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浅析几种关键储能技术在能源互联网中的应用前景

林契于宸
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能源是人类文明发展进步的根本基石,确保能源的安全供给更是国家核心利益所在。不仅如此,能源与环境、经济发展、人民生活等议题紧密相关,因此近几年来,能源相关的话题不仅持续得到了国家政府的关注,而且已经受到了广大普通民众的极大关切。近年来,国际政治、经济、能源格局有了新的变化,相应的很多国家也已经在能源转型方面开展了行动。

1、世界范围内能源转型的大背景

最为代表性的就是德国的能源转型。德国在风电光伏部署,开发各种可再生能源技术(地热,光热,光伏等),与邻国进行能源互动(丹麦),建设新一代能源系统示范区(例如BDI主导的E-Energy项目)方面取得了很多进展,改革力度很大。

美国在过去几年中,大力推进页岩气革命,从石油进口国变成了出口国,这促进了油价降低,明显改变了世界能源格局,此外美国在部署储能和光伏(代表为加州),推动电动汽车(代表为TESLA),研发和推进下一代电网关键技术(代表为北卡罗来纳大学的FREEDM项目)等方面的进展值得关注。

日本历史上就是一个缺少能源资源的国家,这样的紧迫性使其非常重视在能源材料、器件等方面的研究开发,近年来其在关键技术上取得了许多空出的成果,比如电力电子元件、高性能电池(代表为松下),燃料电池汽车(丰田MIRAI),大量部署的分布式燃料电池三联供系统(代表为ENEFARM),这些都是能源体系的发展变革的重要支撑技术和方向。

我国能源呈现“富煤、缺油、少气”的格局,而近年来随着国际能源供应形势的变化,国内能源环境方面遇到了越来越多的矛盾,能源系统面临着前所未有的转型升级压力。一方面是电力供应面临过剩,可再生能源的利用能力偏弱;另一方面却是各地基于自身利益考虑以及现有体制限制,仍在大规模建设各种火电传统能源,而传统能源的利用清洁程度低也是导致近几年来雾霾污染现象愈演愈烈的根本原因。

在以上挑战、背景下,我国政府近年来非常重视能源领域的发展,大力推进能源转型,已经在国家战略层面上开展了多项系统层面的研究设计任务,并颁布了一系列的文件来推进转型示范项目的开展。国家能源局在16年颁布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,其中就提出了对于发展能源互联网/互联网+智慧能源/中国未来能源系统发展的愿景:“互联网+”智慧能源(以下简称能源互联网)是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。在全球新一轮科技革命和产业变革中,互联网理念、先进信息技术与能源产业深度融合,正在推动能源互联网新技术、新模式和新业态的兴起。能源互联网是推动我国能源革命的重要战略支撑,对提高可再生能源比重,促进化石能源清洁高效利用,提升能源综合效率,推动能源市场开放和产业升级,形成新的经济增长点,提升能源国际合作水平具有重要意义。”

2、能源互联网重要特点与储能的重要作用

与此同时,能源相关的各公司也都在积极探索能源转型路径(例国网公司的全球能源互联网)。虽然不同机构提出的未来能源愿景精神上有所不同,哪怕是对于同一个概念的解读也会有差异(见《能源互联网概念、关键技术及发展模式探索》一文),但其实其中体现的精神都具有一定相通性,而且与美日德等国的能源转型举措相似,提炼概括主要有以下几个方面:

浅析几种关键储能技术在能源互联网中的应用前景

而在以上的这6个代表方面,储能技术都是有其独特的角色和作用的,可以说,储能是能源互联网发展的一大支柱性技术。主要体现在以下几个方面:

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