眾所周知，儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微網(wǎng)發(fā)展不可或缺的支撐環(huán)節(jié)，我國風(fēng)能、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用已走在世界前列，但在風(fēng)電、光伏發(fā)電等領(lǐng)域，由于缺少化學(xué)大容量儲(chǔ)能電池等儲(chǔ)能技術(shù)的支持，應(yīng)用受到制約。

近年來，在政策的鼓勵(lì)和產(chǎn)學(xué)研各界的努力下，各類電池儲(chǔ)能技術(shù)不斷突破，形成了多種電池儲(chǔ)能技術(shù)并存，共同發(fā)展的喜人局面，這些儲(chǔ)能技術(shù)很可能在未來的電力輔助服務(wù)市場中實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長。

鉛炭電池實(shí)現(xiàn)0.5元/kWh的充放電度電成本

在現(xiàn)有的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用中，急需突破的是提高電池壽命和安全性、降低成本。而鉛炭電池在這一點(diǎn)上走在了其他儲(chǔ)能電池的前面。

鉛炭電池是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進(jìn)出來電容型電池技術(shù)，其在鉛酸電池的負(fù)極中加入了活性炭，顯著提高鉛酸電池的壽命并改善性能。

據(jù)悉，目前成本最低的鉛炭電池儲(chǔ)能，單位投資1200元/kWh和0.5元/kWh的充放電度電成本令其在許多應(yīng)用中可不借助任何補(bǔ)貼實(shí)現(xiàn)盈利。以工商業(yè)用戶單純用于電價(jià)差套利測算，當(dāng)峰谷電價(jià)差大于0.8元/kWh時(shí)，無杠桿投資回收期可低至5年，若考慮節(jié)省的容量費(fèi)和參與需求響應(yīng)等電力服務(wù)輔助所獲得的額外收益，則投資回收期將更短。

南都電源研發(fā)的鉛炭電池產(chǎn)品目前已被應(yīng)用在多個(gè)國內(nèi)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中，如東福山島風(fēng)光柴儲(chǔ)能電站及海水淡化系統(tǒng)、新疆吐魯番新能源城市微電網(wǎng)示范工程、浙江鹿西島4MWH新能源微網(wǎng)儲(chǔ)能等。

中國工程院院士楊裕生認(rèn)為，憑借低成本、安全、原料易得、可靠、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟等顯著優(yōu)勢，鉛炭電池是符合我國產(chǎn)業(yè)布局和制造水平的一種儲(chǔ)能電池。

具有梯次利用優(yōu)勢的鋰電儲(chǔ)能

鋰離子電池具有能量密度大、自放電小、沒有記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、沒有環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，被稱為“綠色電池”。在鉛炭電池技術(shù)應(yīng)用之前，鋰離子電池儲(chǔ)能被認(rèn)為是儲(chǔ)能產(chǎn)品開發(fā)中最可行的技術(shù)路線。

鋰電池應(yīng)用于儲(chǔ)能有一個(gè)長期以來沒有解決的問題，那就是成本相對較高。但業(yè)內(nèi)人士分析，鋰電儲(chǔ)能盡管成本仍顯著高于鉛炭，但由于具備高能量密度和高倍率充放電能力的優(yōu)勢，在部分應(yīng)用場合中，如需要高倍率充放電的“秒級(jí)/分鐘級(jí)調(diào)頻服務(wù)”、或是對設(shè)備占地面積較敏感的商業(yè)/居民儲(chǔ)能市場，仍具有不可替代的優(yōu)勢。

值得注意的是，雖然鋰電儲(chǔ)能的成本高于鉛炭，但是其有一個(gè)很好地節(jié)省成本的途徑，那就是承接動(dòng)力電池梯次利用。

據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心專家曾預(yù)測，我國動(dòng)力鋰電池未來報(bào)廢量將快速增長，2020年動(dòng)力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬~17萬噸。作為電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰電池，容量衰減至額定容量的80%時(shí)，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程會(huì)明顯減少，失去使用價(jià)值，但對于儲(chǔ)能系統(tǒng)來說仍具有較大的使用價(jià)值。將車用動(dòng)力電池梯次利用在儲(chǔ)能上，可以大大降低了儲(chǔ)能的成本。

目前，已有企業(yè)在這方面做出了積極嘗試。山東威能環(huán)保電源有限公司的“廢舊鋰離子動(dòng)力電池回收處理和綜合利用”項(xiàng)目，實(shí)施后每年可回收動(dòng)力電池30億安時(shí)，循環(huán)利用舊電池容量約24億Ah，可組建儲(chǔ)能站實(shí)現(xiàn)能源充分利用7200兆瓦時(shí)。威能公司總經(jīng)理熊俊威解釋道，當(dāng)汽車鋰電池從100%容量衰減到70%容量時(shí)，公司可在通信基站、工業(yè)備用電源等領(lǐng)域以儲(chǔ)能電池形式繼續(xù)使用，同時(shí)也可以應(yīng)用到家庭備用電源。

全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)突飛猛進(jìn)

全釩液流電池是一種基于金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池，液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)可以通過更換電解液實(shí)現(xiàn)“瞬間再充電”。液流電池的理論保存期無限，儲(chǔ)存壽命長，無自放電，能100%深度放電而不會(huì)損壞電池。這些特點(diǎn)使得液流電池成為儲(chǔ)能技術(shù)的首選技術(shù)之一。

由于全釩液流電池的特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域一開始即定位于大規(guī)模儲(chǔ)能，如風(fēng)電場和備用電源。全釩液流儲(chǔ)能電池與風(fēng)電、光伏電組合成離網(wǎng)或微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，對于孤島、離網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)來說，是最佳綠色能源組合。

經(jīng)過10多年的創(chuàng)新研究，中科院大連化物所自主研發(fā)的2kW全釩液流儲(chǔ)能電池已成功實(shí)現(xiàn)10000次以上的充/放電循環(huán)，電池模塊的能量效率未見明顯衰減。上海市神力科技有限公司采用國產(chǎn)非氟高分子聚合物研制成功了釩電池用離子膜，可替代進(jìn)口的專用離子膜，投入運(yùn)行國內(nèi)首臺(tái)5～10kW高性能全釩液流儲(chǔ)能電池(VRB)樣機(jī)，其儲(chǔ)能效率達(dá)到70%。

在全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的應(yīng)用方面，大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司提供的200kW/800kWh全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，已接入可再生能源智能微網(wǎng)，成功并網(wǎng)運(yùn)行;國電龍?jiān)?MW/10MW時(shí)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)工程，是迄今為止全球最大規(guī)模的全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用示范工程。

盡管其在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟，但是全釩液流儲(chǔ)能電池的成本相對較高，離儲(chǔ)能電池市場化的目標(biāo)成本差距不小。但是隨著整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，由此帶來的規(guī)模效應(yīng)將逐步拉低液流電池的成本。

近日，電儲(chǔ)能市場的重磅政策頻頻出臺(tái)，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)電儲(chǔ)能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》(以下簡稱“《通知》”)，《通知》明確了電化學(xué)儲(chǔ)能的獨(dú)立市場主體地位，儲(chǔ)能的補(bǔ)償、結(jié)算方式及電網(wǎng)接入和費(fèi)用結(jié)算的要求，并規(guī)定該《通知》適用于其他擬開展電儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)試點(diǎn)的地區(qū)。

業(yè)內(nèi)人士分析，此項(xiàng)政策對加速國內(nèi)各類型商業(yè)化儲(chǔ)能應(yīng)用市場的啟動(dòng)意義重大。不難預(yù)計(jì)，隨著重磅政策的落地、電池儲(chǔ)能技術(shù)的不斷突破和商業(yè)化項(xiàng)目的強(qiáng)示范效應(yīng)，電池儲(chǔ)能市場的爆發(fā)將為時(shí)不遠(yuǎn)。