电池储能是可再生能源发电大发展关键-北极星风力发电网

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传统方案给电网带来麻烦

天然气分布式能源在我国已经推行了若干年，但近年来，可再生能源发电的份额逐步提高。可再生能源不但被视为解决环境问题，特别是减少碳排放的有效途径，长期则可能是人类能源需求的最重要的解决方案之一。全球2014年可再生能源发电占电力生产总值的22.8%(包括水电等)，其中风能与太阳能之和占4%。

中国面临着严重的环境压力，因而更加重视可再生能源发电的发展，2014年可再生能源发电量为1.2万亿千瓦时，占总发电量的22%，其中并网风力发电占总发电量的2.8%;光伏发电占总发电量的0.45%，并网光伏占0.42%。2014年，在中美双方发布的联合声明中，中国提出计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰值，并相应地将2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%，而此前的规划是到2020年非化石能源占比为15%。考虑到水电核电施工周期较长，增长受禀赋限制，风光电的发展潜力非常大。

中国有着世界上最大的用电需求，也是最大的可再生能源发电国，因此中国对全球可再生能源发展举足轻重。可再生能源发电发展最大的问题，是可再生能源发电的间歇性与不可预测性。

一方面，可再生能源的发电集中时间段与用电时间段存在着不一致性。风电发电高峰一般集中在晚上，太阳能发电的高峰集中在白天。而工业用电的用电曲线较为平缓，居民用电则呈现白天、晚上两个高峰。另一方面，随着季节、天气的变化，可再生能源发电与用电曲线都会有相应的变化。中国大部分地区春季风力发电输出最大，光伏发电夏天输出最高，而且发电随天气原因剧烈变化而具有不可预测性。

这些对于电网来说，都是麻烦。传统的解决方案主要集中在两个途径：一是利用较为灵活的发电设施与之配合，形成稳定的总输出，应用较为广泛的是天然气发电与可再生能源发电相结合。二是将可再生能源发电的能量进行储存，储能传统方法是转换为热能等形式，如储热、热水系统与可再生能源发电系统的结合。而不涉及能量转换的电力储能方法，以往的应用中，主要表现为抽水蓄能电站。

以上两个方案都不能从根本上解决可再生发电到达一定规模比例后，难以维持电网稳定性的问题。第一个方法存在两个主要限制：一是应用不够广泛，较多应用于分布式系统;二是涉及到燃料价格因素，成本不可控。第二个方法的主要局限在于，抽水蓄能电站工作时，其能量来源从根本上来说，同样是化石能源。因此，抽水蓄能虽然有利于减少电网的波动性，但对节能减排并没有本质上的好处。另外，抽水蓄能电站的应用受到选址、成本与利益分配等多方面限制因素影响。

电池储能或为解决方案

如果从更为长远的角度来看这个问题，电池储能可能是可再生能源发电不稳定性的最有效经济方案。电池储能的好处在于，可大可小，容易与各种规模的可再生能源发电相结合;充电放电快速，直接电与电转化，转换效率高。其限制的最大因素在于经济性，以及与成本相关联的充放电效率、安全性、寿命。传统观点都认为电池储能的成本高而难以商业运营。

这个状况正在迅速改变，近期电池技术的突破，使得电动汽车等大规模电池应用已经较为普遍，而直接与电力系统结合的电池储能的尝试也已经开始。2015年5月，特斯拉(Tesla)发布名为Powerwall的家用电池系统和商用电池系统 Powerpack。其单体峰值电量为3千瓦，可储存10千瓦时电量，充放电能效92%，提供10年质保，单体售价为3500美元，可以通过简单拼接进一步扩大至1000倍。特斯拉希望借此改变人类的用电模式，掀起能源革命，推动可再生能源的普及。现在看来，特斯拉不是在吹牛。

原标题：电池储能是可再生能源大发展关键

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