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陳清泉：發展儲能合為貴技術路線應百花齊放

來源：能源評論 | 0評論 | 3737查看 | 2016-09-06 15:50:24

　　被寄予厚望的儲能產業，能否承擔起推動能源行業清潔、高效、安全和可持續發展的重任?在技術尚不成熟之際，行業發展如何在技術、市場和政策之間取得平衡?未來儲能產業會怎樣顛覆現有產業生態和商業模式?為此，本刊采訪了中國工程院院士、英國皇家工程院院士、世界電動車協會創始主席陳清泉，他認為，在應對氣候變化和可持續能源發展壓力下，儲能作為一種電力資源，應成為優化耦合不同能源的標準配置，具體技術路線需結合應用場景因地制宜。全球能源互聯網、電動汽車無疑是發展儲能最便利的入口，能源產業、汽車產業和信息產業的深度融合，將催生出超乎想象的全新產業。

　　能源優化耦合的標配

　　《能源評論》：在清潔能源之后，儲能已被視為能源領域的下一個風口。儲能到底有多重要?

　　陳清泉：近年來，中國工程院、美國國家工程院、英國皇家工程院輪流召開論壇，討論全球重大挑戰問題，其中，氣候變化與可持續能源首當其沖。

　　從長遠來看，人類必將從化石能源走向非化石能源，這個過程需要依靠技術創新實現兩手抓：一是傳統的化石能源的清潔化，一是新能源能夠大規模有效地經濟穩定運行。

　　發展新能源就要克服其隨機性、間歇性對電網帶來的巨大挑戰。100多年來，電網發展從直流到交流和現代直流，從低電壓到高電壓，直至特高壓，其供需瞬時平衡的特點要求發電可控、需求都了解。現在是“老革命遇到新問題”——供給側的風電、光伏等新能源出力不可控，需求側又增加了電動汽車、分布式能源等隨機性的負荷。發電側和需求側如何平衡?一定要有儲能。

　　《能源評論》：這意味著儲能是發展新能源的標配?

　　陳清泉：儲能已經成為一種電力資源。國家電網公司提出的全球能源互聯網戰略構想表明，新能源分布的地區、時間差異很大，供需不匹配就需要能源互聯。但儲能的作用還不僅限于此，可以從更廣泛層面，通過對不同類型的能源耦合進行優化配置，比將如電力、氫氣、天然氣、化工能源等進行轉換、有機融合，目的是節能減排，實現方式就是電力電子+儲能技術。能源互聯要求能源一定要通過電力電子技術，實現雙向流動，比如可以通過電動汽車充放電與電網互動，參與電網負荷峰谷調節，對能源進行優化配置和耦合。

　　《能源評論》：這種能源耦合的應用范圍是在工業領域，還是可以具體到社區、家庭范圍?

　　陳清泉：儲能的范圍很廣，大到電網的百萬千瓦、小到納米網幾千瓦，可以在不同層面實施這種多能耦合策略。在工業領域就是通過大力推動工業主動配電網技術，發展電力與化工能源相結合的分布式能源，建設工業能源互聯網。在社區家庭層面，可以發展基于納米結構的能源互聯網，當然，這種結構不是物質上的納米顆粒的實體大小，是為了區別于一般意義上的微網，表明其由于量變引起質變，帶來系統活力的變化。通過充分調動每一個社會細胞——家庭的積極性，充分利用小區內的交直流、氫氣、天然氣等基礎設施，借助電力電子技術和儲能設備，來優化配置能源。在我看來，人的行為、能源和信息要互相平衡。要找出能源和信息的關系，才能更有效利用能源，對能源進行優化配置需要儲能。

　　技術路線應百花齊放

　　《能源評論》：據測算，儲能價格目前已經達到0.7元/千瓦時，2018年被視為儲能市場的爆發點。您如何評價未來市場的前景?

　　陳清泉：儲能市場的爆發來自多方面，一是分布式儲能的電動汽車快速發展，二是大規模儲能的能源互聯網，需要優化配置耦合不同類型能源。從長期來看，基于各種應用需求和技術潛力，市場肯定會有爆發，但在什么時候爆發，要看市場與技術，政策和企業間如何交互。對企業而言，最重要的是不忘初心，聚焦于產品和技術，不能只靠忽悠而忽視了核心競爭力的培育。

　　《能源評論》：鑒于大多儲能技術尚不成熟、成本較高，有觀點認為，當下發展儲能更多是一種出于環保考量的社會壓力，您認為，儲能發展是技術問題、經濟問題還是社會問題?

　　陳清泉：發展儲能是出于多方面因素考慮的結果，最為重要的原因就是，人類的能源結構將發生變化。具體推進需要通盤考慮技術、經濟和政策等方面的因素，從技術層面，應對多種路線優缺點綜合利用，并不斷研發新技術和新產品;在政策上，需要合理補貼，更需要政策市場雙輪驅動;對行業而言，要高度自律，不要低級重復和惡性競爭。

　　《能源評論》：從人類存儲技術發展的歷史上看，目前所有成熟的存儲技術，包抽水蓄能、LNG、LPG，都是不改變物質特性的物理儲能，您認為，物理儲能、電化學儲能哪種技術路線更有發展空間?

　　陳清泉：在現有儲能技術中，抽水蓄能占比很高、很成熟，但也有局限性，比如對資源、落差要求較高，難以廣泛應用。蓄電池技術基于電化學原理，有兩個致命缺點：一是化學反應需要充放電時間，即使快充也要20多分鐘，比加油的幾分鐘要慢很多。二是安全性問題比物理儲能要差，此外還有環境影響等。

　　因此，目前的儲能技術雖然有很多，但每一種都有其優缺點，可以發揮自身優勢，應用在不同場合，沒有一種技術可以壟斷一切、包打天下。對多種多樣的儲能技術，要鼓勵百花齊放。政府通過建立公平公正公開的體制機制，進行監管，最終讓市場來檢驗各種儲能技術的實踐。

　　《能源評論》：您對當下的主力軍和未來儲能電池的突破如何期待?

　　陳清泉：儲能技術的共性基礎科學問題研究包括儲能新原理、熱力學、動力學、失效機制、關鍵材料匹配等。目前在應用于大電網儲能的電池技術方面，鈦酸鋰電池采用鈦酸鋰負極取代普通的碳負極，在高低溫和高倍率放點時，不會產生安全隱患，具有反應快、可以快速充電的優勢，在一定程度上，可以與超級電容比拼，目前國內外都有企業在進行研發推廣，也開始小規模商業化運作。

　　面向未來，業界應以開創思維，突破開發新型電池，比如基于量子技術的物理儲能電池等，從基礎理論和材料領域，謀求更高能量密度、功率密度，更長壽命、安全環保、經濟可靠等方面的突破。

　　鋰電儲能要嚴懲騙補

　　《能源評論》：但也有專家認為，電化學儲能不適宜應用于大規模儲能，只適合當下的中短途交通環境，您認為，以鋰電池為代表的電池儲能，未來有多大空間?

　　陳清泉：市場需求來自兩個方面，一是國家對電動汽車的發展規劃，已經明確了具體數量，二是全球能源互聯網的發展。有數據顯示2015年，全球鋰電池規模達到100.75吉瓦，從不同應用領域來看，小型電池占比已經下降到66.28%。在我國，受益于新能源汽車快速增長，2015年動力電池增長迅速，市場占比已上升28.26%。預計2016年，中國新能源汽車產量將達到67萬輛，汽車電池產量將達到31.64吉瓦。

　　《能源評論》：這是否表明，鋰電池儲能市場充滿活力?

　　陳清泉：NavigantResearch針對全球市場發布的數據顯示，到2024年，分布式儲能裝機將達到12147.3兆瓦，收入達1650億美元。電網級輔助服務市場裝機容量將達20.8吉瓦，收入達685億美元。

　　中國的儲能市場也是世界最大的。從政策環境來看，中國在微網、電力需求側和市場化改革、新能源汽車推廣應用方面的政策組合拳，也將推動儲能商業模式確立，帶動儲能和新能源汽車較快增長。

　　《能源評論》：過去3年，鋰電儲能成本下降了50%。我國鋰電池產業在技術上是否也因此而得到了提升?

　　陳清泉：我國電池企業全世界最多，但很多是低水平重復、惡性循環，騙補問題突出。

　　比較中韓的區別，就在于，韓國明確了蓄電池路線圖后，通過扶植幾個大企業，重點攻關材料技術，培養領軍人才，實現了高性價比基礎上的量產。而我國眾多電池企業中，真正有實力的也就十來家，很多企業把注意力放在了騙取國家補貼上，沒有集中力量去攻克材料、工藝和人才。一個巨大的反差就是，韓國三星、LG等公司的電池廠車間人員很少，都是機器生產，而其科研機構卻聚集了眾多研發人才;反觀我們的電池廠，生產車間很多工人進行低水平組裝，研發機構的人員卻形單影孤。

　　《能源評論》：對于質量不合格的電池，以及騙補的

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