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——《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》新型儲能技術(shù)解讀

杜忠明

目前，國家能源局、科技部已聯(lián)合印發(fā)《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），明確了“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展目標(biāo)、重點任務(wù)和保障措施。作為支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，《規(guī)劃》對儲能技術(shù)進(jìn)行專章部署，從5個方面提出儲能技術(shù)發(fā)展路線圖，重點明確新型儲能從集中攻關(guān)、試驗示范到推廣應(yīng)用的重點技術(shù)方向。《規(guī)劃》的印發(fā)實施將為新型儲能技術(shù)創(chuàng)新指明路徑，有力推動新型儲能高質(zhì)量發(fā)展。

一、科技創(chuàng)新是破解新型儲能高質(zhì)量發(fā)展瓶頸的重要抓手

進(jìn)入“十四五”，我國新型儲能從研發(fā)示范階段邁向商業(yè)化發(fā)展初期，2021年底全國新型儲能裝機(jī)規(guī)模超過400萬千瓦，各類儲能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展呈現(xiàn)“百花齊放”的良好態(tài)勢。鋰離子電池儲能技術(shù)在高效率、低成本、長壽命等方面取得長足進(jìn)步，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)完善，初步具備商業(yè)化發(fā)展條件；先進(jìn)壓縮空氣儲能、全釩液流電池等技術(shù)基本處于領(lǐng)跑、并跑階段，有力帶動了產(chǎn)業(yè)發(fā)展；新型儲能智慧調(diào)控、系統(tǒng)集成等技術(shù)發(fā)展迅速，相關(guān)示范工程核心技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

“十四五”時期是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的關(guān)鍵期和窗口期，也是新型儲能發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。新型儲能是新型電力系統(tǒng)的重要標(biāo)志，為推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，有必要加快新型儲能的規(guī)模化發(fā)展。隨著新能源規(guī)模不斷增大，電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)能力需求大幅提升，新型儲能建設(shè)周期短、選址簡單靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)勢逐漸凸顯，加快推進(jìn)先進(jìn)儲能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用勢在必行。但我們也要清醒認(rèn)識到，我國新型儲能發(fā)展仍面臨成本疏導(dǎo)機(jī)制不明朗、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、安全事故偶有發(fā)生等問題，在不同程度上制約我國新型儲能行業(yè)發(fā)展。而新型儲能技術(shù)發(fā)展仍然不夠成熟是造成上述問題的重要原因之一，當(dāng)前部分新型儲能技術(shù)尚在跟跑、少數(shù)核心部件仍依賴進(jìn)口，對新型電力系統(tǒng)中新型儲能規(guī)劃設(shè)計和調(diào)度運行機(jī)理的研究有待深入，部分新型儲能技術(shù)仍存在亟待突破的瓶頸。

因此，強(qiáng)化新型儲能科技創(chuàng)新，是不斷推動各類新型儲能技術(shù)成熟的必由之路，也是破解新型儲能發(fā)展制約的重要抓手。《規(guī)劃》在對“十四五”我國能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新工作進(jìn)行全面部署的同時，準(zhǔn)確把握新型儲能等各領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新在實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)中的作用和定位，聚焦新型儲能技術(shù)重點前沿方向，有力通過推動新型儲能技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)新型儲能高質(zhì)量發(fā)展。

二、《規(guī)劃》緊扣新型儲能功能定位進(jìn)行系統(tǒng)性研發(fā)部署

《規(guī)劃》著眼新型儲能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的全方位作用，緊扣典型場景下新型儲能的功能定位，遠(yuǎn)近統(tǒng)籌、多管齊下，對新型儲能技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行了系統(tǒng)性部署，著力提升新型儲能對于電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力的支撐能力。

《規(guī)劃》聚焦電網(wǎng)調(diào)峰、新能源消納等應(yīng)用場景，重點部署能量型儲能技術(shù)裝備及系統(tǒng)集成的攻關(guān)任務(wù)。對于鋰離子電池，重點突破長壽命、低成本、高安全的本體技術(shù)；對于鉛碳電池，重點突破能量管理技術(shù)；對于液流電池，重點突破關(guān)鍵材料、電堆設(shè)計及系統(tǒng)集成技術(shù)；著力推進(jìn)鈉離子電池、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、鋰硫電池、水系電池等新一代高性能電化學(xué)儲能技術(shù)，及儲熱蓄冷、儲氫、機(jī)械儲能等多元化儲能技術(shù)的集中攻關(guān)。同時，重點開展GWh級鋰離子電池、大規(guī)模壓縮空氣儲能電站和高功率液流電池儲能電站技術(shù)示范。

《規(guī)劃》聚焦電力系統(tǒng)調(diào)頻、平滑新能源功率波動等應(yīng)用場景，重點部署功率型儲能技術(shù)裝備與系統(tǒng)集成研究。對于飛輪儲能，重點研發(fā)大功率飛輪材料、高速軸承以及系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)；對于功率型電化學(xué)儲能，重點研發(fā)電化學(xué)超級電容器、高倍率鋰離子電池等功率型儲能器件；對于電磁儲能，集中攻關(guān)超導(dǎo)、電介質(zhì)電容器等電磁儲能技術(shù)。同時，推動10MW級超級電容器、高功率鋰離子電池、兆瓦級飛輪儲能系統(tǒng)示范。

《規(guī)劃》聚焦分布式儲能應(yīng)用的新業(yè)態(tài)、新模式，重點部署分布式儲能與分布式電源協(xié)同聚合技術(shù)研究。重點開展分布式儲能系統(tǒng)聚合方法，儲能系統(tǒng)聚合調(diào)峰、調(diào)頻及緊急控制等理論研究；集中攻關(guān)廣域布局的分布式儲能、儲能電站規(guī)?；簠f(xié)同的成套技術(shù)，以及島嶼可再生能源開發(fā)與智能微網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)；推動基于區(qū)塊鏈技術(shù)在分布式儲能參與市場化交易中的應(yīng)用。

三、《規(guī)劃》聚焦新型儲能共性技術(shù)開展針對性重點攻關(guān)

《規(guī)劃》聚焦當(dāng)前新型儲能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用中的共性問題，著眼于大規(guī)模電化學(xué)儲能狀態(tài)評估、安全防護(hù)、回收利用等全生命周期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對性部署共性技術(shù)攻關(guān)任務(wù)，著力破解提升新型儲能效率、壽命、安全、經(jīng)濟(jì)性水平的關(guān)鍵問題。

《規(guī)劃》對于新型儲能共性關(guān)鍵技術(shù)提出具體的集中攻關(guān)任務(wù)，重點開展基于儲能電池單體和模組短時間測試數(shù)據(jù)預(yù)測長日歷壽命的實驗驗證和模擬仿真研究，實現(xiàn)儲能電池25年以上的循環(huán)壽命及健康狀態(tài)的監(jiān)測和評價；要求開展低成本可修復(fù)再生的新型儲能電池技術(shù)研究，研發(fā)退役電池剩余價值評估、單體電池自動化拆解和材料分選技術(shù)，實現(xiàn)電池修復(fù)、梯次利用、回收與再生；明確推動儲能單體和系統(tǒng)的智能傳感技術(shù)研究，以及推動儲能電池全壽命周期的安全性檢測、預(yù)警和防護(hù)研究；提出基于正向設(shè)計，開展適合梯次利用的動力電池設(shè)計與制造，以及梯次利用場景分析、快速分選、系統(tǒng)集成和運維等關(guān)鍵技術(shù)研究。

此外，《規(guī)劃》在新型儲能共性技術(shù)的示范試驗方面，提出開展電化學(xué)儲能系統(tǒng)安全預(yù)警、系統(tǒng)多級防護(hù)結(jié)構(gòu)及材料等關(guān)鍵技術(shù)研究，示范大型鋰電池儲能電站的整體安全性設(shè)計、能量智能管控及運維、先進(jìn)冷卻及消防等關(guān)鍵技術(shù)。（作者系電規(guī)總院黨委書記、院長）

原標(biāo)題： 緊緊牽住科技創(chuàng)新“牛鼻子”，引領(lǐng)新型儲能高質(zhì)量發(fā)展