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新型儲能對于提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力，支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，具有重要意義。近年來，隨著儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新型儲能技術(shù)不斷突破，在越來越多的場景實現(xiàn)示范應用。

新型儲能種類及特點

新型儲能技術(shù)主要包括儲熱技術(shù)、氫儲能技術(shù)、電磁儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等。

儲熱技術(shù)屬于能量型儲能技術(shù)，能量密度高，成本低，壽命長，綜合熱利用效率高，在可再生能源消納、清潔供暖及太陽能光熱電站儲能系統(tǒng)應用領(lǐng)域均可發(fā)揮較大作用。

電磁儲能和飛輪儲能屬于功率型儲能技術(shù)。電磁儲能中，超導電磁儲能功率特性好，但能量密度較低，成本高；超級電容器功率密度高，充放電循環(huán)次數(shù)達十萬次甚至數(shù)百萬次，但儲能密度較低，成本高。飛輪儲能壽命長，對環(huán)境無不良影響，但自放電率高，成本高。這些儲能技術(shù)離實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應用還有一段距離。

2021年7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）。《指導意見》提出，抽水蓄能和新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備?！吨笇б庖姟穼l(fā)展新型儲能作為提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力，支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要舉措。

《指導意見》明確，到2025年實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。新型儲能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提高，裝機規(guī)模達3000萬千瓦以上。新型儲能在推動能源領(lǐng)域碳達峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。新型儲能核心技術(shù)裝備自主可控，裝機規(guī)模基本滿足新型電力系統(tǒng)相應需求。新型儲能成為能源領(lǐng)域碳達峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一。堅持儲能技術(shù)多元化，推動鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應用，實現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長時儲能技術(shù)進入商業(yè)化發(fā)展初期，加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼炇痉?，以需求為導向，探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的研究和示范應用。

超導儲能

在超導電力技術(shù)應用中，超導儲能系統(tǒng)以其具有儲能密度高、功率密度高、響應速度快、儲能效率高及四象限功率補償能力的特點，在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善供電品質(zhì)方面受到廣泛關(guān)注。

超導儲能系統(tǒng)主要是由超導儲能磁體、制冷單元、監(jiān)控系統(tǒng)以及用于連接電力系統(tǒng)與超導磁體的變流器組成，具體來說是利用高電流密度的超導帶材制成儲能磁體，并利用整流器將電網(wǎng)中過剩的電能以磁場能的形式儲存起來，等到需要時，再通過逆變器將儲存的磁場能釋放出來，回送給電網(wǎng)或作其他用途。由于超導磁體在超導狀態(tài)下的零電阻特性，使其可以長時間處于無焦耳熱損耗運行狀態(tài)，而且超導線圈的電流密度是常規(guī)線圈的10～100倍，因此，可以達到很高的儲能密度。隨著高溫超導技術(shù)的不斷進步以及高溫超導材料逐步走向?qū)嵱没瑸楦邷爻瑢δ芟到y(tǒng)的廣泛應用提供了廣闊前景。

2007年，國家電網(wǎng)公司成立超導電力技術(shù)研究團隊，率先開始基于第二代高溫超導涂層導體的超導儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究。2011年，中國電科院成功研制出國內(nèi)首臺過冷液氮溫區(qū)千焦級容量的混合式高溫超導儲能系統(tǒng)，并應用于國家電網(wǎng)公司動模仿真中心的200千米輸電線路上；2014年，進一步提出采用一種螺旋內(nèi)冷千安級復合超導體的3兆焦超導儲能磁體技術(shù)，進行了臨界電流、故障穩(wěn)定性等試驗驗證。

作為先進的電能存儲技術(shù)，超導儲能技術(shù)具有極高的應用價值，未來實現(xiàn)規(guī)模應用后，能有效改善電網(wǎng)電壓波動和頻率特性，確保我國以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)安全。

壓縮空氣儲能

8月4日，山東泰安肥城10兆瓦壓縮空氣儲能電站一次送電成功，標志著國內(nèi)首家壓縮空氣儲能商業(yè)電站順利實現(xiàn)并網(wǎng)。

肥城10兆瓦壓縮空氣儲能電站充分利用泰安肥城邊院地區(qū)地下鹽穴密閉性好、穩(wěn)定性高的天然優(yōu)勢，在電網(wǎng)負荷低谷時壓縮空氣至鹽穴腔體，在電網(wǎng)負荷高峰時排氣推動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)揮輔助電網(wǎng)削峰填谷作用。該項目的順利實施，將在增強系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、提升新能源負荷支撐能力等方面發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。

該項目于2019年年底開工。在并網(wǎng)建設(shè)過程中，山東泰安供電公司成立并網(wǎng)服務工作專班，精細制訂并網(wǎng)工程計劃，強化送出工程質(zhì)量與進度管控，克服惡劣天氣影響，為項目提前并網(wǎng)提供堅強保障。下一步，該公司將同步配合做好二期300兆瓦項目接入系統(tǒng)方案研究與工程建設(shè)，充分發(fā)揮新型儲能電站調(diào)峰調(diào)頻作用，不斷增強系統(tǒng)深度調(diào)節(jié)能力。

壓縮空氣儲能主要包括兩個工作過程，即儲能過程和釋能過程。

儲能過程：在電網(wǎng)負荷的低谷時段，應用電動機驅(qū)動壓縮機對空氣進行壓縮，并將壓縮后的高壓空氣存儲在地下鹽穴中。通過儲能過程，實現(xiàn)電能到空氣壓力能的轉(zhuǎn)換，完成電能的儲存。在此過程中，各級壓縮機的壓縮熱通過間冷器換熱回收，并儲存在蓄熱介質(zhì)中，回收熱量后的蓄熱介質(zhì)儲存在熱罐中。

釋能過程：在電網(wǎng)負荷的高峰和尖峰時段，將存儲在鹽穴中的高壓空氣釋放，通過驅(qū)動膨脹機做功發(fā)電，并將生產(chǎn)的電能輸送至電網(wǎng)，完成空氣壓力能到電能的轉(zhuǎn)換。在此過程中，來自熱罐的蓄熱介質(zhì)通入各級膨脹機的級前換熱器，加熱各級膨脹機進口空氣，釋放完熱量的蓄熱介質(zhì)儲存到冷罐中。

壓縮空氣儲能系統(tǒng)主要包括壓縮機系統(tǒng)、膨脹發(fā)電系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、儲氣系統(tǒng)和輔助冷卻系統(tǒng)等。

●壓縮機系統(tǒng)是儲能電站實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢能和蓄熱介質(zhì)熱能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于平衡電網(wǎng)中過剩電能，參與電網(wǎng)調(diào)峰。

●膨脹發(fā)電系統(tǒng)主要包括多級高負荷膨脹機、級間換熱器、發(fā)電機等，膨脹機用于將高壓空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，并輸出給發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。

●儲熱系統(tǒng)是壓縮空氣儲能系統(tǒng)的主要組成部分，主要用于在儲能過程存儲壓縮機產(chǎn)生的壓縮熱，并且在釋能過程將熱能傳給膨脹機入口前的空氣，提高空氣的膨脹做功效果。

壓縮空氣儲能的優(yōu)點包括：快速啟動（<15分鐘）；能量密度和功率密度較高；具備黑啟動能力；日常運營成本低；設(shè)備的使用壽命長，損耗低；不需要借助傳統(tǒng)化石能源加熱壓縮空氣。但壓縮空氣儲能也受到多方面因素制約，包括：投資成本高，投資回報長（投資回報>25年）；對于絕熱系統(tǒng)，蓄熱器自放電率高，對于非絕熱系統(tǒng)，效率又比較低（<55％）。

來源：中國政府網(wǎng)、《國家電網(wǎng)報》、電網(wǎng)頭條、國網(wǎng)山東電力、中國電科院等，郭軼敏、崔璨、楊亞迪、諸嘉慧對本文有貢獻