“十三五”期間，中國(guó)的電力改革在經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的背景下艱難前行。雖然風(fēng)、光、水、火之爭(zhēng)喧囂未定，但未來以可再生能源為主體、逐步替代現(xiàn)有化石能源的能源市場(chǎng)格局已經(jīng)越來越清晰的展現(xiàn)在人們的面前。儲(chǔ)能技術(shù)作為支持傳統(tǒng)電力平穩(wěn)運(yùn)行，促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)消納，支撐分布式能源、電動(dòng)汽車和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，得到越來越多的重視和認(rèn)可。

--CNESA《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017》

解碼上海電氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)

風(fēng)與光，是大自然饋贈(zèng)人類的禮物，他們可再生且不會(huì)匱竭?？萍嫉倪M(jìn)步，讓這些自然資源變?yōu)楹糜玫目稍偕茉础?duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能這些清潔能源的開發(fā)利用，也為人類與環(huán)境的和諧共處打開了綠色通道。但風(fēng)不會(huì)一直吹，太陽(yáng)暮時(shí)也會(huì)落山。風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電在供需兩端高峰期間的需求不匹配，以及對(duì)電網(wǎng)造成波動(dòng)性的沖擊，成為了橫亙?cè)诳稍偕茉吹托чe置與大規(guī)模并網(wǎng)利用之間的攔路石。

如果有足夠大的電池能夠?qū)㈦娔艽罅績(jī)?chǔ)存起來，風(fēng)、光發(fā)電就會(huì)變得穩(wěn)定可控。儲(chǔ)存的電能在調(diào)用時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)供電，尤其是可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、太陽(yáng)熱等可再生能源系統(tǒng)在無風(fēng)無光時(shí)的持續(xù)供電，讓本來間歇性出力的風(fēng)光具備高可調(diào)度性。顯見，儲(chǔ)能技術(shù)的突破將是未來充電設(shè)施、風(fēng)電、光伏等各種發(fā)用電得以大量接入電網(wǎng)的革命性技術(shù)。近年來，全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了加速期，儲(chǔ)能市場(chǎng)呈規(guī)模化發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)CNESA 統(tǒng)計(jì)，截至2017 年底，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為175.4GW，年增長(zhǎng)率3.9%，國(guó)內(nèi)為28.9GW，年增長(zhǎng)率18.9%。

前幾年，人們對(duì)于儲(chǔ)能的認(rèn)知還沒有這么廣泛，而如今伴隨著政策、利用率、環(huán)保等因素，儲(chǔ)能行業(yè)相比之前發(fā)展迅猛，整個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)越來越大。那么，儲(chǔ)能技術(shù)到底是什么？從廣義講，儲(chǔ)能即能量存儲(chǔ)，是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備，把一種能量形似用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來，基于未來應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。按照儲(chǔ)存介質(zhì)分類，儲(chǔ)能技術(shù)可以分為機(jī)械類儲(chǔ)能、電氣類儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)類儲(chǔ)能。

電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)是各類儲(chǔ)能技術(shù)中進(jìn)步最快的，由于電化學(xué)儲(chǔ)能的載體是電池，與其他儲(chǔ)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(yōu)勢(shì)。以鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池為主導(dǎo)的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面均取得了重大突破。2000-2017 年全球電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)投運(yùn)規(guī)模為2.6GW，容量為4.1GWh，年增長(zhǎng)率分別為30%和52%，全年已有超過130個(gè)項(xiàng)目投運(yùn)，儲(chǔ)能呈現(xiàn)全球化應(yīng)用趨勢(shì)。2017年11月，隨著國(guó)家能源局正式出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》，相關(guān)政府主管部門將著力構(gòu)建有利于儲(chǔ)能發(fā)展的政策環(huán)境，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將由此從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)體系、政策扶持力度等方面迎來全面發(fā)展的真正春天。

2018年8月初，上海電氣承建的崇明三星“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目正式動(dòng)工，該項(xiàng)目坐落于三星鎮(zhèn)田園綜合體園區(qū)范圍內(nèi)，是一個(gè)集“風(fēng)光儲(chǔ)充”于一體的分布式低碳園區(qū)微電網(wǎng)應(yīng)用，也是上海電氣電站集團(tuán)成立儲(chǔ)能及燃料電池事業(yè)部之后承接的第一個(gè)項(xiàng)目。在國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的28 個(gè)“首批新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目名單”中，有25個(gè)項(xiàng)目增加了電儲(chǔ)能或儲(chǔ)能單元，這也再次印證和預(yù)示了儲(chǔ)能將成為能源互聯(lián)網(wǎng)新型能源利用模式的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017》中預(yù)見道，“儲(chǔ)能商業(yè)化不僅將撬動(dòng)陷入膠著的電力體制改革，也將撬動(dòng)包括石油、天然氣在內(nèi)的整個(gè)能源領(lǐng)域；儲(chǔ)能商業(yè)化不僅將改變現(xiàn)有市場(chǎng)的分配格局，也將創(chuàng)造出前景無限的增量市場(chǎng)；儲(chǔ)能商業(yè)化不僅使得能源革命的實(shí)現(xiàn)成為可能，也將深刻改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。”

面對(duì)巨大的市場(chǎng)需求與潛力，上海電氣在儲(chǔ)能領(lǐng)域的布局一直被外界密切關(guān)注。近年來，上海電氣以“布局移動(dòng)式、固定式儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈，全力打造高端儲(chǔ)能產(chǎn)品供應(yīng)商”為目標(biāo)引領(lǐng)，加速發(fā)展新能源增量業(yè)務(wù)，通過整合強(qiáng)大的科研隊(duì)伍與技術(shù)資源，重點(diǎn)發(fā)力新能源產(chǎn)業(yè)鏈多學(xué)科系統(tǒng)研究。

微網(wǎng)儲(chǔ)能：崇明三星“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目

上海電氣電站集團(tuán)于今年3月剛剛成立的儲(chǔ)能與燃料電池事業(yè)部，充分依托集團(tuán)的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)以及市場(chǎng)資源整合優(yōu)勢(shì)，籌備建立系統(tǒng)的綜合能源管控系統(tǒng)能力，分別在分布式電源接入核心技術(shù)、全釩液流儲(chǔ)能電池、鉛酸電池、鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池管理技術(shù)、兆瓦級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)單元模塊生產(chǎn)和分層架構(gòu)儲(chǔ)能電站構(gòu)建能力、配電網(wǎng)綜合降損及電能質(zhì)量提升改造解決方案等領(lǐng)域提供技術(shù)方案。

今年4月，上海電氣電站集團(tuán)承接了崇明三星“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目與智慧生態(tài)鄉(xiāng)村的需求緊密結(jié)合，在環(huán)保性方面，“光伏+風(fēng)機(jī)”等多種可再生能源發(fā)電將100%滿足村委會(huì)、田園綜合體及周圍農(nóng)戶的生活、生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)用電，實(shí)現(xiàn)零碳排放；在可靠性方面，系統(tǒng)配備先進(jìn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用，余電平穩(wěn)上網(wǎng)”，對(duì)電網(wǎng)友好，同時(shí)可有效降低農(nóng)電的三相不平衡度，提升電能質(zhì)量；在經(jīng)濟(jì)性方面，系統(tǒng)采用了智慧能量管理系統(tǒng)，對(duì)鄉(xiāng)村能源并網(wǎng)系統(tǒng)和孤網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行一體化的安全控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度，同時(shí)可利用峰谷電價(jià)差，實(shí)現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

該項(xiàng)目整合了上海電氣在可再生能源領(lǐng)域和智能微網(wǎng)方面的最新產(chǎn)品和技術(shù)，設(shè)備內(nèi)部配套率達(dá)80%以上，涵蓋CIGS太陽(yáng)能薄膜發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池及管理系統(tǒng)、光伏逆變器及儲(chǔ)能變流器、能源管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備。當(dāng)前，該項(xiàng)目正式進(jìn)入施工階段，預(yù)計(jì)九月底完成調(diào)試并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。項(xiàng)目建成后，將有力推動(dòng)崇明三星鎮(zhèn)建設(shè)文明生態(tài)智慧城鎮(zhèn)的進(jìn)程，也將成為上海電氣智慧能源系統(tǒng)設(shè)備和能力的綜合典范。

此外，上海電氣建立了完善的研發(fā)、工程及運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，積極開展多種商業(yè)模式研究，可為客戶提供綜合能源服務(wù)整體解決方案及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維、升級(jí)等全方位優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

鋰離子電池：儲(chǔ)能界的超級(jí)明星

近兩年行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，在所有儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池的新增投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模的同比增速最大，從各類儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用情況來看，鋰離子電池在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域中的新增裝機(jī)占比最大。目前，鋰離子電池已成為應(yīng)用范圍最廣的一種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，也始終是儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的重要方向。

2012年，上海電氣中央研究院承接了重點(diǎn)項(xiàng)目“儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)業(yè)化研發(fā)”，在鋰電池關(guān)鍵材料制備技術(shù)、單體電池設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)、模塊化電池成組技術(shù)、電源管理技術(shù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)等方面取得了突破性成果。2017年，“上海電氣國(guó)軒新能源科技有限公司”正式注冊(cè)成立，之后將依托上海電氣和國(guó)軒高科在能源裝備及動(dòng)力電池等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，為客戶提供高效、可靠、定制化的儲(chǔ)能解決方案。

今年上半年，該公司完成了庫(kù)柏二十尺儲(chǔ)能集裝箱項(xiàng)目和滬光路四十尺儲(chǔ)能集裝箱項(xiàng)目。項(xiàng)目利用了鋰電池充放電倍率大、充放電響應(yīng)速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，幫助企業(yè)利用峰谷價(jià)差降低用電成本。但利用峰谷電價(jià)差，在谷時(shí)充電峰時(shí)放電，只是用戶側(cè)儲(chǔ)能的“常規(guī)動(dòng)作”。除此之外，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以幫助用戶降低停電風(fēng)險(xiǎn)、提高電能質(zhì)量、降低容量電費(fèi)、參與需求側(cè)響應(yīng)等，發(fā)揮多重價(jià)值。接下來，公司還將開展崇明微電網(wǎng)、研究院微電網(wǎng)、朱橋儲(chǔ)能示范等新項(xiàng)目，利用公司自主研發(fā)的高安全長(zhǎng)壽命電池單元、系統(tǒng)管理與控制單元、系統(tǒng)接入單元、集裝箱系統(tǒng)單元等，采用標(biāo)準(zhǔn)化高集成度模塊設(shè)計(jì)，為用戶提供定制化整體儲(chǔ)能解決方案。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站因其靈活的調(diào)峰、調(diào)頻能力，事故應(yīng)急安全響應(yīng)、電能質(zhì)量改善等多種優(yōu)勢(shì)，吸引了越來越多的電力公司探索儲(chǔ)能應(yīng)用新市場(chǎng)。從當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)來看，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量世界第一，但火力發(fā)電比例過高，隨著可再生能源的大量引入，儲(chǔ)能將有巨大的發(fā)展空間。從電改方向來看，國(guó)內(nèi)電力發(fā)展是一個(gè)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的慣性向電力市場(chǎng)體制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移的過程，隨著電力市場(chǎng)化交易和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的推進(jìn)，儲(chǔ)能的價(jià)值將得到更大程度地發(fā)揮。基于此，公司將大力開發(fā)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)，充分發(fā)揮儲(chǔ)能設(shè)備建設(shè)周期短、配置靈活、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，積極搶占市場(chǎng)，打造發(fā)展新格局。

液流電池：步入產(chǎn)業(yè)示范階段

大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)可再生能源普及應(yīng)用的關(guān)鍵核心技術(shù)，液流電池由于具有安全性高、儲(chǔ)能規(guī)模大、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。全釩液流電池是目前發(fā)展最為成熟的液流電池技術(shù)之一，現(xiàn)處于產(chǎn)業(yè)化示范階段。

上海電氣中央研究院液流電池儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)自2011年10月成立以來，一直致力于液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)品的自主研發(fā)，掌握電池產(chǎn)品開發(fā)的核心技術(shù)以支撐集團(tuán)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成功開發(fā)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(chǔ)能系統(tǒng)，攻克了電池設(shè)計(jì)、電池密封、電池自動(dòng)化制造工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及集成等一系列關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，可提供定制化儲(chǔ)能產(chǎn)品及儲(chǔ)能整體解決方案。

2017 年11月，上海電氣中央研究院儲(chǔ)能液流電池產(chǎn)品部成立，核心團(tuán)隊(duì)專業(yè)方向涵蓋電化學(xué)、電氣自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化、熱能管理、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真模擬等領(lǐng)域。部門成立至今，在關(guān)鍵材料、電堆、智能化電池管理及儲(chǔ)能系統(tǒng)四個(gè)層面，深入開展產(chǎn)品開發(fā)工作，核心技術(shù)已形成專利保護(hù)，同時(shí)在關(guān)鍵材料領(lǐng)域也形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品部基于釩電池技術(shù)特點(diǎn)開發(fā)了釩電池專用智能化電源管理系統(tǒng)，可確保釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。此外，部門開發(fā)出的具有高度集成特點(diǎn)的250KW集裝箱式全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及MW級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品，系統(tǒng)設(shè)計(jì)融入了兼容性、可拓展性等設(shè)計(jì)理念，使得系統(tǒng)可與應(yīng)用場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)快插式連接，實(shí)現(xiàn)客戶價(jià)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(zhǎng)的特點(diǎn)。液流電池發(fā)展至今，世界范圍內(nèi)液流電池總裝機(jī)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(chǔ)能液流電池產(chǎn)品部現(xiàn)有中試生產(chǎn)線1條，產(chǎn)能50MW/年，預(yù)計(jì)2018年底完成產(chǎn)線升級(jí)，升級(jí)后的產(chǎn)線產(chǎn)能可達(dá)200 MW/年。中央研究院自主開發(fā)的儲(chǔ)能液流電池系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于分布式微電網(wǎng)、光儲(chǔ)充、谷電峰用等各個(gè)領(lǐng)域中，已承接橫向項(xiàng)目5項(xiàng)，上海市科委項(xiàng)目2項(xiàng)，市經(jīng)委項(xiàng)目1項(xiàng)，用戶體驗(yàn)滿意，為用戶實(shí)現(xiàn)利益最大化。

上海電氣開發(fā)的全釩液流電池產(chǎn)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(tǒng)為一體的儲(chǔ)能產(chǎn)品，其電堆結(jié)構(gòu)突出疏導(dǎo)型、防漏電型設(shè)計(jì)特點(diǎn)，降低了電解液外漏的風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高度集成性、自動(dòng)充放電、自動(dòng)監(jiān)控、能量管理等功能，可集成至MW及以上儲(chǔ)能系統(tǒng)，作為儲(chǔ)能系統(tǒng)用于分布式微網(wǎng)、大型風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站等領(lǐng)域。

無機(jī)熔融鹽：太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域廣泛應(yīng)用

太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域中認(rèn)可度最高的儲(chǔ)熱介質(zhì)是無機(jī)熔融鹽，其具有較高的使用溫度、高穩(wěn)定性、高比熱容、高對(duì)流傳熱系數(shù)、低粘度、低飽和蒸氣壓、低價(jià)格等優(yōu)勢(shì)。從最初的單一無機(jī)熔鹽的研究到多元混合熔鹽的研究，再到熔融鹽復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)，讓熔鹽在適用溫度范圍及適用領(lǐng)域方面都有了很大的提升，其在光熱發(fā)電、火電改造、谷電制熱、風(fēng)電消納等方面都具有一定的應(yīng)用前景。

上海電氣中央研究院從2010年開始布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)孵化。2012年成立光熱儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)，致力于光熱儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)，在熔鹽材料制備和測(cè)試的基礎(chǔ)上，先后開發(fā)了太陽(yáng)能熱發(fā)電儲(chǔ)熱系統(tǒng)、清潔能源供暖系統(tǒng)和火力發(fā)電靈活性改造等系統(tǒng)，為客戶提供熔鹽儲(chǔ)熱相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)咨詢和整體解決方案。

在熔鹽材料研發(fā)方面，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出100℃以下的低熔點(diǎn)熔鹽，具有維護(hù)成本低、性能穩(wěn)定、腐蝕性低等優(yōu)勢(shì)，解決了熔鹽因?yàn)槿埸c(diǎn)高而容易凝固凍堵管道的問題。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，光熱儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了單罐及雙罐熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)分別在實(shí)驗(yàn)中試平臺(tái)及工程項(xiàng)目上都實(shí)現(xiàn)了成功應(yīng)用，該熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)具有占地面積小、環(huán)境無污染、運(yùn)營(yíng)成本低、儲(chǔ)熱范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。例如針對(duì)工業(yè)用熱的小型熔鹽產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)，系統(tǒng)可以利用晚上便宜的谷電來加熱熔鹽，在白天電價(jià)高的時(shí)候放出能量，避免使用高電價(jià)的電，以降低系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。以產(chǎn)50kg/h、0.7MPa蒸汽的產(chǎn)品為例，系統(tǒng)儲(chǔ)存能量約200kWht，可在高電價(jià)時(shí)滿負(fù)荷工作四小時(shí)，如峰谷電價(jià)差有五角錢每度電，相對(duì)于電鍋爐，在每年工作300天的情況下，可以節(jié)約3萬(wàn)元，三年就可以收回投資成本，該產(chǎn)品內(nèi)部爐體有效容積小于30L，不在特種設(shè)備監(jiān)管范圍，無需報(bào)備和年檢，主要針對(duì)小規(guī)模用熱的場(chǎng)所，如釀酒、紡織、食品、化工等行業(yè)。

我們有理由相信，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)未來可期。中國(guó)的能源變革、大規(guī)模可再生能源的接入和電力體制改革的進(jìn)一步深化，都將給儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)創(chuàng)造巨大的商機(jī)。熱切期望儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在政策推動(dòng)和市場(chǎng)開拓的雙重努力下，能夠盡早突破商業(yè)化應(yīng)用的門檻，盡快成為支撐能源革命的新生力量。