儲(chǔ)能(stored energy)是指通過(guò)介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)再釋放的過(guò)程。
在本網(wǎng)站中，儲(chǔ)能特指電力儲(chǔ)能，是一種電網(wǎng)供需平衡技術(shù)。電力儲(chǔ)能的形式通常也不是直接儲(chǔ)存“電能”，而是先將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、(水)勢(shì)能、化學(xué)能等形式儲(chǔ)存，在需要時(shí)再轉(zhuǎn)化回電能。
電力儲(chǔ)能本身不是新興的技術(shù)，但從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)說(shuō)卻是剛剛出現(xiàn)，正處在起步階段。傳統(tǒng)“剛性”電力系統(tǒng)電能“源—荷”瞬時(shí)動(dòng)態(tài)平衡的法則越來(lái)越難以為繼，未來(lái)電力系統(tǒng)必須具備足夠的“柔性”以適應(yīng)高比例可再生能源的新常態(tài)。在這一轉(zhuǎn)變過(guò)程中，儲(chǔ)能因其具有將電能的生產(chǎn)和消費(fèi)從時(shí)間和空間上分隔開(kāi)來(lái)的能力，成為未來(lái)高比例可再生能源電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。
通俗講解
電力儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)存電能的技術(shù)。在電力系統(tǒng)中，電能的生產(chǎn)和使用同時(shí)進(jìn)行，且在數(shù)量上平衡。但用電量總在波動(dòng),同時(shí)還需考慮發(fā)電設(shè)備故障的可能性。因此系統(tǒng)中投入運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備容量往往高于用電量，從而可將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，以備用電量上升時(shí)調(diào)劑使用。儲(chǔ)能方式有抽水蓄能、電池蓄能、超導(dǎo)體蓄能、機(jī)械飛輪蓄能、壓縮空氣蓄能等。其中抽水蓄能最普遍。
儲(chǔ)存的能量可以用做應(yīng)急能源，也可以用于在電網(wǎng)負(fù)荷低的時(shí)候儲(chǔ)能，在電網(wǎng)高負(fù)荷的時(shí)候輸出能量，用于削峰填谷，減輕電網(wǎng)波動(dòng)。
儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景
儲(chǔ)能是未來(lái)電力系統(tǒng)必要的組成部分，是不可少的。儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)能量的時(shí)移應(yīng)用，平抑風(fēng)、光的間歇性，即用即發(fā)，通過(guò)削峰填谷實(shí)現(xiàn)收益，將電力供需之間的實(shí)時(shí)耦合改為跨時(shí)段耦合，豐富電力平衡的手段，實(shí)現(xiàn)低密度、波動(dòng)性能源的高密度、可控性應(yīng)用，達(dá)到類常規(guī)電源效果，成為高競(jìng)爭(zhēng)力的能源。
這個(gè)說(shuō)的是“物理儲(chǔ)能”，虛擬電廠是借助“調(diào)度”的概念，做出可挪騰空間的“虛擬儲(chǔ)能”，因此未來(lái)的“儲(chǔ)能”或是“虛實(shí)結(jié)合”(好吧，發(fā)明新概念)。
技術(shù)簡(jiǎn)介
儲(chǔ)能是指通過(guò)介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)再釋放的過(guò)程，通常儲(chǔ)能主要指電力儲(chǔ)能。
儲(chǔ)能又是石油油藏中的一個(gè)名詞，代表儲(chǔ)層儲(chǔ)存油氣的能力。
小儲(chǔ)能和大儲(chǔ)能
雖然現(xiàn)在儲(chǔ)能行業(yè)才熱門，但儲(chǔ)電技術(shù)也有數(shù)十年的應(yīng)用，最典型的就是電池了。電池儲(chǔ)能是用電環(huán)節(jié)的”小儲(chǔ)能“，不是我們今天要講的儲(chǔ)能行業(yè)的“大儲(chǔ)能”。
小儲(chǔ)能：用電末端環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能，體量小，安全性要求高，性價(jià)比低，重點(diǎn)往小型化安全性發(fā)展，熱門方向如手機(jī)電池、電動(dòng)車電池、應(yīng)急電源。
大儲(chǔ)能：面向供給側(cè)的儲(chǔ)能，體量大，性價(jià)比要求高，重點(diǎn)往性價(jià)比發(fā)展。
兩者當(dāng)前是產(chǎn)業(yè)熱門，隨便一項(xiàng)提升都是超AI的技術(shù)發(fā)展(基礎(chǔ)技術(shù)啊)，兩者最大的區(qū)別是單位體量下的存儲(chǔ)效率差異(性價(jià)比與體積的抉擇)：
在此我們列下幾種典型大小儲(chǔ)能的性價(jià)比：
我們以民用供電價(jià)格 1 度電 = 1000 W時(shí)= 0.56 元為參照。
如干電池 1.5 V 1 節(jié)= 0.00135 度電= 1 塊，則 1 度電相當(dāng)于 740 節(jié)，可重復(fù)利用的，按投入/全生命周期容量計(jì)算，以下數(shù)據(jù)為估算，僅供參考：
從這個(gè)表格可以看出，大儲(chǔ)能方式上，只有抽水儲(chǔ)能有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其它儲(chǔ)能必然要有波峰谷平、應(yīng)急供電等額外經(jīng)濟(jì)價(jià)值才有意義。
儲(chǔ)能方法
4.1 分類
按照能量?jī)?chǔ)存方式，儲(chǔ)能可分為物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能三類，其中物理儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等，化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲(chǔ)能主要包括超級(jí)電容器儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能。
1) 電池儲(chǔ)能
大功率場(chǎng)合一般采用鉛酸蓄電池，主要用于應(yīng)急電源、電瓶車、電廠富余能量的儲(chǔ)存。小功率場(chǎng)合也可以采用可反復(fù)充電的干電池：如鎳氫電池，鋰離子電池等。
全釩液流電池，是一種通過(guò)釩離子價(jià)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的往復(fù)轉(zhuǎn)換，從而將風(fēng)力或太陽(yáng)能所產(chǎn)生力存儲(chǔ)與釋放的大型儲(chǔ)能電池，業(yè)內(nèi)形象地稱之為“電力銀行”。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家用于電站調(diào)峰和風(fēng)力儲(chǔ)能的釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)已經(jīng)基本成熟。相比鋰電池，全釩液流電池最大的好處是不燃燒，不爆炸。
2) 電感器儲(chǔ)能
電感器本身就是一個(gè)儲(chǔ)能原件，其儲(chǔ)存的電能與自身的電感和流過(guò)它本身的電流的平方成正比：E =
L*I*I/2。由于電感在常溫下具有電阻，電阻要消耗能量，所以很多儲(chǔ)能技術(shù)采用超導(dǎo)體。電感儲(chǔ)能還不成熟，但也有應(yīng)用的例子見(jiàn)報(bào)。
3) 電容器儲(chǔ)能
電容器也是一種儲(chǔ)能原件，其儲(chǔ)存的電能與自身的電容和端電壓的平方成正比: E =
C*U*U/2。電容儲(chǔ)能容易保持，不需要超導(dǎo)體。電容儲(chǔ)能還有很重要的一點(diǎn)就是能夠提供瞬間大功率，非常適合于激光器，閃光燈等應(yīng)用場(chǎng)合。
超級(jí)電容器，也稱電化學(xué)電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置，其結(jié)構(gòu)和電池的結(jié)構(gòu)類似，主要包括雙電極、電解質(zhì)、集流體和隔離物四個(gè)部分，具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、低溫性能好、安全、可靠和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但由于電介質(zhì)耐壓低，存在漏電流，儲(chǔ)存能量和保持時(shí)間受到限制。目前，超級(jí)電容器主要是基于多孔炭電極/電解液界面的雙電層電容，或金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔锂a(chǎn)生的準(zhǔn)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存。
4) 此外，還有其它的儲(chǔ)能方式：比如機(jī)械儲(chǔ)能等。
4.2 儲(chǔ)能主要基于以下兩點(diǎn)
1) 風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展將推動(dòng)大容量?jī)?chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
儲(chǔ)能技術(shù)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出，能有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化，使大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。儲(chǔ)能電池的未來(lái)應(yīng)該在風(fēng)電和光電產(chǎn)業(yè)，其中尤以已經(jīng)大量布局的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)為主。風(fēng)力資源具有不穩(wěn)定性，此外，風(fēng)力資源較大的后半夜又是用電低谷，因此，雖然近年來(lái)風(fēng)、光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但一直飽受“并網(wǎng)”二字困擾，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，可以幫助風(fēng)電場(chǎng)輸出平滑和‘以峰填谷’。
2) 新能源汽車特別是電動(dòng)汽車的良好發(fā)展利好動(dòng)力電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
四部委推出5個(gè)城市私人購(gòu)買新能源補(bǔ)貼政策的試點(diǎn)方案，該方案重點(diǎn)對(duì)純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力進(jìn)行了補(bǔ)貼。伴隨電動(dòng)汽車的發(fā)展，高效儲(chǔ)能電池必將逐步取代內(nèi)燃機(jī)。伴隨著電池成本逐漸下降，成熟度日益提高，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的替代能力將逐漸增強(qiáng)。
儲(chǔ)能技術(shù)可以說(shuō)是新能源產(chǎn)業(yè)革命的核心。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿Ρ貙?dǎo)致這一市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。如果政策到位，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)既可快速成長(zhǎng)為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，也將極大促進(jìn)國(guó)內(nèi)新能源的規(guī)?；l(fā)展。
應(yīng)用場(chǎng)景
儲(chǔ)能在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景可以分為電源側(cè)儲(chǔ)能、輸電側(cè)儲(chǔ)能、配電側(cè)儲(chǔ)能和用戶側(cè)儲(chǔ)能四大場(chǎng)景。即電源側(cè)、輸電側(cè)、配電側(cè)、用戶側(cè)。
1) 電源側(cè)
平滑出力：吸收可再生能源發(fā)電的波動(dòng)或平滑可再生能源發(fā)電的輸出功率。
跟蹤發(fā)電計(jì)劃：跟隨可再生能源發(fā)電的爬坡輔助風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電，使其成為一種部分可調(diào)節(jié)的電源，提高它們的可控性。
在一個(gè)高滲透率的可再生能源發(fā)電區(qū)域，儲(chǔ)存過(guò)剩的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電以減少棄能，提高可再生能源的滲透率和經(jīng)濟(jì)性。
儲(chǔ)存的能量可以作為一種旋轉(zhuǎn)備用，隨時(shí)供電網(wǎng)調(diào)度使用，由此也減少常規(guī)發(fā)電的備用量和提高它們的效率。
2) 輸電側(cè)
減輕調(diào)峰調(diào)頻機(jī)組的壓力，為電網(wǎng)提供調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)，按調(diào)節(jié)效果付費(fèi)。
建在不同地方、多處的儲(chǔ)能裝置可起輔助服務(wù)的作用，優(yōu)化潮流，減輕或解決線路過(guò)負(fù)荷和堵塞 ，并降低線路和網(wǎng)絡(luò)的損耗。
推遲新的線路建設(shè)和投運(yùn)時(shí)間。
當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)或事故時(shí)，儲(chǔ)能可作為調(diào)節(jié)電源，協(xié)助提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性能和增加電網(wǎng)安全運(yùn)行的裕度，也可用作電網(wǎng)的緊急事故備用電源或黑啟動(dòng)電源。
3) 配電側(cè)
對(duì)于獨(dú)立型微電網(wǎng)中或并網(wǎng)型微電網(wǎng)解列時(shí)，為了保持微電網(wǎng)能繼續(xù)正常和穩(wěn)定運(yùn)行，儲(chǔ)能裝置成為一種不可或缺的配備，可用于調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的頻率，使其保持過(guò)渡過(guò)程中的頻率穩(wěn)定和用于較長(zhǎng)期的能量管理。
主動(dòng)配電網(wǎng)必要的調(diào)節(jié)手段之一，用于提高配電網(wǎng)對(duì)分布式電源的消納能力和電能質(zhì)量保證配電網(wǎng)運(yùn)行在安全區(qū)間內(nèi)。
可移動(dòng)式儲(chǔ)能裝置，在地區(qū)事故停電時(shí)，快速地將儲(chǔ)能裝置運(yùn)送到停電區(qū)域并接入電網(wǎng)，以縮短停電時(shí)間，提高供電的可靠性。
4) 用戶側(cè)
用戶利用儲(chǔ)能裝置和分時(shí)電價(jià)，改變他們的用電時(shí)間和方式以削峰填谷、降低電費(fèi)。
有些需要高可靠性的用戶，電力供應(yīng)中斷的后果極其嚴(yán)重，需要安裝一定數(shù)量的儲(chǔ)能裝置，作為備用電源( 或不間斷電源 )。
電動(dòng)汽車與電網(wǎng)相連接時(shí)，可作為一種儲(chǔ)能裝置，利用“V2G”的功能，通過(guò)需求響應(yīng)，將電動(dòng)汽車內(nèi)儲(chǔ)存的電能在電網(wǎng)需要時(shí)返回到電網(wǎng)中。
儲(chǔ)能系統(tǒng)還可用于家庭和樓宇的能量管理系統(tǒng)。
發(fā)展情況
對(duì)新能源和可再生能源的研究和開(kāi)發(fā)，尋求提高能源利用率的先進(jìn)方法，已成為全球共同關(guān)注的首要問(wèn)題。對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)來(lái)說(shuō)，既有節(jié)能減排的需求，也有能源增長(zhǎng)以支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，這就需要大力發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。
分析報(bào)告顯示，日益增長(zhǎng)的能源消費(fèi)，特別是煤炭、石油等化石燃料的大量使用對(duì)環(huán)境和全球氣候所帶來(lái)的影響使得人類可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)面臨嚴(yán)峻威脅。據(jù)預(yù)測(cè)，如按現(xiàn)有開(kāi)采不可再生能源的技術(shù)和連續(xù)不斷地日夜消耗這些化石燃料的速率來(lái)推算，煤、天然氣和石油的可使用有效年限分別為100-120年、30-50年和18-30年。顯然，21世紀(jì)所面臨的最大難題及困境可能不是戰(zhàn)爭(zhēng)及食品，而是能源。
2016年1月19日，世界能源署表示，由于新太陽(yáng)能電池技術(shù)和其他科技進(jìn)步促進(jìn)價(jià)格下跌，未來(lái)15年，電池儲(chǔ)能成本將下滑70%。
儲(chǔ)能本身不是新興的技術(shù)，但從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)說(shuō)卻是剛剛出現(xiàn)，正處在起步階段。中國(guó)沒(méi)有達(dá)到類似美國(guó)、日本將儲(chǔ)能當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)加以看待并出臺(tái)專門扶持政策的程度，尤其在缺乏為儲(chǔ)能付費(fèi)機(jī)制的前提下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的《2023-2029年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》分析，2018年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了 1.2 萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)了 21.4% 。
其中，新能源儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了 7000 億元，同比增長(zhǎng)了 25.3% 。其他儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了 5000 億元，同比增長(zhǎng)了 17.1% 。
隨著中國(guó)政府在儲(chǔ)能行業(yè)的大力支持，預(yù)計(jì)未來(lái)1-2年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模有望增長(zhǎng) 20%-30% 。
其中，新能源儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將出現(xiàn)較快增長(zhǎng)，有望達(dá)到 8000 億元，而其他儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模也有望達(dá)到 6000 億元。
在技術(shù)發(fā)展方面，儲(chǔ)能行業(yè)也將迎來(lái)較大發(fā)展機(jī)遇。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)取得了較大進(jìn)展，具有體積小、功率大、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，有望為儲(chǔ)能行業(yè)帶來(lái)更多發(fā)展機(jī)遇。
中國(guó)應(yīng)用
2018年1月，延安高新區(qū)儲(chǔ)能谷六大產(chǎn)業(yè)板塊的延安駐地公司陸續(xù)注冊(cè)成立……“延安儲(chǔ)能谷”，一個(gè)具有延安特色的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群，從無(wú)到有，從單一到多元，在延安高新區(qū)悄然生根。
2018年5月12日下午，延安高新區(qū)中國(guó)˙儲(chǔ)能谷推介會(huì)在西安舉行。中共延安市委副書記、市長(zhǎng)薛占海出席會(huì)議并致辭。來(lái)自美國(guó)麻省理工大學(xué)、臺(tái)北科技大學(xué)、浙江大學(xué)等高校的儲(chǔ)能專家和60多家儲(chǔ)能企業(yè)代表應(yīng)邀參加。推介會(huì)由高新區(qū)黨工委書記、管委會(huì)主任劉礦平主持。
薛占海代表市委、市政府對(duì)前來(lái)參加推介會(huì)的各位專家和企業(yè)家表示歡迎和感謝。他提到，延安是創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的高地和投資興業(yè)的福地，加快轉(zhuǎn)型發(fā)展有資源優(yōu)勢(shì)、有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、有基礎(chǔ)條件保障、有園區(qū)平臺(tái)承載，特別是延安高新區(qū)加快建設(shè)高科產(chǎn)業(yè)新城，為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要載體。歡迎廣大企業(yè)家能夠走進(jìn)延安、了解延安、投資延安。將堅(jiān)持“馬上就辦、辦就辦好”的服務(wù)宗旨，竭盡全力為各位企業(yè)家來(lái)延創(chuàng)業(yè)投資提供最有優(yōu)惠的政策、最便利的條件、最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，營(yíng)造一流的投資發(fā)展環(huán)境，讓廣大企業(yè)家放心、安心、舒心扎根落戶延安，共同譜寫新時(shí)代企地共榮、攜手發(fā)展的新篇章。
推介會(huì)上，延安儲(chǔ)能谷發(fā)展有限公司負(fù)責(zé)人推介了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，來(lái)自高校的儲(chǔ)能專家解讀了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)，部分應(yīng)邀企業(yè)代表作了發(fā)言。在出席推介會(huì)嘉賓的見(jiàn)證下，延安高新區(qū)現(xiàn)場(chǎng)簽約項(xiàng)目6個(gè)，總投資100億元。
2021年3月11日，由中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)資金支持福建建設(shè)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能工程技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，以太陽(yáng)能光電材料/器件、儲(chǔ)能材料/器件和智能能源管理為核心，開(kāi)展創(chuàng)新性研究和工程化應(yīng)用，已建設(shè)了太陽(yáng)能光伏工程中試研究中心、鋰離子電池工程中試研究中心和能源智能管理工程技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。
轉(zhuǎn)自：電力合伙人
評(píng)論