，在用電低谷時「充電」，在用電高峰時「放電」。
4月26日，2024中關村論壇年會——碳達峰碳中和科技論壇在中關村國際創新中心召開，中國科學院工程熱物理研究所所長、研究員陳海生在接受記者采訪時表示，過去五年新型儲能發展非常快，2023年新增裝機較2022年增長近300%，未來新型儲能預計會成為電力系統的重要支撐或重要主體。
發揮「充電寶」作用
「儲能是將能量以某種形式或裝置儲存起來，在需要的時候再釋放的一個過程，儲電、儲熱都是常見的儲能方式」，陳海生介紹，儲能主要解決能量生產和需求在時間、空間以及強度上不匹配的問題。
近年來，太陽能、風能等可再生能源在整個電力系統占比提升，可再生能源的間歇性、不穩定性對儲能提出更高的要求。中國科學院大連化學物理研究所副所長、研究員李先鋒認為，「未來整個電網可再生能源占比會急劇增加，當電力系統變革成以可再生能源為主體的時候，可再生能源的間歇性、不穩定性，就對儲能提出更高要求」。
在新型儲能之前，以抽水蓄能為代表的傳統物理儲能方式前期占據主導。陳海生介紹，以抽水蓄能為代表的傳統儲能2017年仍占比達99%，這項技術成熟、規模大、成本低，套用也非常廣泛，但選址受自然資源條件限制，建設需要兩個水庫和水壩，水庫之間需要有一定落差，同時建設周期也較長，需要7—10年的時間，此外，調節能力也有限。
隨著儲能需求的增加，在抽水蓄能外，包括電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、儲熱、儲冷、儲氫等新型儲能方式興起。
2024年，「發展新型儲能」首次寫入政府工作報告，在「積極穩妥推進碳達峰碳中和」中被提及。「儲能被稱為能源革命的關鍵支撐技術，實作碳達峰碳中和最根本的是化石能源要由主體能源逐步轉化成補助熱量源，可再生能源要從補助熱量源逐步變化成主體能源，而要實作這個轉變必須解決可再生能源的間歇性、不穩定性、周期性，新型儲能就是解決可再生能源大規模利用的關鍵支撐技術。」陳海生說道。
相較於抽水蓄能，新型儲能則具備建設周期短、選址靈活、響應速度快等優勢。陳海生表示，「這類技術建設周期短，6到24個月就能建成、選址靈活、調節能力強，過去五年新型儲能的發展非常快，2023年新增裝機較2022年增長近300%。
國家能源局數據顯示，截至2023年底，全國已經建成投運新型儲能計畫累計裝機規模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。
套用場景廣闊
2022年1月，國家發展改革委和國家能源局聯合印發的【「十四五」新型儲能發展實施方案】提出，到2025年，新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段，具備大規模商業化套用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發展。
「新型儲能技術面臨的關鍵瓶頸問題主要包括儲能的效率、成本、壽命以及安全性等。此外，大規模儲能技術的研發和套用也是一個重要的挑戰。」經濟學家、新金融專家余豐慧在接受北京商報記者采訪時表示，針對這些問題，目前正在嘗試解決的一些科研成果或技術創新包括：研發更高效的電池、研究新型的物理儲能技術，如液流電池、固態電池等，以及開發更安全的儲能系統等。
目前新型儲能的套用主要集中在電力系統。在山東肥城，國際首套300百萬瓦先進壓縮空氣儲能國家示範計畫已完成建設，正在開展系統偵錯工作。在廣東深圳，廣東能源集團半固態電池儲能示範計畫也在加速推進。
陳海生表示，壓縮空氣儲能接近於抽水蓄能的特性，規模較大，單機可以做到100百萬瓦至300百萬瓦，但其優勢在於壽命較長，有40到50年的壽命，儲能周期不受限制，只要儲氣裝置不漏氣，就不會致衰減，此外，成本比較低等。
除壓縮空氣儲能，液流電池作為新型儲能技術也具備較強套用空間。李先鋒介紹，液流電池儲能技術基本上在發電側大規模使用較多，特別是未來中長式儲能應該是更有前景，其優勢在於安全，規模可以做得很大，鋰離子電池不超過4個小時，液流電池基本是4—10個小時。
如今加快推動新型儲能規模化、產業化和市場化發展，已成為行業共識。「新型儲能預計未來會成為電力系統的重要支撐或重要主體」,陳海生認為，電力系統現在基本上是「源—網—荷」三個主體，後續會增加「儲」，變為「源—網—荷—儲」四個主體，新型儲能將占到整個電力系統經濟體量的10%—15%，為萬億級的戰略性新興產業，可再生能源儲能是新質生產力的重要增長點。
當前新型儲能大規模建設初期，新型儲能執行考核要求和補償機制的不明確，也成為影響其呼叫水平的原因之一。今年4月，國家能源局釋出【關於促進新型儲能並網和排程運用的通知】，旨在進一步規範並網管理、完善排程機制、明確技術要求，推動新型儲能更好發揮系統性調節作用，為加快構建新型電力系統提供堅實支撐。「未來需要儲能成本、體制機制的進一步創新，才能真正地推動大規模儲能的產業化發展。」李先鋒說道。
北京商報記者 李海顏
