1、世界范圍內(nèi)能源轉(zhuǎn)型的大背景

　　最為代表性的就是德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型。德國(guó)在風(fēng)電光伏部署，開發(fā)各種可再生能源技術(shù)(地?zé)幔鉄幔夥?，與鄰國(guó)進(jìn)行能源互動(dòng)(丹麥)，建設(shè)新一代能源系統(tǒng)示范區(qū)(例如BDI主導(dǎo)的E-Energy項(xiàng)目)方面取得了很多進(jìn)展，改革力度很大。

　　美國(guó)在過去幾年中，大力推進(jìn)頁巖氣革命，從石油進(jìn)口國(guó)變成了出口國(guó)，這促進(jìn)了油價(jià)降低，明顯改變了世界能源格局，此外美國(guó)在部署儲(chǔ)能和光伏(代表為加州)，推動(dòng)電動(dòng)汽車(代表為TESLA)，研發(fā)和推進(jìn)下一代電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(代表為北卡羅來納大學(xué)的FREEDM項(xiàng)目)等方面的進(jìn)展值得關(guān)注。

　　日本歷史上就是一個(gè)缺少能源資源的國(guó)家，這樣的緊迫性使其非常重視在能源材料、器件等方面的研究開發(fā)，近年來其在關(guān)鍵技術(shù)上取得了許多空出的成果，比如電力電子元件、高性能電池(代表為松下)，燃料電池汽車(豐田MIRAI)，大量部署的分布式燃料電池三聯(lián)供系統(tǒng)(代表為ENEFARM)，這些都是能源體系的發(fā)展變革的重要支撐技術(shù)和方向。

　　我國(guó)能源呈現(xiàn)“富煤、缺油、少氣”的格局，而近年來隨著國(guó)際能源供應(yīng)形勢(shì)的變化，國(guó)內(nèi)能源環(huán)境方面遇到了越來越多的矛盾，能源系統(tǒng)面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力。一方面是電力供應(yīng)面臨過剩，可再生能源的利用能力偏弱；另一方面卻是各地基于自身利益考慮以及現(xiàn)有體制限制，仍在大規(guī)模建設(shè)各種火電傳統(tǒng)能源，而傳統(tǒng)能源的利用清潔程度低也是導(dǎo)致近幾年來霧霾污染現(xiàn)象愈演愈烈的根本原因。

　　在以上挑戰(zhàn)、背景下，我國(guó)政府近年來非常重視能源領(lǐng)域的發(fā)展，大力推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，已經(jīng)在國(guó)家戰(zhàn)略層面上開展了多項(xiàng)系統(tǒng)層面的研究設(shè)計(jì)任務(wù)，并頒布了一系列的文件來推進(jìn)轉(zhuǎn)型示范項(xiàng)目的開展。國(guó)家能源局在16年頒布了《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，其中就提出了對(duì)于發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源/中國(guó)未來能源系統(tǒng)發(fā)展的愿景：“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(以下簡(jiǎn)稱能源互聯(lián)網(wǎng))是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對(duì)稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征。在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)理念、先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，正在推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)我國(guó)能源革命的重要戰(zhàn)略支撐，對(duì)提高可再生能源比重，促進(jìn)化石能源清潔高效利用，提升能源綜合效率，推動(dòng)能源市場(chǎng)開放和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提升能源國(guó)際合作水平具有重要意義。”

　　2、能源互聯(lián)網(wǎng)重要特點(diǎn)與儲(chǔ)能的重要作用

　　與此同時(shí)，能源相關(guān)的各公司也都在積極探索能源轉(zhuǎn)型路徑(例國(guó)網(wǎng)公司的全球能源互聯(lián)網(wǎng))。雖然不同機(jī)構(gòu)提出的未來能源愿景精神上有所不同，哪怕是對(duì)于同一個(gè)概念的解讀也會(huì)有差異(見《能源互聯(lián)網(wǎng)概念、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展模式探索》一文)，但其實(shí)其中體現(xiàn)的精神都具有一定相通性，而且與美日德等國(guó)的能源轉(zhuǎn)型舉措相似，提煉概括主要有以下幾個(gè)方面：

　　淺析幾種關(guān)鍵儲(chǔ)能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景

　　而在以上的這6個(gè)代表方面，儲(chǔ)能技術(shù)都是有其獨(dú)特的角色和作用的，可以說，儲(chǔ)能是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大支柱性技術(shù)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(1)提高可再生能源的比例可以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，減少化石能源的使用和污染。可再生能源出力具有間隙性，會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生不同時(shí)間尺度上的出力變化波動(dòng)。儲(chǔ)能技術(shù)可以平抑短時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)，幫助可再生能源向電網(wǎng)的友好接入，從而切實(shí)提高可再生能源的利用率，減少棄風(fēng)棄光，從而減少化石能源的用量。而在過去幾年環(huán)境污染嚴(yán)重，可再生能源丟棄受到明顯關(guān)注的大背景下，可再生能源的有效消納必將逐漸成為國(guó)家更為重視的任務(wù)，今后在這方面的儲(chǔ)能的機(jī)會(huì)與需求會(huì)更多。

　　(2)提高分布式能源的比例，改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的完全垂直式的統(tǒng)治結(jié)構(gòu)。中國(guó)傳統(tǒng)的電力、油氣能源系統(tǒng)體現(xiàn)出了完全的自上而下的治理結(jié)構(gòu)，分布式能源占比很低。而在新形勢(shì)下，這樣的能源結(jié)構(gòu)面臨著明顯問題：系統(tǒng)剛性較大，無法滿足不斷發(fā)展變化的各種用能用戶靈活多變的用能甚至產(chǎn)能需求，重復(fù)建設(shè)的電站常常來自于行政式的規(guī)劃，而電網(wǎng)的輸送能力又有限，并未足夠考慮系統(tǒng)用能側(cè)消納能力。

　　分布式能源建設(shè)將是接下來幾年大力發(fā)展的方向，一大核心的考慮就在于：分布式能源的建設(shè)常常靠近負(fù)荷，可以就近消納利用，幾乎不存在消納困難而且可以減少電網(wǎng)長(zhǎng)距離輸電的擴(kuò)容的需求。此外分布式能源還可以因地制宜建設(shè)，綜合利用當(dāng)?shù)氐淖匀弧⒔ㄖ确矫娴臈l件實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化調(diào)配(比如屋頂光伏等)，因此是目前重點(diǎn)發(fā)展的方向。

　　分布式能源大規(guī)模接入電網(wǎng)涉及到諸多技術(shù)與體制上改變的需求，而儲(chǔ)能對(duì)于平抑分布式能源的波動(dòng)性、支持分布式能源組成局部微網(wǎng)實(shí)現(xiàn)局部自給自治(甚至可以在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行能量交易)，進(jìn)而提高整個(gè)能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性是非常有用的。在這方面，集中式的儲(chǔ)能電站可以在區(qū)域范圍內(nèi)為分布式能源的接入提供支持，而配置在用戶終端附近的分布式儲(chǔ)能也可以就地提高分布式能源的利用率。

　　(3)增加多能互補(bǔ)的利用，通過多種能源的綜合利用與相互轉(zhuǎn)化提高能源利用效率。目前很多城市、園區(qū)都有冷-熱-電的綜合用能需求，很多園區(qū)的空調(diào)制冷負(fù)荷在夏天峰值時(shí)段可以占到總負(fù)荷的30~40%，制冷需求為電網(wǎng)造成了很大負(fù)擔(dān)；與此同時(shí)，很多可再生能源出力與用能需求不能完全匹配，常常只能丟棄(西南幾省棄水，西北幾省棄風(fēng)光)。而如果大力開發(fā)多能互補(bǔ)技術(shù)，可以讓多種類能源互相轉(zhuǎn)化，融合多個(gè)能源網(wǎng)絡(luò)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和綜合能效，降低峰值負(fù)荷減少浪費(fèi)。比如通過制氫技術(shù)可以減少棄風(fēng)棄光的浪費(fèi)，而基于儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱技術(shù)可以提前儲(chǔ)冷，以降低峰時(shí)的制冷用電負(fù)荷。在此過程中，儲(chǔ)能技術(shù)可以成為多種能源互相轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)的樞紐節(jié)點(diǎn)，長(zhǎng)時(shí)間、大容量、低成本的儲(chǔ)冷、儲(chǔ)熱技術(shù)，氫能的制備、存儲(chǔ)和高效利用技術(shù)都是多能互補(bǔ)領(lǐng)域中材料側(cè)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

　　(4)增加能源系統(tǒng)靈活性。傳統(tǒng)電網(wǎng)要求發(fā)輸配用功率時(shí)刻達(dá)到平衡，能量要即發(fā)即用，不能存儲(chǔ)，而這樣的特性顯然無法有效應(yīng)對(duì)以能源互聯(lián)網(wǎng)為代表的未來能源轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)，因此需要提升系統(tǒng)的靈活性，以應(yīng)對(duì)新形勢(shì)下能源系統(tǒng)發(fā)展面臨的新特點(diǎn)和需求。

　　提高能源系統(tǒng)的靈活性有很多種支持技術(shù)：比如燃煤電廠的靈活性改造，增加燃?xì)廨啓C(jī)靈活機(jī)組，開發(fā)支持能量靈活雙向流動(dòng)的柔性直流輸配用電技術(shù)，以及部署儲(chǔ)能。很多儲(chǔ)能技術(shù)具有響應(yīng)速度快，出力準(zhǔn)確，可以為系統(tǒng)提供正負(fù)功率的雙向調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在增加電力系統(tǒng)靈活性方面具有很好的前景。因此，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的作用不僅限于削峰填谷，為系統(tǒng)提供各種綜合輔助服務(wù)可以更好地發(fā)揮其特長(zhǎng)，而且更容易取得經(jīng)濟(jì)效益，美國(guó)PJM市場(chǎng)，歐洲電力輔助服務(wù)市場(chǎng)已經(jīng)有相當(dāng)多的儲(chǔ)能提供綜合輔助服務(wù)的實(shí)例，證明了儲(chǔ)能在提供輔助服務(wù)、增加能源系統(tǒng)靈活性方面的技術(shù)和商業(yè)可行性。

　　(5)促進(jìn)能源和信息交融，依靠信息化的支持協(xié)助能源的優(yōu)化調(diào)配。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的發(fā)輸配用環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出高度的集中管理與剛性特性。在新形勢(shì)下，能源體系中多種業(yè)務(wù)的互動(dòng)開展要求可以廣泛收集參與系統(tǒng)互動(dòng)各方的信息，參考其它領(lǐng)域的“互聯(lián)網(wǎng)+”變革的經(jīng)驗(yàn)，依靠信息來指導(dǎo)、協(xié)助能源的優(yōu)化配置。在此方面，儲(chǔ)能運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)可以接入能源信息網(wǎng)絡(luò)，為系統(tǒng)提供重要的能源消納信息。與此同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以接受新一代能源網(wǎng)絡(luò)的云監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配，基于分布式資源的聚合甚至可以起到更大的作用，比如虛擬電廠(VPP)服務(wù)等。

　　(6)促進(jìn)能源市場(chǎng)化，還原其商品屬性，依靠市場(chǎng)的力量協(xié)助能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，平衡能源供需，并激發(fā)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的活力。電能傳統(tǒng)上是即發(fā)即用不能存儲(chǔ)的，這極大的限制了電力市場(chǎng)的能源交易的可