眾所周知，儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微網(wǎng)發(fā)展不可或缺的支撐環(huán)節(jié)，我國風能、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用已走在世界前列，但在風電、光伏發(fā)電等領(lǐng)域，由于缺少化學大容量儲能電池等儲能技術(shù)的支持，應(yīng)用受到制約。

近年來，在政策的鼓勵和產(chǎn)學研各界的努力下，各類電池儲能技術(shù)不斷突破，形成了多種電池儲能技術(shù)并存，共同發(fā)展的喜人局面，這些儲能技術(shù)很可能在未來的電力輔助服務(wù)市場中實現(xiàn)爆發(fā)式增長。

鉛炭電池實現(xiàn)0.5元/kWh的充放電度電成本

在現(xiàn)有的電化學儲能技術(shù)應(yīng)用中，急需突破的是提高電池壽命和安全性、降低成本。而鉛炭電池在這一點上走在了其他儲能電池的前面。

鉛炭電池是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進出來電容型電池技術(shù)，其在鉛酸電池的負極中加入了活性炭，顯著提高鉛酸電池的壽命并改善性能。

據(jù)悉，目前成本最低的鉛炭電池儲能，單位投資1200元/kWh和0.5元/kWh的充放電度電成本令其在許多應(yīng)用中可不借助任何補貼實現(xiàn)盈利。以工商業(yè)用戶單純用于電價差套利測算，當峰谷電價差大于0.8元/kWh時，無杠桿投資回收期可低至5年，若考慮節(jié)省的容量費和參與需求響應(yīng)等電力服務(wù)輔助所獲得的額外收益，則投資回收期將更短。

南都電源研發(fā)的鉛炭電池產(chǎn)品目前已被應(yīng)用在多個國內(nèi)儲能示范項目中，如東福山島風光柴儲能電站及海水淡化系統(tǒng)、新疆吐魯番新能源城市微電網(wǎng)示范工程、浙江鹿西島4MWH新能源微網(wǎng)儲能等。

中國工程院院士楊裕生認為，憑借低成本、安全、原料易得、可靠、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟等顯著優(yōu)勢，鉛炭電池是符合我國產(chǎn)業(yè)布局和制造水平的一種儲能電池。

具有梯次利用優(yōu)勢的鋰電儲能

鋰離子電池具有能量密度大、自放電小、沒有記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、沒有環(huán)境污染等優(yōu)點，被稱為“綠色電池”。在鉛炭電池技術(shù)應(yīng)用之前，鋰離子電池儲能被認為是儲能產(chǎn)品開發(fā)中最可行的技術(shù)路線。

鋰電池應(yīng)用于儲能有一個長期以來沒有解決的問題，那就是成本相對較高。但業(yè)內(nèi)人士分析，鋰電儲能盡管成本仍顯著高于鉛炭，但由于具備高能量密度和高倍率充放電能力的優(yōu)勢，在部分應(yīng)用場合中，如需要高倍率充放電的“秒級/分鐘級調(diào)頻服務(wù)”、或是對設(shè)備占地面積較敏感的商業(yè)/居民儲能市場，仍具有不可替代的優(yōu)勢。

值得注意的是，雖然鋰電儲能的成本高于鉛炭，但是其有一個很好地節(jié)省成本的途徑，那就是承接動力電池梯次利用。

據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心專家曾預(yù)測，我國動力鋰電池未來報廢量將快速增長，2020年動力鋰電池累計報廢量將達到12萬~17萬噸。作為電動汽車用動力鋰電池，容量衰減至額定容量的80%時，電動汽車的續(xù)航里程會明顯減少，失去使用價值，但對于儲能系統(tǒng)來說仍具有較大的使用價值。將車用動力電池梯次利用在儲能上，可以大大降低了儲能的成本。

目前，已有企業(yè)在這方面做出了積極嘗試。山東威能環(huán)保電源有限公司的“廢舊鋰離子動力電池回收處理和綜合利用”項目，實施后每年可回收動力電池30億安時，循環(huán)利用舊電池容量約24億Ah，可組建儲能站實現(xiàn)能源充分利用7200兆瓦時。威能公司總經(jīng)理熊俊威解釋道，當汽車鋰電池從100%容量衰減到70%容量時，公司可在通信基站、工業(yè)備用電源等領(lǐng)域以儲能電池形式繼續(xù)使用，同時也可以應(yīng)用到家庭備用電源。

全釩液流電池儲能技術(shù)突飛猛進

全釩液流電池是一種基于金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池，液流儲能電池系統(tǒng)可以通過更換電解液實現(xiàn)“瞬間再充電”。液流電池的理論保存期無限，儲存壽命長，無自放電，能100%深度放電而不會損壞電池。這些特點使得液流電池成為儲能技術(shù)的首選技術(shù)之一。

由于全釩液流電池的特點，其應(yīng)用領(lǐng)域一開始即定位于大規(guī)模儲能，如風電場和備用電源。全釩液流儲能電池與風電、光伏電組合成離網(wǎng)或微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，對于孤島、離網(wǎng)的邊遠地區(qū)來說，是最佳綠色能源組合。

經(jīng)過10多年的創(chuàng)新研究，中科院大連化物所自主研發(fā)的2kW全釩液流儲能電池已成功實現(xiàn)10000次以上的充/放電循環(huán)，電池模塊的能量效率未見明顯衰減。上海市神力科技有限公司采用國產(chǎn)非氟高分子聚合物研制成功了釩電池用離子膜，可替代進口的專用離子膜，投入運行國內(nèi)首臺5～10kW高性能全釩液流儲能電池(VRB)樣機，其儲能效率達到70%。

在全釩液流儲能電池系統(tǒng)的應(yīng)用方面，大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司提供的200kW/800kWh全釩液流儲能電池系統(tǒng)，已接入可再生能源智能微網(wǎng)，成功并網(wǎng)運行;國電龍源5MW/10MW時儲能電池系統(tǒng)工程，是迄今為止全球最大規(guī)模的全釩液流電池儲能系統(tǒng)應(yīng)用示范工程。

盡管其在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟，但是全釩液流儲能電池的成本相對較高，離儲能電池市場化的目標成本差距不小。但是隨著整個儲能行業(yè)規(guī)模的擴大，由此帶來的規(guī)模效應(yīng)將逐步拉低液流電池的成本。

近日，電儲能市場的重磅政策頻頻出臺，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補償(市場)機制試點工作的通知》(以下簡稱“《通知》”)，《通知》明確了電化學儲能的獨立市場主體地位，儲能的補償、結(jié)算方式及電網(wǎng)接入和費用結(jié)算的要求，并規(guī)定該《通知》適用于其他擬開展電儲能參與電力輔助服務(wù)試點的地區(qū)。

業(yè)內(nèi)人士分析，此項政策對加速國內(nèi)各類型商業(yè)化儲能應(yīng)用市場的啟動意義重大。不難預(yù)計，隨著重磅政策的落地、電池儲能技術(shù)的不斷突破和商業(yè)化項目的強示范效應(yīng)，電池儲能市場的爆發(fā)將為時不遠。