儲能產業迎候風光明媚的春天

“十三五”期間，中國的電力改革在經濟持續低迷的背景下艱難前行。雖然風、光、水、火之爭喧囂未定，但未來以可再生能源為主體、逐步替代現有化石能源的能源市場格局已經越來越清晰的展現在人們的面前。儲能技術作為支持傳統電力平穩運行，促進可再生能源并網消納，支撐分布式能源、電動汽車和能源互聯網發展的關鍵技術，得到越來越多的重視和認可。

--CNESA《儲能產業研究白皮書2017》

解碼上海電氣儲能產業

風與光，是大自然饋贈人類的禮物，他們可再生且不會匱竭?？萍嫉倪M步，讓這些自然資源變為好用的可再生能源。對風能和太陽能這些清潔能源的開發利用，也為人類與環境的和諧共處打開了綠色通道。但風不會一直吹，太陽暮時也會落山。風能、太陽能發電在供需兩端高峰期間的需求不匹配，以及對電網造成波動性的沖擊，成為了橫亙在可再生能源低效閑置與大規模并網利用之間的攔路石。

如果有足夠大的電池能夠將電能大量儲存起來，風、光發電就會變得穩定可控。儲存的電能在調用時就可以實現離網供電，尤其是可以實現風電、太陽熱等可再生能源系統在無風無光時的持續供電，讓本來間歇性出力的風光具備高可調度性。顯見，儲能技術的突破將是未來充電設施、風電、光伏等各種發用電得以大量接入電網的革命性技術。近年來，全球儲能產業發展進入了加速期，儲能市場呈規?；l展趨勢。據CNESA 統計，截至2017 年底，全球已投運儲能項目累計裝機規模為175.4GW，年增長率3.9%，國內為28.9GW，年增長率18.9%。

前幾年，人們對于儲能的認知還沒有這么廣泛，而如今伴隨著政策、利用率、環保等因素，儲能行業相比之前發展迅猛，整個儲能市場越來越大。那么，儲能技術到底是什么?從廣義講，儲能即能量存儲，是指通過一種介質或者設備，把一種能量形似用同一種或者轉換成另一種能量形式存儲起來，基于未來應用需要以特定能量形式釋放出來的循環過程。按照儲存介質分類，儲能技術可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學儲能、熱儲能和化學類儲能。

電化學儲能技術是各類儲能技術中進步最快的，由于電化學儲能的載體是電池，與其他儲能方式相比，在適用性、效率、壽命、充放電、重量和便攜式方面更具優勢。以鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池為主導的電化學儲能技術在安全性、能量轉換效率和經濟性等方面均取得了重大突破。2000-2017 年全球電化學儲能的累計投運規模為2.6GW，容量為4.1GWh，年增長率分別為30%和52%，全年已有超過130個項目投運，儲能呈現全球化應用趨勢。2017年11月，隨著國家能源局正式出臺《關于促進儲能技術與產業發展指導意見》，相關政府主管部門將著力構建有利于儲能發展的政策環境，儲能產業將由此從技術創新、產業升級、應用領域、市場機制、標準體系、政策扶持力度等方面迎來全面發展的真正春天。

2018年8月初，上海電氣承建的崇明三星“互聯網+”智慧能源示范項目正式動工，該項目坐落于三星鎮田園綜合體園區范圍內，是一個集“風光儲充”于一體的分布式低碳園區微電網應用，也是上海電氣電站集團成立儲能及燃料電池事業部之后承接的第一個項目。在國家發改委發布的28 個“首批新能源微電網示范項目名單”中，有25個項目增加了電儲能或儲能單元，這也再次印證和預示了儲能將成為能源互聯網新型能源利用模式的關鍵支撐技術。

《儲能產業研究白皮書2017》中預見道，“儲能商業化不僅將撬動陷入膠著的電力體制改革，也將撬動包括石油、天然氣在內的整個能源領域;儲能商業化不僅將改變現有市場的分配格局，也將創造出前景無限的增量市場;儲能商業化不僅使得能源革命的實現成為可能，也將深刻改變人類的生產和生活方式。”

面對巨大的市場需求與潛力，上海電氣在儲能領域的布局一直被外界密切關注。近年來，上海電氣以“布局移動式、固定式儲能全產業鏈，全力打造高端儲能產品供應商”為目標引領，加速發展新能源增量業務，通過整合強大的科研隊伍與技術資源，重點發力新能源產業鏈多學科系統研究。

微網儲能：崇明三星“互聯網+”智慧能源示范項目

上海電氣電站集團于今年3月剛剛成立的儲能與燃料電池事業部，充分依托集團的技術創新優勢、人才優勢以及市場資源整合優勢，籌備建立系統的綜合能源管控系統能力，分別在分布式電源接入核心技術、全釩液流儲能電池、鉛酸電池、鋰電池儲能系統的電池管理技術、兆瓦級儲能系統單元模塊生產和分層架構儲能電站構建能力、配電網綜合降損及電能質量提升改造解決方案等領域提供技術方案。

今年4月，上海電氣電站集團承接了崇明三星“互聯網+”智慧能源示范項目。該項目與智慧生態鄉村的需求緊密結合，在環保性方面，“光伏+風機”等多種可再生能源發電將100%滿足村委會、田園綜合體及周圍農戶的生活、生產、農業用電，實現零碳排放;在可靠性方面，系統配備先進的儲能系統設備，可實現“自發自用，余電平穩上網”，對電網友好，同時可有效降低農電的三相不平衡度，提升電能質量;在經濟性方面，系統采用了智慧能量管理系統，對鄉村能源并網系統和孤網系統進行一體化的安全控制和經濟調度，同時可利用峰谷電價差，實現一定的經濟效益。

該項目整合了上海電氣在可再生能源領域和智能微網方面的最新產品和技術，設備內部配套率達80%以上，涵蓋CIGS太陽能薄膜發電系統、儲能電池及管理系統、光伏逆變器及儲能變流器、能源管理系統、遠程數據監測及分析系統等關鍵設備。當前，該項目正式進入施工階段，預計九月底完成調試并實現并網。項目建成后，將有力推動崇明三星鎮建設文明生態智慧城鎮的進程，也將成為上海電氣智慧能源系統設備和能力的綜合典范。

此外，上海電氣建立了完善的研發、工程及運營團隊，積極開展多種商業模式研究，可為客戶提供綜合能源服務整體解決方案及系統設計、建設、運維、升級等全方位優質服務。

鋰離子電池：儲能界的超級明星

近兩年行業數據顯示，在所有儲能技術中，鋰離子電池的新增投運裝機規模的同比增速最大，從各類儲能技術的應用情況來看，鋰離子電池在可再生能源并網領域中的新增裝機占比最大。目前，鋰離子電池已成為應用范圍最廣的一種電化學儲能技術，也始終是儲能技術研發的重要方向。

2012年，上海電氣中央研究院承接了重點項目“儲能鋰電池產業化研發”，在鋰電池關鍵材料制備技術、單體電池設計與生產技術、模塊化電池成組技術、電源管理技術、儲能系統集成技術等方面取得了突破性成果。2017年，“上海電氣國軒新能源科技有限公司”正式注冊成立，之后將依托上海電氣和國軒高科在能源裝備及動力電池等領域的優勢，為客戶提供高效、可靠、定制化的儲能解決方案。

今年上半年，該公司完成了庫柏二十尺儲能集裝箱項目和滬光路四十尺儲能集裝箱項目。項目利用了鋰電池充放電倍率大、充放電響應速度快、循環壽命長等優點，幫助企業利用峰谷價差降低用電成本。但利用峰谷電價差，在谷時充電峰時放電，只是用戶側儲能的“常規動作”。除此之外，儲能系統還可以幫助用戶降低停電風險、提高電能質量、降低容量電費、參與需求側響應等，發揮多重價值。接下來，公司還將開展崇明微電網、研究院微電網、朱橋儲能示范等新項目，利用公司自主研發的高安全長壽命電池單元、系統管理與控制單元、系統接入單元、集裝箱系統單元等，采用標準化高集成度模塊設計，為用戶提供定制化整體儲能解決方案。

電網側儲能電站因其靈活的調峰、調頻能力，事故應急安全響應、電能質量改善等多種優勢，吸引了越來越多的電力公司探索儲能應用新市場。從當前能源結構來看，我國發電裝機容量世界第一，但火力發電比例過高，隨著可再生能源的大量引入，儲能將有巨大的發展空間。從電改方向來看，國內電力發展是一個由計劃經濟的慣性向電力市場體制結構轉移的過程，隨著電力市場化交易和電力現貨市場的推進，儲能的價值將得到更大程度地發揮?；诖?，公司將大力開發電網側儲能市場，充分發揮儲能設備建設周期短、配置靈活、響應速度快等優勢，積極搶占市場，打造發展新格局。

液流電池：步入產業示范階段

大規模儲能技術是實現可再生能源普及應用的關鍵核心技術，液流電池由于具有安全性高、儲能規模大、效率高、壽命長等特點，在大規模儲能領域具有很好的應用前景。全釩液流電池是目前發展最為成熟的液流電池技術之一，現處于產業化示范階段。

上海電氣中央研究院液流電池儲能團隊自2011年10月成立以來，一直致力于液流電池儲能產品的自主研發，掌握電池產品開發的核心技術以支撐集團儲能產業的發展，成功開發出5kW/25kW/50kW電堆，采用25kW電堆集成至250KW/500KWh集裝箱式全釩液流電池儲能系統，攻克了電池設計、電池密封、電池自動化制造工藝、系統設計及集成等一系列關鍵技術瓶頸，可提供定制化儲能產品及儲能整體解決方案。

2017 年11月，上海電氣中央研究院儲能液流電池產品部成立，核心團隊專業方向涵蓋電化學、電氣自動化、機械自動化、熱能管理、材料科學、計算機仿真模擬等領域。部門成立至今，在關鍵材料、電堆、智能化電池管理及儲能系統四個層面，深入開展產品開發工作，核心技術已形成專利保護，同時在關鍵材料領域也形成了自主知識產權。產品部基于釩電池技術特點開發了釩電池專用智能化電源管理系統，可確保釩電池儲能系統安全、穩定、高效地運行。此外，部門開發出的具有高度集成特點的250KW集裝箱式全釩液流電池儲能系統及MW級儲能系統產品，系統設計融入了兼容性、可拓展性等設計理念，使得系統可與應用場合實現快插式連接，實現客戶價值最大化。值得一提的是，全釩液流電池具有污染少，安全性高，壽命長的特點。液流電池發展至今，世界范圍內液流電池總裝機量約68MW，其中全釩液流電池占40%。

目前，上海電氣中央研究院儲能液流電池產品部現有中試生產線1條，產能50MW/年，預計2018年底完成產線升級，升級后的產線產能可達200 MW/年。中央研究院自主開發的儲能液流電池系統已廣泛應用于分布式微電網、光儲充、谷電峰用等各個領域中，已承接橫向項目5項，上海市科委項目2項，市經委項目1項，用戶體驗滿意，為用戶實現利益最大化。

上海電氣開發的全釩液流電池產品涵括了250KW功率模塊、容量模塊、電解液輸送模塊、散熱模塊、電池管理系統為一體的儲能產品，其電堆結構突出疏導型、防漏電型設計特點，降低了電解液外漏的風險，提升系統的可靠性，實現系統的高度集成性、自動充放電、自動監控、能量管理等功能，可集成至MW及以上儲能系統，作為儲能系統用于分布式微網、大型風電場、光伏發電站等領域。

無機熔融鹽：太陽能熱發電領域廣泛應用

太陽能熱發電領域中認可度最高的儲熱介質是無機熔融鹽，其具有較高的使用溫度、高穩定性、高比熱容、高對流傳熱系數、低粘度、低飽和蒸氣壓、低價格等優勢。從最初的單一無機熔鹽的研究到多元混合熔鹽的研究，再到熔融鹽復合儲能技術，讓熔鹽在適用溫度范圍及適用領域方面都有了很大的提升，其在光熱發電、火電改造、谷電制熱、風電消納等方面都具有一定的應用前景。

上海電氣中央研究院從2010年開始布局儲能產業，進行技術儲備和產業孵化。2012年成立光熱儲能團隊，致力于光熱儲能技術的研發，在熔鹽材料制備和測試的基礎上，先后開發了太陽能熱發電儲熱系統、清潔能源供暖系統和火力發電靈活性改造等系統，為客戶提供熔鹽儲熱相關領域的設計咨詢和整體解決方案。

在熔鹽材料研發方面，該團隊研發出100℃以下的低熔點熔鹽，具有維護成本低、性能穩定、腐蝕性低等優勢，解決了熔鹽因為熔點高而容易凝固凍堵管道的問題。在系統設計方面，光熱儲能團隊自主開發了單罐及雙罐熔鹽儲熱系統，兩套系統分別在實驗中試平臺及工程項目上都實現了成功應用，該熔鹽儲熱系統具有占地面積小、環境無污染、運營成本低、儲熱范圍寬等優點。例如針對工業用熱的小型熔鹽產蒸汽系統，系統可以利用晚上便宜的谷電來加熱熔鹽，在白天電價高的時候放出能量，避免使用高電價的電，以降低系統運營成本。以產50kg/h、0.7MPa蒸汽的產品為例，系統儲存能量約200kWht，可在高電價時滿負荷工作四小時，如峰谷電價差有五角錢每度電，相對于電鍋爐，在每年工作300天的情況下，可以節約3萬元，三年就可以收回投資成本，該產品內部爐體有效容積小于30L，不在特種設備監管范圍，無需報備和年檢，主要針對小規模用熱的場所，如釀酒、紡織、食品、化工等行業。

我們有理由相信，儲能產業未來可期。中國的能源變革、大規?？稍偕茉吹慕尤牒碗娏w制改革的進一步深化，都將給儲能產業和市場創造巨大的商機。熱切期望儲能產業在政策推動和市場開拓的雙重努力下，能夠盡早突破商業化應用的門檻，盡快成為支撐能源革命的新生力量。