智能电网是未来电网的发展方向。不同于传统的大型集中统一的电网模式,智能电网中的发电端除了有大的发电厂,还要引入大量可再生能源发电,在电网末端还将存在大量分散的家庭用冷热电联产装置和电动汽车加电站等。智能电网的核心技术之一就是储能技术,通过遍布电网的储能节点,智能电网可以对能源进行更有效地调度,使得整个电网的能源效率提高。
“目前储能技术的开发远远落后于风能和太阳能的发展,世界各国都急于发展储能技术。”张华民说。
据记者了解,目前用于规模储能的技术主要有抽水储能、压缩空气储能、液流电池、钠硫电池以及铅酸电池等。
抽水储能技术比较成熟,其优点是规模大、寿命长、运行费用低,但需要特殊的地理条件和场地。
相对而言,储能电池的使用更为方便,被认为是未来储能技术发展的主要方向之一。目前国际上比较有代表性的两种成熟技术是钠硫电池和液流电池。
钠硫电池技术具有效率高、能量密度高的优点,但由于技术门槛较高,日本NGK公司是世界上唯一一家提供商业化钠硫电池产品的供应商,已有200多兆瓦的商用销售。
液流电池具有循环寿命长、能量转化效率高、安全环保等突出优点,已成为规模储能领域的重要技术。日本的住友电工和加拿大VRB公司主要从事液流储能电池的开发。日本为31兆瓦风电场并网调幅建立了4兆瓦/6兆瓦时的液流储能电池电站;VRB公司在美国犹他州建立了用于变电所备用的250千瓦/2兆瓦时全钒液流电池储能系统。不过,同钠硫电池相比,液流电池还没有进入大规模商用阶段。
张华民表示,高效率、低成本、长寿命、无污染是储能技术发展的主要趋势。现有的储能技术各有利弊,还需要一段时间的研发来提高技术成熟度和市场竞争力。
从实验室走向市场
今年10月,中国科学院上海硅酸盐研究所和上海市电力公司经过多年合作,成功研制出具有自主知识产权的容量为650安培小时的钠硫储能单体电池,使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家,并已建成2兆瓦大容量钠硫单体电池中试生产示范线。
张华民指出,我国开展储能电池的研究较早,研究水平同国外基本保持同步,在液流电池领域甚至处在世界先进水平。
不过,他同时指出,技术成熟度低、示范应用经验少是国内储能技术普遍存在的问题。
专家指出,在储能领域,世界各国都处于产业应用的初级阶段,我国与国际先进水平差别不大,加大储能技术的研发力度有助于我国在未来的国际竞争中占有有利地位。这也是我国成立中国储能电池产学研技术创新联盟的初衷。
俞振华在接受《科学时报》记者采访时表示:“我国在研发和生产上都有很强基础。短板在于研发和商用产品之间的鸿沟。”
“并购加拿大VRB公司使得中国公司获得了北美23年、2亿美金研发累积的成熟技术;获得了高可靠性高科技产品先进研发管理机制和经验,并第一次使得中国公司在全球储能商用技术领域走在全球最前沿。”俞振华这样描述普能公司的发展。
据记者了解,目前我国储能技术公司较少,大多是近两年注册的新公司,而能交付产品的公司更是少之又少。
为了推进液流电池的产业化进程,中国科学院大连化学物理研究所和企业合作,成立了大连融科储能技术发展公司。目前,中科院大连化物所开发的100kW/200kWh全钒液流储能电池系统是目前国内自主技术开发的最大一套液流储能电池系统。张华民表示,他们目前的工作目标是“加快工程化开发进程,加大应用示范力度,尽早实现产业化”。