隨著可再生能源大量開發(fā)利用，智能電網(wǎng)快速發(fā)展，能源轉(zhuǎn)型的步伐越來越快，儲(chǔ)能技術(shù)作為能源系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，對(duì)世界清潔轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。儲(chǔ)能技術(shù)未來前景如何？產(chǎn)業(yè)變革將帶來哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)？
綠色工業(yè)革命已經(jīng)到來
工業(yè)4.0概念興起之時(shí)，各行各業(yè)都嗅到了變革的意味。對(duì)于因第二次工業(yè)革命受益獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的能源行業(yè)來說，不得不變革的時(shí)刻，已經(jīng)到來。
如今，綠色發(fā)展、清潔轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為世界共識(shí)，給能源行業(yè)帶來了巨大機(jī)遇：新能源、智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能等新技術(shù)快速崛起，綠色工業(yè)革命已宣告來臨。
綠色工業(yè)革命是什么？諾貝爾和平獎(jiǎng)共同獲得者、聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)特約科學(xué)家伍德羅˙克拉克在其專著《綠色工業(yè)革命》一書中有明確定義：綠色工業(yè)革命，就是要通過對(duì)能源基礎(chǔ)設(shè)施的改造，帶來一種可持續(xù)的綠色經(jīng)濟(jì)。它以可再生能源開發(fā)利用為基礎(chǔ)，通過分布式發(fā)電與綠色智能電網(wǎng)送電相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)人類生產(chǎn)與生活的碳中和，綠色工業(yè)革命對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
事實(shí)上，各國(guó)早已開始的能源轉(zhuǎn)型，就是綠色工業(yè)革命的一部分。走在美國(guó)布魯克林大街上，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，全食超市商店的停車場(chǎng)照明已經(jīng)全部換成可再生能源，車棚上安裝有太陽(yáng)能電池板，燈柱上裝著風(fēng)力渦輪機(jī)，電池儲(chǔ)存的電力足夠使用五天，供陰雨天使用。
前段時(shí)間，一則德國(guó)實(shí)現(xiàn)可再生能源100%出力的新聞受到廣泛關(guān)注，雖然最后證明是當(dāng)天監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有誤并未達(dá)到100%，但人們無法忽視的事實(shí)是，德國(guó)確實(shí)已經(jīng)在可再生能源發(fā)電上實(shí)現(xiàn)高比例替代化石能源。
這種趨勢(shì)并非在美國(guó)和德國(guó)才有，以可再生能源替代化石能源為主要內(nèi)容的能源轉(zhuǎn)型被納入多國(guó)能源政策，同樣也是我國(guó)能源革命的重要內(nèi)容。
在可再生能源領(lǐng)域，中國(guó)的發(fā)展成就不容小覷。中國(guó)對(duì)于清潔能源技術(shù)給予非常高的期望?！敖衲昕萍紕?chuàng)新大會(huì)上，習(xí)近平總書記明確提出，到2020年進(jìn)入創(chuàng)新性國(guó)家的行列，到2030年要在創(chuàng)新國(guó)家的前列，到2050年要成為世界的科技強(qiáng)國(guó)和世界主要的科學(xué)中心。”中國(guó)科技部可再生能源與新能源國(guó)際科技合作計(jì)劃辦公室副主任趙剛說，“主要的科學(xué)中心，意味著中國(guó)要成為引領(lǐng)科技、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要國(guó)家?！?/p>
在國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016～2030年）》中，儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新被列為重點(diǎn)任務(wù)之一。從歐、美、日實(shí)施的儲(chǔ)能項(xiàng)目和發(fā)展規(guī)劃來看，多個(gè)國(guó)家均在通過示范項(xiàng)目累計(jì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，并以此為基礎(chǔ)開展儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性研究，促進(jìn)儲(chǔ)能商業(yè)化和市場(chǎng)化發(fā)展。
儲(chǔ)能應(yīng)用主要集中在可再生能源發(fā)電移峰、分布式能源及微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車充換電等領(lǐng)域，是解決新能源發(fā)電與電力消費(fèi)不同步問題的關(guān)鍵。伴隨新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)注重點(diǎn)。
“能源轉(zhuǎn)型背后是什么？就是技術(shù)進(jìn)步。有蒸汽機(jī)才有了煤炭時(shí)代，內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)帶來了石油時(shí)代，那下一個(gè)原動(dòng)力機(jī)器是什么？就取決于下一代的能源形式是什么。”中海油能源經(jīng)濟(jì)研究院原首席能源研究員陳衛(wèi)東的話語(yǔ)頗有些哲學(xué)意味，“一個(gè)社會(huì)發(fā)達(dá)程度越高，電力在能源消費(fèi)中所占的比重就越高。未來，電力在生活中的比重會(huì)提高，能源轉(zhuǎn)型正在發(fā)生，中國(guó)也必須跨過能源轉(zhuǎn)型。”可以想見，隨著更多新技術(shù)的涌現(xiàn)，將給世界綠色轉(zhuǎn)型帶來更多可能性。
儲(chǔ)能技術(shù)蘊(yùn)藏巨大價(jià)值
學(xué)術(shù)沙龍一開始，克拉克先生帶來的新鮮玩意就吸引了大家的注意力。
一張與A4紙大小和厚度相當(dāng)?shù)?span id="v2fr4x2" class="hrefStyle">太陽(yáng)能電池板上，一小格一小格的太陽(yáng)能板緊密排列，上端的屏幕上顯示著此時(shí)提供的電能數(shù)據(jù)。與平時(shí)見到的太陽(yáng)能電站使用的電池板不同，這種薄膜太陽(yáng)能電池的柔韌性很好，非常輕便，一張A4紙大小的材料，比紙張重不了多少。
想象一下，如果這種太陽(yáng)能電池板裝在200棟建筑的屋頂上，裝在整體社區(qū)中，大規(guī)模生產(chǎn)會(huì)帶來成本降低的紅利，潛力巨大。不過，人們必須要接受的事實(shí)是——太陽(yáng)并不是永遠(yuǎn)在工作。必須找到一種方式，將電能儲(chǔ)存起來。儲(chǔ)能技術(shù)，就是實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源發(fā)電的一個(gè)必要條件，其蘊(yùn)藏的價(jià)值就在此。
自誕生以來，人類就在不停尋找儲(chǔ)存的辦法。我們儲(chǔ)存食物，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存知識(shí)，儲(chǔ)存記憶，對(duì)于儲(chǔ)存技術(shù)的癡迷，也不斷推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。電力作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的助推器，儲(chǔ)存的方式也非常重要。飛輪儲(chǔ)能、空氣儲(chǔ)能，及現(xiàn)在廣泛用在電動(dòng)汽車上的鋰電池儲(chǔ)能等技術(shù)都處在生長(zhǎng)期。
儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)來說，并不陌生?！皟?chǔ)能在電力系統(tǒng)應(yīng)用主要在三個(gè)方面，”中國(guó)電力科學(xué)院首席專家惠東說，“第一個(gè)是在發(fā)電側(cè)推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)變化，第二個(gè)是使電網(wǎng)從功率型向電量型轉(zhuǎn)移，第三個(gè)是滿足用戶對(duì)于互動(dòng)和個(gè)性化的需求?！?/p>
而想真正讓儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用到千家萬(wàn)戶，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，并不是一件容易的事情，甚至可能需要很長(zhǎng)時(shí)間?！拔覀冎v了這么多儲(chǔ)能技術(shù)，有一些也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)或半商業(yè)化的運(yùn)用，但仍然存在一個(gè)問題，”惠東直言不諱，“經(jīng)濟(jì)技術(shù)性還不夠好。”
推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展，不僅需要技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用示范也是重要的環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中，各類技術(shù)將會(huì)受到嚴(yán)格的檢驗(yàn)，判斷是否具有大規(guī)模生產(chǎn)的可能性，是否有合理的產(chǎn)業(yè)鏈階段，如此，成本降低，安全性提升，才具有商業(yè)化的價(jià)值。
“能源安全首先要有一個(gè)經(jīng)濟(jì)成本。從經(jīng)濟(jì)成本的角度來講，不可能無限增加投資。那么極限點(diǎn)在哪？實(shí)際上，任何投資是要帶來效益的，應(yīng)該帶來社會(huì)整體成本的下降，所以對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估非常重要。”全球能源安全智庫(kù)論壇秘書長(zhǎng)劉強(qiáng)一語(yǔ)中的。儲(chǔ)能技術(shù)雖然美妙，但面對(duì)實(shí)際投運(yùn)，必須更加謹(jǐn)慎。
國(guó)網(wǎng)新能源張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程就正在做這樣的事情。它承擔(dān)著新能源技術(shù)示范試驗(yàn)的重要任務(wù)，光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能的各項(xiàng)新技術(shù)在這里試驗(yàn)檢測(cè)、示范運(yùn)行。目前，張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目對(duì)比較傳統(tǒng)的鋰電池，全釩液流、鉛酸、鈦酸鋰、超級(jí)電容都做了示范運(yùn)行，同時(shí)還在研究?jī)?chǔ)能電池梯次利用和回收、深冷液化儲(chǔ)能等技術(shù)。
國(guó)網(wǎng)新能源張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站副總工程師劉漢民舉了一個(gè)例子。目前他們的試驗(yàn)結(jié)果表明，現(xiàn)在儲(chǔ)能電站鋰電池一度電6、7毛錢，再過幾年成本可能降到3毛錢，如果說實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行并收回成本，以前想都不敢想，那么現(xiàn)在是看到了曙光?！半S著成本進(jìn)一步降低及儲(chǔ)能政策的提升，也許儲(chǔ)能電站商業(yè)化運(yùn)行的時(shí)代很快就會(huì)到來。我們?nèi)匀辉谔剿??！眲h民說。
未來的技術(shù)風(fēng)口在哪里，目前誰(shuí)也不敢確定。在陳衛(wèi)東看來，目前突破性的技術(shù)還沒有出現(xiàn)，但未來是光明的，大家都滿懷希望?！澳茉醋兏镆欢〞?huì)到來，電力一定會(huì)被大規(guī)模、可利用、可接受地儲(chǔ)存起來。因?yàn)槲覀兊馁Y源是不夠的，我們?cè)僖步?jīng)不起這樣一種耗費(fèi)巨大能源來支撐生活的方式。電力和能源儲(chǔ)存是我們必須解決的下一代的問題?！?/p>
電力企業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)行時(shí)
“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，電力用戶行為有了深刻變化。根據(jù)埃森哲的調(diào)查報(bào)告，消費(fèi)者對(duì)能源管理計(jì)劃非常感興趣。他們希望知道家庭能源用在了哪些地方，希望能有效利用能源而達(dá)到節(jié)省開支的目的。越來越多用戶追求互動(dòng)及個(gè)性化的需求，這對(duì)能源行業(yè)變革提出了新的要求，也帶來了不小的挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)能的快速發(fā)展帶來的另一個(gè)挑戰(zhàn)，也在于此。如果不久的將來，當(dāng)更多的用戶開始要求能源自給自足時(shí)，傳統(tǒng)電力行業(yè)集中式的能源供應(yīng)，該如何應(yīng)對(duì)？
傳統(tǒng)的模式正在受到挑戰(zhàn)。全球電力需求增速正在放緩，能源利用方式創(chuàng)新的速度正在加快，用戶需求的變化越來越多?！皩?duì)于電網(wǎng)公司來講，如果單純考慮降低運(yùn)營(yíng)成本來提升收入已經(jīng)行不通，必須考慮業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型?！卑Ｉ艽笾腥A區(qū)資源事業(yè)部總經(jīng)理鄧赟說，“國(guó)家電網(wǎng)公司從兩年前就開始熱議智能電網(wǎng)話題，我覺得是非常正確的選擇?！?/p>
對(duì)于電力企業(yè)來講，跟上趨勢(shì)，投資儲(chǔ)能非常必要。另一方面，如何根據(jù)用戶需求快速做出調(diào)整，是未來競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素。只有主動(dòng)參與競(jìng)爭(zhēng)，才能贏得主動(dòng)權(quán)。
國(guó)家電網(wǎng)公司始終保有緊迫感，業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型一直在進(jìn)行：智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)，電動(dòng)汽車沖換電站和充電樁建設(shè)，為新興工業(yè)園區(qū)和工業(yè)用戶提供智能用電服務(wù)，建設(shè)智能家居的示范小區(qū)，各類智能綜合能源平臺(tái)的建設(shè)，公司探索的腳步從未停歇，這也為日后參與激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，打下良好基礎(chǔ)。
僅僅轉(zhuǎn)型發(fā)展，足夠嗎？答案是否定的。
當(dāng)前，清潔轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為全世界共同的話題，任何一個(gè)國(guó)家，都應(yīng)該義無反顧承擔(dān)起責(zé)任。在能源變革的時(shí)代，單打獨(dú)斗絕對(duì)行不通，合作才是出路。
趙剛分享了多年來從事能源研究的經(jīng)驗(yàn)，他深刻感受到中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)，“從事新能源研發(fā)生產(chǎn)的大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)幾十倍的增長(zhǎng)，在很多方面中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入世界前列?！彼€提到了中美創(chuàng)新合作的一個(gè)里程碑項(xiàng)目——中美清潔能源聯(lián)合研究中心，由雙方政府出資支持新能源研發(fā)，專注于電動(dòng)汽車、煤炭清潔利用和綠色建筑。
促進(jìn)合作，促成合作，在這個(gè)能源變革的時(shí)代，共同推動(dòng)清潔發(fā)展，是保護(hù)人類共同生存環(huán)境的必由之路，也是企業(yè)自救、轉(zhuǎn)型發(fā)展的智慧之舉。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略構(gòu)想的提出，是促進(jìn)國(guó)際合作大平臺(tái)建立的一個(gè)典型例子，同時(shí)為公司創(chuàng)新發(fā)展提供了肥沃的土壤。由能源互聯(lián)帶動(dòng)的新能源、儲(chǔ)能、金融、國(guó)際合作等方面的討論，已經(jīng)獲得國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注，也推動(dòng)公司不斷進(jìn)步。
“我覺得全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想非常好，建議將其作為一項(xiàng)國(guó)際大科學(xué)技術(shù)，從大科學(xué)工程、計(jì)劃角度組織成立基金，共同資助全世界的科學(xué)家、工程師研究技術(shù)問題。如果技術(shù)獲得突破，全球形成能源互聯(lián)網(wǎng)，貢獻(xiàn)會(huì)非常大，將促進(jìn)能源革命?！壁w剛說。
能源變革的進(jìn)程只會(huì)越來越快，任何一個(gè)國(guó)家都不可能單獨(dú)完成此次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，只有全球創(chuàng)新合作共同來努力才能實(shí)現(xiàn)。我們期待著，未來的能源系統(tǒng)，會(huì)更加友好、便捷、清潔，為子孫后代，留下一個(gè)天藍(lán)地綠的美麗地球。
