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8月2日，由中國能源研究會(huì)、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟主辦的第八屆儲(chǔ)能西部論壇在陜西西安舉辦。澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院外籍院士 劉科在論壇上提出，沒有長時(shí)儲(chǔ)能碳中和不可能實(shí)現(xiàn)。

他提到，儲(chǔ)能技術(shù)仍有許多種類需要大發(fā)展，不論哪種技術(shù)都有專門的應(yīng)用場(chǎng)景，不要用一種技術(shù)去反對(duì)另一種技術(shù)。讓儲(chǔ)能市場(chǎng)百花齊放，利用市場(chǎng)去選擇最便宜的即可。

新型長時(shí)儲(chǔ)能的五大優(yōu)點(diǎn)

目前，全球電力行業(yè)正處于從化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源的能源轉(zhuǎn)型關(guān)鍵階段。然而可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中占比的上升也帶來了新的挑戰(zhàn)，風(fēng)電和太陽能發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性與波動(dòng)性對(duì)現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)造成了巨大的結(jié)構(gòu)性壓力。大量的風(fēng)能和太陽能接入系統(tǒng)將導(dǎo)致頻繁的電力過剩和短缺。若新能源裝機(jī)占比進(jìn)一步上漲，電力供需不平衡的時(shí)期將有可能持續(xù)幾天甚至幾周，且在全球變暖的氣候背景下，極端天氣事件將使電力波動(dòng)發(fā)生的頻率更高。

總的來說，在能源轉(zhuǎn)型這條賽道上，電力行業(yè)將面臨三大挑戰(zhàn)：

（1）電力系統(tǒng)供需失衡：電力供應(yīng)過剩、短缺的情況將在更長的時(shí)間維度上頻繁發(fā)生。
（2）輸配電模式的轉(zhuǎn)變：由傳統(tǒng)輸配電模式向分布式、源網(wǎng)荷多遠(yuǎn)互動(dòng)的模式轉(zhuǎn)變，電網(wǎng)升級(jí)成本大幅上升。
（3）系統(tǒng)機(jī)械慣量、旋轉(zhuǎn)備用缺失：大部分可再生能源不具備傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的機(jī)械慣量，使電網(wǎng)整體調(diào)頻能力降低，進(jìn)一步降低電網(wǎng)穩(wěn)定性。

1、新型長時(shí)儲(chǔ)能LDES成為解決新能源接入問題的關(guān)鍵技術(shù)

隨著鋰離子電池儲(chǔ)能應(yīng)用在電力領(lǐng)域的廣泛鋪開，鋰電儲(chǔ)能的劣勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)在較差的安全性以及在長時(shí)（＞4h）儲(chǔ)能應(yīng)用方面較差的經(jīng)濟(jì)性。新型長時(shí)儲(chǔ)能（LDES，Long Duration Energy Storage）可以通過在更長時(shí)間維度上（＞4h，跨天，跨周，跨季節(jié)）存儲(chǔ)和釋放能量來提高電力系統(tǒng)的靈活性。其主要應(yīng)用場(chǎng)景體現(xiàn)在四個(gè)方面：

（1） 日內(nèi)儲(chǔ)能應(yīng)用：4~12個(gè)小時(shí)的長時(shí)儲(chǔ)能，解決日內(nèi)電力供需失衡。
（2） 跨天、跨周儲(chǔ)能應(yīng)用：主要應(yīng)對(duì)短期天氣異常（缺乏光照、缺水等）造成的中長期電力失衡。
（3） 跨季節(jié)應(yīng)用：解決冬季能源需求高峰以及氣候變化帶來的電力系統(tǒng)長期不確定性。
（4） 應(yīng)對(duì)極端天氣事件。

2、新型長時(shí)儲(chǔ)能LDES可通過多種技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)

前文所提到的應(yīng)用場(chǎng)景要求新型長時(shí)儲(chǔ)能不僅能在技術(shù)方面滿足日內(nèi)、跨天、跨周、跨季節(jié)儲(chǔ)能的要求，還要在經(jīng)濟(jì)性、安全性以及容量規(guī)模方面具備更更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。這要求新型長時(shí)儲(chǔ)能可以靈活擴(kuò)大規(guī)模以維持?jǐn)?shù)小時(shí)、數(shù)天甚至數(shù)周的電力供應(yīng)，減少稀有金屬原材料的使用（例如鋰離子電池所需的鎳鈷錳等），以彌補(bǔ)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)長時(shí)儲(chǔ)能方面的短板。新型長時(shí)儲(chǔ)能可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，如機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能等。

（1） 機(jī)械儲(chǔ)能：最成熟的機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù)是抽水蓄能，占全球總儲(chǔ)能容量的95%，但對(duì)廠站選址有一定要求。當(dāng)下出現(xiàn)的新型抽水蓄能設(shè)施如地質(zhì)力學(xué)水泵可減少其對(duì)地理?xiàng)l件的依賴。此外，機(jī)械儲(chǔ)能還包括壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能。壓縮空氣儲(chǔ)能同時(shí)兼顧熱儲(chǔ)能，用于存儲(chǔ)壓縮過程中產(chǎn)生的熱量并在放電循環(huán)中重復(fù)使用；重力儲(chǔ)能目前處于商業(yè)化的早期階段。

（2） 熱儲(chǔ)能：熱儲(chǔ)能技術(shù)可同時(shí)釋放電力和熱量，技術(shù)路線可分為改變介質(zhì)溫度、改變介質(zhì)材料狀態(tài)、熱化學(xué)熱反應(yīng)等。這些技術(shù)使用如熔鹽、混凝土、鋁合金或巖石材料等介質(zhì)將熱量存儲(chǔ)于絕熱容器中。使用最廣泛的技術(shù)路線是熔鹽和聚光太陽能（CSP）發(fā)電設(shè)施相結(jié)合。

（3） 化學(xué)儲(chǔ)能：氫儲(chǔ)，天然氣儲(chǔ)能等。

（4） 電化學(xué)儲(chǔ)能：基于電化學(xué)反應(yīng)的長時(shí)儲(chǔ)能，液流電池是目前較為成熟的技術(shù)路線。液流電池將電能儲(chǔ)存于外部?jī)?chǔ)罐中的化學(xué)溶劑中，通過離子交換膜實(shí)現(xiàn)充放電。新型金屬空氣液流電池主要使用低成本且資源豐富的金屬物質(zhì)、空氣和水，具有可擴(kuò)展性和較低的系統(tǒng)安裝成本?；旌弦毫麟姵赝瑫r(shí)具有液體電解質(zhì)和金屬陽極，結(jié)合了傳統(tǒng)液流電池和金屬電池的特性。

圖1：長時(shí)儲(chǔ)能分類概述（LDES Council & McKinsey & Company，長城證券研究院）

3、相較于其他儲(chǔ)能形式，新型長時(shí)儲(chǔ)能LDES具有五大優(yōu)點(diǎn)

可再生能源發(fā)電占比的增加將為8-12小時(shí)乃至更長時(shí)間維度的儲(chǔ)能需求帶來增長，也是新型長時(shí)儲(chǔ)能LDES的重要市場(chǎng)。與鋰電池相比，新型長時(shí)儲(chǔ)能LDES技術(shù)主要具有以下5個(gè)優(yōu)勢(shì)：

（1） 存儲(chǔ)大量電能時(shí)邊際成本低。

（2） 能量和功率解耦。

（3） 可模塊化、可擴(kuò)展性、廠站位置要求少，安全性更強(qiáng)。

（4） 不依賴稀有元素，經(jīng)濟(jì)成本低，具有產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?yīng)。

（5） 與輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)的升級(jí)擴(kuò)容相比，建設(shè)周期短。

原標(biāo)題：專家：沒有長時(shí)儲(chǔ)能碳中和不可能實(shí)現(xiàn)！