中國儲能網訊：電力系統儲能技術發展及應用現狀

第一節儲能技術分類及特性

目前，電力系統儲能技術主要分為以下四類：①機械儲能②化學儲能③電磁儲能④相變儲能

另外，電動汽車也是電力系統儲能的一種形式。

一、機械儲能

機械儲能是電能與機械能之間的相互轉換。機械儲能在能量轉化過程中，會產生機械損耗；機械儲能壽命一般較長，容量一般較大。目前機械儲能技術主要包括：抽水儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等。不同機械儲能有著較明顯的技術特性上的差別。

（一）抽水蓄能

抽水蓄能電站包括上、下水庫及地下電站、相應的輸配電系統和其他附屬設置等。負荷低谷時段機電設備工作在電動機狀態，將下水庫的水抽到上水庫，負荷高峰時段機電設備工作在發電機狀態，利用儲存在上水庫中的水發電。因此，抽水蓄能可將電網負荷低谷時段的多余電能，轉變為電網高峰時段的稀缺電能。抽水蓄能電站可以按照一定容量建造，裝機容量可以從幾十兆瓦到幾千兆瓦，電能釋放時間可以從幾小時到幾天，綜合效率在70%~85%。

1. 技術特點

（1）儲能容量大。抽水儲能電站特別適合大容量開發，裝機規?？梢赃_到1000MW以上，目前世界最大的抽水蓄能電站為我國的豐寧蓄能電站，完全建成后總裝機容量將達到3600MW。抽水儲能的抽水或者放水發電的時間可以從幾小時到幾天不等，儲能總規模遠大于其他所有儲能設備，是目前世界上規模最大的電力系統儲能技術，主要用于電力系統的調峰填谷、調頻、調相、緊急事故備用等。

（2）技術成熟、可靠。抽水蓄能電站發展歷史悠久，在世界各國得到廣泛的發展應用，技術成熟、可靠。我國抽水蓄能電站雖起步晚，但由于常規水電開發技術基礎雄厚，起點較高，蓄能電站發展較迅速，同時規劃建設有序，建設水平目前已居世界先進水平。

（3）循環次數多，使用壽命長。抽水儲能電站一般使用年限在50年及以上，其蓄水壩體使用年限可達100年。抽水蓄能在抽水或者放水過程中，只受到相關設備機械性能的限制，因此其充放電循環次數可以達到無限次。

（4）能量轉換效率較高。抽水儲能儲存能量時靠水泵抽水，釋放電能時靠水推動水輪機發電，受水輪機（水泵）設備損耗以及外部輸電線路損耗的限制、水庫蒸發等因素的影響，其能量轉換效率在70%~85%左右。

（5）經濟指標好。抽水蓄能電站單位千瓦投資較低，一般在3000~6000元，經濟指標優越，是目前最經濟的儲能技術。

（6）建設周期較長，對場地條件有要求。抽水儲能電站的建設周期一般為3~5年。電站選址對地質、地形條件及水環境等有要求。

2. 技術優勢

抽水蓄能電站是國內外電力系統中應用最為廣泛的儲能電站，它具有兩大特性：一是它既是發電廠，又是用戶，它的填谷作用是其他任何大型發電站所沒有的，詳見表2-1；二是啟動迅速，運行靈活、可靠，對負荷的急劇變化可以快速反應，除調峰填谷外，還適合承擔調頻、調相、緊急事故備用、黑啟動和系統備用容量等。與其它電源聯合運行時，可提高系統中火電站和核電站等的效率。

3. 應用及發展情況

抽水蓄能技術是世界各國目前普遍采用的電力系統大規模儲能技術，也是迄今最經濟、高效的一種儲能技術。從1882年世界首座抽水蓄能電站在瑞士建成開始，世界一些發達國家相繼開發了大量的抽水蓄能電站。日、美、西歐等國家和地區在20世紀60~70年代進入抽水蓄能電站建設高峰期。目前，美國和西歐經濟發達國家抽水儲能裝機容量占世界抽水蓄能電站總裝機容量的55%以上，抽水蓄能電站資源已開發殆盡。上述各國國內抽水蓄能電站裝機容量比例較高，如美國抽水蓄能電站占國內總裝機的比例約占3%，日本抽水蓄能電站占國內總裝機的比例為10%左右，法國抽水蓄能電站占國內總裝機的比例為13%，德國為11.2%。

近年國外投入運行的八個大型抽水蓄能電站的情況見表2-2。

我國1968年建成崗南小型混合式抽水蓄能電站，至今已近半個世紀，但直至1992年后，蓄能電站的建設才開始蓬勃發展，發展狀況總體呈直線式上升趨勢，我國抽水蓄能電站的建設雖起步較晚，但起點卻較高，且建設資源優越，如十三陵抽水蓄能電站、天荒坪抽水蓄能電站等均為世界知名抽水蓄能電站，近年建設的多座大型抽水蓄能電站技術已處于世界先進水平，如張河灣、西龍池、呼和浩特抽水蓄能電站等。至2013年底，我國抽水蓄能電站裝機近2200萬千瓦。我國“十二五規劃”抽水蓄能電站裝機為2800萬千瓦，“十三五規劃”為7000萬千瓦。目前，我國有多座大型抽水蓄能電站處于規劃設計階段或建設階段，如文登、敦化、豐寧等抽水蓄能電站，保持了一定的項目儲備量，我國抽水蓄能電站正在穩步有序發展。

抽水蓄能技術發展方向：機組向高水頭、高轉速、大容量方向發展，重點將立足于振動、空蝕、變形、止水及磁特性的研究，著眼于運行的可靠性和穩定性。在水頭變幅較大和供電質量要求較高的情況下使用連續調速機組，實現自動頻率控制。

（二）飛輪儲能技術

1. 技術原理及特點

飛輪儲能技術是一種機械儲能技術，其基本原理是由電能驅動飛輪高速旋轉，電能轉變為機械能儲存，當需要電能時，飛輪減速，電動機作發電機運行，將飛輪動能轉換成電能，飛輪的升速和降速，實現了電能的存入和釋放。

2. 應用情況

飛輪儲能技術可用于電網調峰調頻、UPS不間斷電源、電動汽車等領域。

飛輪儲能技術在新能源并網中的應用：由于飛輪儲能電源系統可以以巨大的峰值電流極高速的充放電,可將其用于克服光伏發電和風力發電對電網所帶來的沖擊。高速飛輪儲能系統可以在瞬間釋放出巨大電力以穩定電網波動，為電網創造更可靠的供電系統。因此，飛輪儲能技術與風電、太陽能發電等間歇、隨機性等可再生能源配合使用能夠提高電網對可再生能源的接納能力。

飛輪儲能技術在UPS供電系統中的應用：磁懸浮式飛輪儲能UPS引發了人們越來越多的關注。這種技術拋棄了傳統UPS利用鉛酸蓄電池進行儲能的方式，由于鉛酸蓄電池并非綠色環保的產品。因此，配備一套智能綠色UPS供電系統成為數據中心節能環保的重中之重。傳統電源系統中的蓄電池需要空調制冷，而且24小時連續運轉，耗能巨大。磁懸浮式飛輪儲能UPS系統則無需空調，大大節省了運營成本；而且，其占用的空間也大幅減??；維護成本低，無需更換電池；壽命長達20年。但蓄電池型UPS可提供“分鐘級”的電力供電。而飛輪儲能型UPS受制于機械儲能，僅僅能夠提供30s到1min電力供電，這也是飛輪UPS被詬病的主要原因。然而，如今市電電源的可靠性達到99.9%，有些重要的負載都采用雙路市電供電，市電的可靠性可以說已經達到了99.99%。萬一市電中斷，后備電源的可靠性也可以達到99.9%，從市電到后備電源的切換，在技術上只需要10s的時間，。目前，歐洲已經將這個時間定為8s?？梢詳喽?，飛輪儲能型UPS能提供30s的電力完全能夠滿足從市電到后備電源的可靠切換的要求。

另外，飛輪儲能技術還應用在電動汽車中。

3. 國內外飛輪儲能技術發展現狀

（1）國外飛輪儲能技術的發展處于領先地位。

美國、德國、日本等發達國家飛輪儲能技術的發展處于領先地位。

飛輪儲能技術在美國發展得很成熟，在空轉時的能量損耗能夠達到每小時0.1%。2012年6月在紐約Stephen鎮建成投運的20MW的飛輪儲能電源系統用于電廠儲能調頻，能做到15min的儲能規模。而一般應用于UPS的飛輪儲能時間都不超過100s?？梢哉f這是美國目前最先進的飛輪儲能系統。這也說明美國的很多項目還處在示范階段。美國馬里蘭大學也已研究出用于電力調峰的24kWh的電磁懸浮飛輪系統，其飛輪重172.8kg，工作轉速范圍11610~46345rpm，破壞轉速為48784rpm，系統輸出恒壓110~240V，全程效率為81%。經濟分析表明，運行3年時間可收回全部成本。

德國Forschungszentrum karlsruhe Gmbh公司1997年著手設計5MWh/100MW超導飛輪儲能電站的概念設計。電站由10個飛輪模塊組成，每個模塊儲能0.5MWh，功率10MW，重30t，直徑3.5m，高6.5m，用同步電動/發電機進行電能輸入輸出，系統效率96%。

日本已經制造出容量26.5MVA、系統輸出電壓1100V、轉速510690r/min的變頻調速飛輪蓄能發電系統。

法國、德國、意大利等國均正開展高溫超導磁懸浮軸承的飛輪儲能系統研究。

（2）我國飛輪儲能技術落后國外十年

目前飛輪儲能只有國外的公司實現了商業化生產。國內從事與飛輪研究相關的單位包括多個高校及科研院所、設備廠家等，但還沒有成熟的產品面世，主要集中在小容量系列。其中,北航針對航天領域研制的“姿控/儲能兩用磁懸浮飛輪”已獲得2007年國家技術發明一等獎。

電力系統中，飛輪技術的核心技術都由國外公司掌握，其價格以及相應的維護費用較高；在國內的應用案例，大多將飛輪儲能作為UPS不間斷供電電源進行應用，在作為功率型儲能（即直流DC）進行電力系統功率調節等方面還沒有相關應用案例。

從總體上來看，國內飛輪儲能技術的發展現狀落后國外十年，許多成果尚處于研究階段，在推廣應用上還會有一段路要走。

（三）壓縮空氣儲能技術

1. 技術原理及特點

壓縮空氣儲能電站（CAES）是一種調峰用燃氣輪機發電廠，主要利用電網負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，并將其儲藏在高壓密封設施內，深圳銷毀公司維護簡單：當電池充電時，電池內部產生的氣體基本上被吸收并減少為電解質，基本上沒有電解液減少。高液體保持電解質被特殊分離器吸收并保持非流動狀態，因此即使傾倒也可以使用。 （如果跌落超過90度則不能使用）卓越的安全性能：由于過度充電操作錯誤，可以釋放，防止電池破裂。自放電電極很?。弘娋W采用特殊的鉛鈣合金制成，以減少自放電。 ，在用電高峰釋放出來驅動燃氣輪機發電。傳統壓縮空氣儲能系統是基于燃氣輪機技術的儲能系統。其工作原理是，在用電低谷，將空氣壓縮并存于儲氣室中，使電能轉化為空氣的內能存儲起來；在用電高峰，高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃氣輪機燃燒室燃燒，然后驅動透平發電。傳統壓縮空氣儲能系統具有儲能容量較大、儲能周期長、效率高和投資相對較小等優點。

主要技術特點如下：

（1）可無限次充放電循環、使用壽命長

壓縮空氣儲能充放電循環的限制只與空氣壓縮機和汽輪機的機械性能有關，沒有循環次數的限制。其使用年限在20年以上。

（2）響應速度慢，能量轉換效率低

壓縮空氣儲能充放電需要設備壓縮或者釋放空氣推動汽輪機發電，其響應時間受到空氣壓縮或者釋放時間的限制，無法快速響應，一般需要數秒的響應時間。另外壓縮空氣儲能在存儲和釋放電能的過程中，需要以壓縮空氣作為中間物質，經過多重能量轉換，能量轉換效率不高，大型壓縮空氣儲能技術能量轉換效率在70%左右。

（3）設備規模較大，要求較大的放置空間

大型壓縮空氣儲能在建設中需要建造一個巨大的儲存壓縮氣體的空間，儲氣空間一般在洞穴、海底、或者地底建造。

2. 應用現狀

目前，世界上已有兩座大型壓縮空氣儲能電站投入商業運行。第一座是1978年投入商業運行的德國Huntorf電站，目前仍在運行中。機組的壓縮機功率60MW，釋能輸出功率為290MW，系統將壓縮空氣存儲在地下600米的廢棄礦洞中，礦洞總容積達3.1×105m3，壓縮空氣的壓力最高可達100bar。機組可連續充氣8小時，連續發電2小時。該電站在1979年至1991年期間共啟動并網5000多次，平均啟動可靠性97.6%。

第二座是于1991年投入商業運行的美國Alabama州的McIntosh壓縮空氣儲能電站。其地下儲氣洞穴在地下450米，總容積為5.6×105m3，壓縮空氣儲氣壓力為7.5MPa。該儲能電站壓縮機組功率為50MW，發電功率為110MW，可以實現連續41小時空氣壓縮和26小時發電。電站由Alabama州電力公司的能源控制中心進行遠距離自動控制。

美國Ohio州Norton從2001年起開始建一座2700MW的大型壓縮空氣儲能商業電站，該電站由9臺300MW機組組成。壓縮空氣存儲于地下670米的地下巖鹽層洞穴內，儲氣洞穴容積為9.57×106m3。日本于2001年投入運行的上砂川盯壓縮空氣儲能示范項目，位于北海道空知郡，輸出功率為2MW，是日本開發400MW機組的工業試驗用中間機組。它利用廢棄的煤礦坑（約在地下450m處）作為儲氣洞穴，最大壓力為8MPa。瑞士ABB公司（現已并入阿爾斯通公司）正在開發聯合循環壓縮空氣儲能發電系統。目前除德、美、日、瑞士外，俄、法、意、盧森堡、南非、以色列和韓國等也在積極開發壓縮空氣儲能電站。

我國對壓縮空氣儲能系統的研究開發比較晚，但隨著電力儲能需求的快速增加，相關研究逐漸被重視，對壓縮空氣儲能電站的熱力性能、經濟性能、商業應用等進行了研究，但大多集中在理論和小型實驗層面，目前還沒有投入商業運行的壓縮空氣儲能電站。中科院工程熱物理研究所正在建設1.5MW先進壓縮空氣儲能示范系統。

3. 發展趨勢

壓縮空氣儲能技術的主要發展趨勢包括帶儲熱的壓縮空氣儲能技術、液態空氣儲能、超臨界空氣儲能技術、與燃氣蒸汽聯合循環的壓縮空氣儲能技術、與可再生能源耦合的壓縮空氣儲能技術等。

二、化學儲能

化學儲能也稱電化學儲能，利用電化學電池將電能轉化為化學能存儲。其主要原理是利用氧化還原化學反應。在氧化和還原反應的可逆過程中，離子發生轉移帶來電荷的流動，最終實現電能的儲存和釋放?；瘜W儲能技術是目前技術發展最快、具有一定發展前景的儲能技術。電化學電池主要由電極、電解質以及隔膜構成，電化學電池通常采用圖2-３結構。

圖2-３ 電池結構原理圖

不同種類的電化學電池主要是在電極、電解液以及隔膜的材料上存在不同的選擇?；瘜W儲能主要包括：鉛酸電池、鋰系電池、液流電池、鈉硫電池儲能等。

1. 化學儲能技術特性

（1）輸出電壓范圍較窄。電化學儲能中進行的是氧化還原反應。電池兩端的端電壓隨著反應進行的深淺，電荷的積蓄多少而將體現出電壓的變化，因此其端電壓將有與充放電深度相關聯的一個波動范圍。而與此同時，正負電極在滿充或滿放的狀態下，其電荷積蓄受到材料價態的影響，只能在相差有限的兩個電壓之間波動，而無法將電荷過量存儲或釋放，這決定了電化學電池的輸出電壓范圍通常較窄。

（2）使用壽命通常受到循環次數的制約。電化學電池的使用壽命不僅受到相關材料本身壽命的限制，同時也受到電池循環次數的限制。在化學反應進行的過程中，電池系統中還存在著腐蝕、副反應、以及離子滲透等問題。在反復的充放電過程中，電極、電解液材料將不斷發生消耗，從而導致系統性能逐漸發生衰減。

以下對各類不同的電化學儲能技術特性進行詳細的分析。

2. 鉛酸電池技術特點

（1）技術成熟，電池材料來源較為廣泛，成本較低。

（2）循環次數少，使用壽命短。鉛酸電池電解液采用酸性溶液，對設備本身的腐蝕較為嚴重，另外在應用過程中，鉛酸電池充放電過程中會發生副反應，降低了化學反應效率，因此鉛酸電池循環壽命（滿充滿放）通常在1000次以下，鉛酸電池的電極和電解液損耗也較大，實際使用年限一般為3~5年。

（3）對環境有一定污染。鉛酸電池在使用過程中，酸性電解液揮發會排放出酸性刺鼻氣體；電池在使用一段時間后，酸性電解液容易發生泄漏，這些對環境都有一定污染。

鉛酸電池典型充放電特性曲線如圖2-４所示。

圖2-４ 鉛酸電池充放電特性曲線

鉛酸電池會有放電截止電壓和充電截止電壓的限制，即放電時不能低于某個電壓值，充電時不能高于某個電壓值，否則電池將會出現故障或者壽命受到很大影響。圖2~5是鉛酸電池恒壓限流充電特性曲線，該鉛酸電池充電截止電壓為2.35V，電池的充電過程一般分為預充電、恒流充電、恒壓充電以及浮充階段。電池進入浮充階段以后，由于電池存在的自放電現象，電壓會有一定的下降。

鉛酸電池作為發展時間較長的電化學電池，目前主要應用在汽車后備電源方面，目前絕大多數的機動車的備用電源都采用鉛酸電池。鉛酸電池在電力系統儲能領域也有一定的應用，主要應用在一些考慮建設成本、對儲能電池技術性能要求不苛刻的場合。

改良的鉛酸電池技術—鉛碳電池

鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池，在鉛酸電池的負極中加入了活性炭。普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛，負極活性材料是鉛，把活性炭混合到負極活性材料鉛中，普通鉛酸電池變成了鉛炭電池。鉛碳電池相對普通鉛酸電池，擁有很好的充放電性能—90分鐘就可充滿電（鉛酸電池若這樣充、放，壽命只有不到30次）；而且由于加入了碳（石墨烯），阻止了負極硫酸鹽化現象，改善了過去電池失效的一個因素，延長了電池壽命。

在性能方面，鉛炭電池同時具有鉛酸電池和電容器的特點?；钚蕴康募尤?，提升了電池的功率密度，延長了循環壽命，同時由于活性炭占據了部分電極空間，導致能量密度降低，也可能增加電極析氣量。在工藝方面，活性炭的加入，增加了調漿和極片涂布難度?？傮w而言，鉛炭電池性能優于普通鉛酸電池，是一種先進鉛酸電池，也是鉛酸電池技術發展的主流方向。

3. 鋰電池技術特點

鋰電池是一種新型電池，面世初期主要是應用在電子產品方面，目前隨著大容量鋰電池技術的成熟，大容量鋰電池開始在電力系統儲能領域進行應用。

在電化學電池中，鋰電池儲能性能較好，目前在各個領域的應用廣泛。鋰電池主要具有以下一些技術特點：

（1）使用壽命長、循環次數高。鋰電池電解液不是酸性溶液，其內部材料不易腐蝕，因此使用壽命較長，一般在10年左右。鋰電池采用化學性質更強的材料作為電極和電解液，因此其滿充滿放循環壽命在2000~3000次左右，一些特殊材料的鋰電池循環次數可以達到8000次。

（2）能量密度高、轉換效率高。鋰電池電解液為非水性電解液，其化學性質比較穩定且化學反應效率較高，因此其能量密度為100Wh/kg，其功率密度可以到1000W/kg；鋰電池在充放電過程中沒有副反應，減少了電池自放電損耗，在選擇機房開關電源設備時，應選擇交流輸進范圍寬、數字化水平高、智能化水平高、有完善的陽光蓄電池管理功用的開關電源，以縮短陽光蓄電池充電時間和按期對陽光蓄電池停止相關檢測。 廣州銷毀公司，因此能量轉換效率一般在95%左右。

（3）價格相對較高。鋰電池目前因受到電極材料、電池隔膜材料技術的限制，價格遠高于鉛酸電池，略高于鎳氫電池，本體造價約為4元/Wh左右。鋰電池的隔膜材料采用聚合物材料，而國內生產這種材料的廠家屈指可數，大量需要國外進口，這就造成了鋰電池價格很高，也是限制鋰電池技術發展以及大規模應用的瓶頸；另外鋰電池在成組后，對充放電一致性要求很高，需要配置較好的BMS系統，也相應增加鋰電池使用成本。

（4）有的鋰電池存在安全隱患。鋰電池采用非水性電解液，在電池內部發生短路溫度急劇上升時，由于非水性電解液吸熱效果不好，因此會造成鋰電池內部溫度過高，可能發生燃燒和爆炸。所以在實際工程建設中，對鋰電池的設計應考慮防火、防爆要求。

鋰電池自放電損耗小、能量轉換效率較高，相比較其他電化學電池，在性能方面都有較大的提高。鋰電池的典型充放電特性曲線如圖2-５所示。

圖2-５ 鋰電池充放電特性曲線

由上述放電曲線圖中可以看出，隨著放電電流的增大，在放電過程中，電壓降落也較快，當鋰電池運行在經濟的電壓區間內，其電壓變化較為平緩，但當電壓低于經濟運行區間的下限時，其電壓跌落將會非常劇烈，如果電池長時間按此運行，對電池的壽命有非常大的損耗，所以在控制電池運行時，通?？刂圃谀硞€固定電壓區間內運行。

鋰電池主要應用在電動工具、家用電器、照明燈具、通訊設備以及電動汽車等方面。

鋰電池目前在電力系統儲能領域的應用相對廣泛，如深圳寶清儲能電站、張北風光儲輸工程均有采用鋰電池。

4. 液流電池技術特點

液流電池在我國投入市場使用時間不長，在國內相關技術還不夠成熟，國外對液流電池技術的掌握程度較高。液流電池在我國有了一定規模的生產，但其實際應用并不廣泛。

液流電池采用正負極電解液單獨循環的特殊結構，能夠提高化學反應效率，因此其在儲能方面有較好的特性，具有以下技術特點：

（1）能量效率高、使用壽命長、循環次數高。液流電池便于規?；瘧?，能夠儲存和釋放的電能容量較大。液流電池能量轉換效率可以達到96%以上，能量密度為92Wh/kg，循環次數為13000次左右。液流電池的使用壽命在20年左右。

（2）使用過程中便于實現模塊化配置。液流電池電極和電解液是單獨的結構，并且正負極電解液都有獨立的循環，因此液流電池可以比較容易的實現模塊化。在使用過程中，根據不同的容量和功率的需要，可以方便的修改配置不同的液流電池模塊。

（3）技術成熟度不高，受技術瓶頸限制。液流電池目前技術成熟度不高，其電極、電解液以及隔膜材料技術都存在技術瓶頸，造成其價格比較昂貴，相關的應用也不廣泛（目前常用配置下，其價格約為鋰電池3倍，即超過10元/Wh）。

（4）體積較大，占據較大的放置空間。由于液流電池特殊的結構，整個液流電池系統體積比較龐大，除了電池以外還有其他附屬的設備，在實際應用中需要專門安排一個較大的空間放置。

液流電池典型充放電特性曲線如圖2-６所示。

圖2-６ 液流電池典型充放電曲線

從以上充放電曲線可以看出，該液流電池在充電時以額定電流50A恒流充電至限壓電壓64V，然后轉為恒壓充電；放電時以額定電流50A放電至截止電壓40V。

雖然目前液流電池相關研究已取得較大進展，但其真正實現大規模應用還需在一些關鍵技術方面取得進一步突破，比如高性能低成本專用離子交換膜、高穩定性高活性專用電極材料及電極制備等，這樣才能降低成本、形成批量生產的能力。

液流電池可以廣泛地應用于電力儲能方面。但是由于其技術成熟度不高，技術瓶頸較多、價格較貴，目前在國內應用不廣泛。

5. 鈉硫電池技術特點

鈉硫電池是近年來電化學儲能研究的熱點，目前世界上僅有日本NGK公司能夠大規模商業化生產鈉硫電池。日本NGK公司是國際上鈉硫儲能電池研制、發展和應用的標志性機構。上世紀80年代中期，NGK公司開始與日本東京電力公司合作開發儲能鈉硫電池，1992年第一個鈉硫電池儲能系統開始在日本示范運行，至2002年有超過50座鈉硫電池儲能站在日本示范運行中。2003年4月開始，NGK開始了儲能鈉硫電池的大規模商業化生產，產量達到30MW，在2004年時已達到65MW。

鈉硫電池最大的特點就是改變了常規電化學電池采用固體電極液態電解質的結構，采用熔融狀的電極材料和固態的電解質。正因為這種特殊的結構，鈉硫電池具有以下一些技術特點：

（1）能量密度高、轉換效率高。由于鈉硫電池中β—Al2O3同時充當電解質和隔膜，它只對鈉離子進行傳導，所以鈉硫電池充放電過程中沒有副反應。因此鈉硫電池能量轉換效率很高，鈉硫電池沒有自放電現象，能量轉換效率接近100%，其理論能量密度高達760Wh/kg。

（2）使用壽命長，循環次數多。鈉硫電池在使用過程中不會產生腐蝕性物質，不會對設備本體有腐蝕，一般的使用壽命為15年；鈉硫電池采用熔融狀的電極和固體電解質，化學反應效率很高，電池的循環次數可以達到2500次甚至更高。

（3）價格比較昂貴。目前世界上只有日本的NGK公司較為成熟掌握了鈉硫電池生產技術，存在對鈉硫電池的技術壟斷，因此鈉硫電池目前價格為2000美元/kW左右。不過隨著技術的進步以及材料價格的下降，鈉硫電池的價格將會大幅下降。

（4）對工作環境要求苛刻。鈉硫電池工作時在300℃才能啟動，因此保溫措施要求很高，需要額外配備溫控裝置。另外如果鈉硫電池出現短路故障其溫度還會更高（2000℃左右），存在一定的安全隱患。因此要保證鈉硫電池運行，需要提高電池隔膜的可靠性，保證電池的正負極能有效隔離。

（5）國內技術成熟度低。目前國內在鈉硫電池技術上還處于研發和示范應用階段，還不具備商業化生產運營的能力。國內目前主要是中國科學院上海硅酸鹽研究所在進行鈉硫電池的研究，2010年世博會期間啟動了百千瓦級城網儲能鈉硫電池示范電站。鈉硫電池在國內目前只是在技術研究定型階段，后期也僅做一些示范工程。而目前國內在鈉硫電池研究和生產領域遇到了一些技術瓶頸，相關技術還在研發之中。

6. 化學儲能技術小結

與電力系統相關的各種化學儲能的典型特性參數如表2-4所示。

從最大單體容量來看，鉛酸電池單體容量可以達到3000Ah或者更大，約為其他電池單體容量的10倍。但是鉛酸電池能量密度較低，另外其循環次數、充放電功率與其他電化學電池相比均較低。

能量密度指標是儲能技術中比較重要的技術指標，它標志著電池儲存和釋放電能的能力，在這方面鈉硫電池的性能遠遠優于其他電化學電池，其理論能量密度達到760Wh/kg。

循環次數是評價儲能技術充放電能力的指標，液流電池在電化學儲能中循環次數最高，能達到13000次左右。但液流電池的能量密度相比其他電化學電池偏低。

使用壽命是評價儲能技術長期經濟性的一個指標，由于電化學電池的原理是利用氧化還原反應，設備內部會有損耗，電極、電解液、隔膜材料在長期運行期間會有衰減，或者活性降低，因此電化學電池普遍使用年限在10~20年左右。鉛酸電池由于采用酸性電解液，在使用過程中會出現腐蝕和損耗，其使用年限只有3~5年左右。

目前電化學電池主要的應用領域是在家用電器、電動工具、電動汽車等設備的電源以及電力系統儲能方面。

7. 目前新型化學儲能主流技術

目前，全球在電力系統中運行的儲能設備總裝機容量達到127GW，其中99%的儲能設備為抽水蓄能技術，化學儲能技術總裝機容量約520MW，其中鈉硫電池304MW、鋰電池116MW、液流電池20MW、鉛酸電池（包括鉛炭電池）80MW。------2014年統計數據

鈉硫電池是目前裝機規模最大的化學儲能技術，主要應用于配電網的分布式儲能，延緩負荷增長時對配網設備和線路擴容升級的投資。鋰電池和液流電池近些年技術發展很快，在電力系統中的應用逐漸增多。鋰電池的主流技術包括碳酸鋰、磷酸鐵鋰、聚合物鋰電池和錳酸鋰電池等，偏重于電力系統的功率型應用，包括調頻、調壓及波動控制等。液流電池中技術最成熟的是全釩液流儲能電池，也有研究機構在研究鐵鉻液流電池。主要是電力系統的能量型應用，包括提高可再生能源發電效率、電網調峰和分布式儲能等。鉛炭電池目前主要用于提高電網的電能質量。

8. 我國新型化學儲能技術進展情況

我國新型化學儲能技術呈多元化發展；部分主流技術取得了進展，主要進展有：

（1）全釩液流電池技術研發取得一定突破。如對于電池中核心技術的膜材料采用國產非氟高分子聚合物，經工藝合成后，該膜化學穩定性好，阻釩離子滲透性能佳，機械性能強，最具顯著優勢的是成本低。其性能指標已達國外同類產品水平，預計規?；a成本比國外同類產品約低50%。另外，國內科研所自主研發的2kW全釩液流電池已實現了一萬次充/放電循環，電池模塊的能量效率未見明顯衰減。

（2）發展了鉛碳電池技術。鉛碳電池屬于鉛酸電池的改良技術，由于加入了活性炭（石墨烯）阻止了負極硫酸鹽化現象，延長了電池壽命。我國南都電源經過三年多的攻關，在鉛碳電池上已獲世界領先技術。

三、電磁儲能

目前電磁儲能技術主要有超導磁儲能和超級電容器儲能。

（一）超導磁儲能

超導磁儲能系統（superconducting magnetic energystorage，SMES）利用超導線圈儲存磁場能量，能量交換和功率補償無需能源形式的轉換。超導儲能與其他儲能技術相比具有顯著的優點：①能量的釋放速度快，通常只需幾秒鐘；②由于可以長期無損耗儲存能量，能量返回效率很高；③采用SMES 可使電網電壓、頻率、有功和無功功率容易調節。其最大的缺點是成本太高，其次是需要壓縮機和泵以維持液化冷卻劑的低溫，使系統變得更加復雜，需要定期的維護。從性能上看，超導儲能具有儲能密度高、容量大、充放電功率大、循環壽命長、綠色無污染等諸多優點。但從國內外的研究和市場狀況來看，中大型超導儲能還遠沒有達到大規模市場運用的程度。

目前超導磁儲能還處在研究階段，根據超導磁儲能的相關研究成果，其技術特性主要有以下幾方面：

（1）響應時間短，能夠瞬間釋放大功率的電能。超導磁儲能具有快速響應能力，其響應時間在1~5ms左右。超導磁儲能的反應原理與電化學電池不同，磁場在釋放電荷時不會受到類似電化學儲能的充放電倍率限制，可以瞬間釋放大功率電能。

（2）循環次數多，能量轉換效率高。超導磁儲能充放電僅僅是磁場釋放電荷的過程，不會出現內部材料的損耗，因此其循環次數在10萬次左右；超導磁儲能由于線圈采用超導材料，在電能儲存和釋放的時候幾乎沒有損耗，因此能量轉換效率在95%左右。

（3）技術不夠成熟，應用不廣泛。超導磁儲能的核心技術是超導線圈，這也是該儲能技術的發展瓶頸之一，由于超導材料以及相關技術成熟度還不夠高，超導材料價格非常昂貴；另外超導磁儲能技術為了保持線圈的超導性能，需要保持低溫工作環境，這樣需要額外的降溫設備，額外增加相應的成本。因此超導磁儲能技術門檻比較高，目前在國內僅處在試驗研究階段。

（二）超級電容器

普通電容器由于儲存能量過小，未能用作電力系統中的儲能裝置。超級電容器根據電化學雙電層理論研制而成，充電速度快，可提供強大的脈沖功率，放電電流僅受內阻和發熱限制，循環使用壽命長，放電深度深，能量轉換效率高，長期使用免維護，低溫特性好，沒有“記憶效應”，它的儲存容量為普通電容器的20~1000 倍。

超級電容器是技術比較成熟的電磁儲能技術，目前應用也較為廣泛，其主要有以下一些技術特點：

（1）響應速度較快，能夠瞬間釋放功率電能。超級電容器在充放電循環過程中，放電過程僅是極板間電荷的釋放，可以在瞬間釋放大量電荷，因此超級電容器一般應用在功率型儲能領域。

（2）充放電循環壽命長。超級電容器在充放電過程中，不會像電化學電池那樣，電池原件損耗或者發生副反應限制充放電循環次數，其充放電過程完全屬于電荷運動的物理過程，其循環壽命在50萬次以上（一些超級電容器產品能達到100萬次的循環壽命）。

（3）單體容量小，成組應用時需要保證充放電一致性。超級電容器極板間產生的電場能夠存儲的電荷有限，因此超級電容器的單體容量較小。實際應用時超級電容器一般需要通過串并聯組成模組使用，以滿足電壓和容量的需求。超級電容器成組應用時，如果出現電流或者電壓不一致，會使超級電容器的使用壽命造成較大的衰減；且很容易發生過充電或者過放電，導致超級電容器溫度會急劇升高，存在安全隱患，通過配置電池管理系統保證其充放電一致性。

超級電容器單體容量不大，其能量密度不高，在4Wh/kg左右。但超級電容器作為功率型儲能設備，功率密度非常高，能夠達到1200W/kg以上。

超級電容器在使用和控制中，其典型充電曲線如圖2-７所示。

圖2-７ 超級電容器充電特性曲線

超級電容器在充電初始階段，電壓快速上升，隨后電壓變化相對平緩，在充電末階段，電壓又再次快速上升。在充電初始以及最后階段，超級電容器的電壓有明顯的波動。上圖中三條曲線為不同電流下超級電容器的充電特性，可以看出充電電流越大，超級電容器滿充時間越短，并對充電效果幾乎沒有影響。

超級電容器技術成熟并已經有大規模的商業化生產，主要用于軍工領域、特種車輛和船舶等大型機械的輔助或動力電源以及太陽能或風電系統的儲能電源等。

四、相變儲能

相變儲能是利用相變材料在物態變化時，吸收或放出大量潛熱而實現。它可以利用電熱蓄能（冷和熱）來實現對電力系統的削峰填谷，也可用于新能源、工業余熱利用、新型家用電熱電器的開發等。在風能、太陽能等間歇性新能源的應用方面，儲能技術也可發揮重要的作用。相變儲能技術同時對提高我國能源的利用效率可起到作用。

相變材料主要包括無機PCM、有機PCM。其中，無機類PCM主要有結晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等；有機類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機物。

相變蓄能包括蓄冷和蓄熱技術。蓄冷蓄熱技術是電力需求側最優秀的蓄能技術之一。蓄冷技術中最常用的是冰蓄冷技術，蓄熱技術中主要介紹光熱發電技術等。

（一）冰蓄冷

蓄冷技術中最常用的是冰蓄冷技術。冰蓄冷技術，主要是指在電力負荷低谷時段，采用電動制冷機組制冷，利用相變材料的潛熱（顯熱）以冰（低溫水）的形式將冷量貯存起來，目前，絕大多數大、中型UPS都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能。在微機上裝置相應的軟件，經過串/并口銜接UPS，運轉該程序，就能夠應用微機與 UPS停止通訊。普通具有信息查詢、參數設置、定時設定、自動關機和報警等功用。經過信息查詢，能夠獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載應用率、電池容量應用率、機內溫度和市電頻率等信息;經過參數設置，能夠設定UPS根本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。經過這些智能化的操作，大大便當了 UPS電源及其蓄電池的運用管理。 東莞銷毀公司，在用電高峰時段將其釋放，以滿足建筑物的空調或生產工藝需冷量，從而實現電網移峰填谷的目的。

冰蓄冷，作為一種能源存儲方式，結構簡單、方便安裝，相比于其他儲能材料，冰作為蓄冷介質優勢非常明顯，在負荷周期長、夏季日負荷高的夏熱冬暖地區應用經濟性效益顯著。另外，在商業建筑中，由于空調系統的能耗占到建筑總能耗的40%~50%，國內部分大城市的高峰用電中空調用電達30%以上，并且空調系統的運行機制具有晝行夜停的特點，因此也具備應用冰蓄冷系統的先天條件。使用相變蓄冷空調，不僅達到了“移峰填谷”，平衡電網負荷的目的，同時也減少了空調裝機容量和相應的配套設施，節省了運行費用。

1. 冰蓄冷技術的工作模式

冰蓄冷系統一般由制冷機組、蓄冰槽、輔助及配套設備（水泵、冷卻塔、管路系統、熱交換器、自動控制、空調末端設備）等組成。冰蓄冷空調系統設計種類多種多樣，無論采用哪種形式，最終目的是為建筑物提供一個舒適環境，提高能源的使用效率。

實際使用中，根據具體用戶的用能特點，冰蓄冷系統可分為以下幾種工作模式：

（1）制冷機組優先工作模式。制冷機組首先直接供冷，超過制冷機組供冷能力的負荷由蓄冷設備釋冷提供。白天向建筑物提供冷量時是以制冷機組為主，冰的冷源為輔。

這種策略通常用于單位蓄冷量所需費用高于單位制冷機組產冷量所需費用，使用此種工作模式主要目的是降低空調尖峰負荷值，節省系統投資費用。

（2）蓄冰設備優先工作模式。蓄冷設備優先釋冷，超過釋冷能力的負荷由制冷機組負責供冷。白天向建筑物提供冷量是以冰的冷源為主，制冷機組為輔。

蓄冷設備優先工作模式在控制上比制冷機組優先模式復雜。一方面，在下一蓄冷過程開始前，蓄冷設備應盡可能將蓄存的冷量全部釋放完，另一方面，還應避免蓄冷設備在釋冷過程的前段時間將蓄存的大部分冷量釋放，而在以后尖峰負荷時，制冷機組和蓄冷設備無法滿足空調負荷。

采用此種工作模式，需要合理控制蓄冷設備的剩余冷量，一般情況下，執行該策略前要求蓄冷系統預測出當日24小時空調負荷分布，確定當日制冷機組在供冷過程中最小供冷量控制分布圖，以確保蓄冷設備隨時有足夠釋冷量配合制冷機組滿足空調負荷要求。

（3）負荷控制工作模式。在電力負荷不足時，對制冷機組的供冷量加以限制。通常這種方法在電力負荷受到限制時才會采用，超過制冷機組供冷量的負荷由蓄冷設備負責。

（4）均衡負荷工作模式。在部分蓄冷系統中，制冷機組在設計日24小時內滿負荷運行，在夜間滿載蓄冷。白天當制冷機組產冷量大于空調冷負荷時，將超過冷負荷所需的冷量儲存起來；當空調冷負荷大于制冷機組的制冷量時，不足部分由蓄冷設備補足。

采用這種工作模式，系統初始投資最小，制冷機組利用率最高。但是，若空調負荷高峰時段與當地電力負荷高峰相重疊，則系統運行費用較高。

2. 冰蓄冷技術的特點

冰蓄冷技術之所以得到各國政府和工程技術公司的重視，是因為它不僅是平衡電網負荷的一種有效手段，而且對常規空調的空氣品質、穩定性及運行經濟性也有促進作用。冰蓄冷技術的突出優點在于：

（1）削峰填谷，提高電力設備使用效率，降低用電費用。充分利用電網低谷電力和可再生能源發電，將制冷機組的用電時間由負荷高峰期轉移至低谷期，對城市電網有明顯“削峰填谷”作用，能從整體上提高發輸電設備的使用效率。在實施分時電價的區域，使冰蓄冷空調充分、合理地利用負荷低谷期的低價電力，與常規中央空調相比，可以節省大筆電費開支。

（2）降低設備投資，提供用電設備利用率，提高設備熱效率。冰蓄冷空調系統具有儲存冷量的能力，無需按照峰值負荷配置制冷機組，大大降低了制冷機組的裝機容量和冷卻塔、冷卻水泵配管等輔助設備的安裝規模，節省投資和建設費用。與普通空調相比，冰蓄冷空調系統制冷機組滿負荷運行的比例增大，提高了制冷設備的利用率和運行效率，使制冷機組保持穩定的工作狀態，延長使用壽命。另外，冰蓄冷空調在夜間低溫時段制冰、白天高溫時段釋冷，熱效率更高。

（3）優化供冷質量。冰蓄冷空調的啟動時間短、制冷速度快，比普通空調相比，室內空氣的濕度低、空氣質量好。

3. 國內外蓄冷空調技術的應用進展及發展方向

美國在20世紀30年代開始應用冰蓄冷空調系統，其后停頓了較長時間，80年代初，世界性能源危機后，冰蓄冷技術在美國重新受到重視，并得以廣泛應用。1983年，美國能源部首次提出與冰蓄冷相結合的低溫送風系統。1985年末，兩座安裝了冰蓄冷空調的建筑在美國投入運行。此后采用冰蓄冷與低溫送風的空調建筑物不斷增加。

近年來，冰蓄冷設備和控制策略得到快速發展，在美國、日本、加拿大、英國等國得到大幅推廣和應用。

目前，冰蓄冷技術的研究開發主要集中在以下幾個方向：

（1）建立區域性蓄冷空調供冷站。目前，日本、法國等國家都在大力推行智能城市建設，建立區域性蓄冷空調供冷站，不僅有利于區域能源管理系統統一調配電力消耗，增強區域能源利用效率，而且與單個供冷機組相比，還能夠節約大量初始投資和運行費用。

（2）建立與冰蓄冷相結合的低溫送風空調系統。所謂低溫送風，即空調系統的送風溫度為4~10℃，大大低于常溫空調系統12~16℃的送風溫度。將低溫送風技術和冰蓄冷技術相結合，可進一步減少空調系統的運行費用，降低一次性投資，提高空調品質，改善儲冷空調系統的整體效能。

（3）開發新型蓄冷、蓄熱介質。目前水仍然是冰蓄冷技術最常用的介質，為了進一步提高熱效率，有必要開發固液相變潛熱更大、無毒無腐蝕性的新型蓄冷介質和保溫效果更好、使用壽命更長的蓄冰材料。

（二）光熱發電儲熱

光熱發電屬于蓄熱技術中的一種。蓄熱技術，是指在電網低谷時段運行電加熱設備，對存放在蓄熱罐中的蓄熱介質進行加熱，將電能轉換成熱能儲存起來，在用電高峰期將其釋放，以滿足建筑物采暖或生活熱水需熱量，從而實現電網移峰填谷的目的。

太陽能光熱發電的原理是，通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，利用太陽能加熱收集裝置內的傳熱介質（液體或氣體），再加熱水形成蒸汽帶動或者直接帶動發電機發電，太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發電，從而達到儲能的目的。參見2-８示意圖。儲能在發電過程中是至關重要的，如何儲能是關鍵，儲能介質主要有導熱油、熔融鹽、高壓蒸汽等，目前最理想的是熔融鹽儲能。作為太陽能光熱發電的核心技術，目前全球掌握該項技術的只有少數幾個國家。國內，儲能領先企業已成功開發了高溫熔融鹽儲能技術。

熔鹽儲能介質是將硝酸鹽（通常為硝酸鈉或硝酸鉀）按60/40混合放入絕緣儲罐中，在220°C下融化，在儲能的過程中維持它的液體狀態?；谌埯}的熱存儲系統非常高效，一般其存儲效率高達93%。西班牙的Andasol發電廠耗資3.8億美元，在2009年正式投入運營的光熱發電廠，是世界上第一個商業化的使用了熔鹽進行熱存儲的太陽能熱電廠，可以實現在晚上發電。

蒸汽儲能器是應用裝在絕緣鋼罐中的溫度為250°C，氣壓高于40 倍外界大氣壓的高壓蒸汽和熱水來進行熱量存儲。當氣壓降低，熱水就會蒸發，重新形成蒸汽流，直接推動電廠的渦輪機進行發電。到目前為止，蒸汽儲能器對熱量的存儲可以維持一個小時。一個應用蒸汽儲能器進行熱能存儲并且實現商業化的太陽能熱電廠就是位于西班牙塞維利亞附近的PS10太陽能發電塔。

近年來，太陽能光熱發電成為新能源利用的一個重要方向，光熱發電再一次在全世界范圍引起高度關注，光熱發電技術也不斷得到發展和更新。

1. 光熱發電技術特點

（1）大規模、長壽命、廉價的蓄能技術是光熱電站具備競爭優勢的核心所在，光熱發電具備穩定、時間長等優點。通過規?；瘍釋崿F連續發電，且儲熱的技術成熟、成本低，已有電站實現24小時連續發電。

（2）轉換效率相對較高。太陽能光伏發電的光電轉換率大約在15％~18％，光伏電站的年效率通常在10%~15%。而光熱發電的組件光熱轉化效率已經大于70%，一般的工業熱應用中對于太陽能的總利用率大于65%，光熱電站年效率通常在15%~20%。

（3）環保。光熱項目使用的原材料主要是鋼材和平面玻璃，不會像光伏發電應用硅電池板會形成二次污染。因而是真正的清潔能源。

（4）發電成本相對較低。采用太陽能光熱發電技術，避免了昂貴的硅晶光電轉換工藝，可以大大降低太陽能發電的成本。

相比而言，光伏產業鏈是一條較為獨立的產業鏈，和其他產業交叉較少，而光熱發電產業鏈則是傳統產業的升級和優化，對下游產業鏈拉動巨大，比如鋼鐵、玻璃、高端裝備制造、化工產品與工程、電力產品與工程、物流等。

光熱發電可應用于電力供應、常規電站聯合循環及工業供熱等方面。

2. 國內外光熱發電儲熱發展現狀

從國際來看，光熱發電正處于快速增長期，2009年底全球投運的光熱電站裝機容量為668.15MW，至2010年底，全球已投入運行的光熱裝機容量達988.65MW。截至2013年上半年，美國、西班牙、澳大利亞等國已運行電站裝機容量超過3GW，在建電站超過2GW，規劃中的項目超過30GW，市場前景廣闊，從目前已投運光熱電站國家分布來看，美國占了48.95%，其次是西班牙，占47.49%。光熱發電在美國、西班牙等國家已獲成功，有20兆瓦的大型商業化光熱項目在運行。美國Google、西班牙Abengoa、法國Total、日本AGC、沙特ACWA等大型跨國集團紛紛通過收購、合資等方式參與新興的市場。

國際上典型的光熱發電儲熱項目主要如下：

（1）美國 美國SolarReserve的CrescentDunes110MW熔鹽塔式太陽能熱電站，蓄熱10小時。

（2）西班牙 西班牙商業運行的光熱發電儲熱項目有：

①ANDASOL 1，2，3，裝機50MW*3；

②EXTRESOL 1&2，裝機50MW*2；

③Manchasol-1&2，裝機50MW*2；

④La Florida，裝機50MW；

⑤Aste 1&2，裝機50MW*2；

⑥Valle 1&2，裝機50MW*2。

上述六個項目均采用了大規模熔鹽蓄熱技術，蓄熱7.5小時，均為槽式電站。

⑦西班牙商業運行的塔式電站：GemaSolar，裝機19.9MW，采用熔鹽作為傳熱蓄熱工質，儲熱15小時，是第一個實現24小時連續發電的太陽能熱電站，已經成功運行兩年。

（3）中國 光熱發電作為新興的可再生能源技術，近年來已經成為新能源發展的熱點領域。我國非常重視光熱發電技術與產業的發展，并將其作為未來替代能源的重要組成部分，《太陽能熱發電“十二五”規劃》規劃裝機100萬千瓦，2012年，國家出臺的《太陽能發電科技“十二五”專項規劃》提出的規劃目標：太陽能熱發電具備建立100MW級太陽能熱發電站的設計能力和成套裝備供應能力，無儲熱電站裝機成本1.6萬元/kW，帶8小時儲熱電站裝機成本2.2萬元/kW，上網電價低于0.9元/kWh。目前，我國有十多個處于建設和籌備階段的光熱發電項目，在建項目總裝機容量不到10萬千。

預計到2015年，全球光熱發電累計裝機將達24.5GW，五年復合增速90%；到2020年光熱發電在全球能源供應份額中將占1~1.2%，到2030年占3~3.6%，到2050年占8.5~11.80%，即到2050年光熱發電裝機容量將達到830GW，每年新增41GW。

光熱發電成本下降空間大，世界銀行的報告預計長期光熱發電的度電成本將降至6~8美分，國外新建設的電站其商業電價折合人民幣1.2~1.5元/度，在我國實現產業化后預期成本將極大的降低。

大規模、長壽命、廉價的蓄能技術是光熱電站具備競爭優勢的核心所在。太陽能熱發電技術在國際上已經成熟，但中國還需要追趕和學習。我國的光熱發電還有待于掌握核心技術形成自主知識產權，并形成完整的產業鏈，以便向產業化、規?；较虬l展。

五、電動汽車儲能

電動汽車在充電時，可作為電力系統用戶側的分布式儲能設施，調節電網用電負荷；電動汽車又可向電網放電，起到削峰填谷的作用，并提供調頻等輔助服務，提高電網運行的穩定性和經濟性。因此，電動汽車不僅在對減少傳統化石能源消耗、控制污染物排放方面具有重要作用，同時電動汽車推廣和大規模應用，也可作為電力系統的一種儲能設施。

國外對電動汽車儲能應用研究較早，研究了電動汽車作為分布式儲能的可行性：通過協調控制充放電過程，使電動汽車在系統負荷低谷時充電，在系統高峰時放電，實現系統削峰填谷的經濟效益；研究V2G在不損害電池壽命的前提下，可為系統提供備用容量；在智能電網環境下，電動汽車可為電網提供無功支持和電壓支撐；研究電動汽車作為旋轉備用和調頻輔助服務時的經濟效益等。

目前市場上的電動汽車單次充電的續航里程在200~400km，較燃油汽車仍有一定差距。

動力電池是電動汽車的主要部分，目前電動汽車動力電池主要包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、超級電容器、燃料電池等。鉛酸電池受其技術特點所限，一般用在低速和城市短途電動汽車上；超級電容器一般用在混合動力汽車作輔助電源；鎳氫電池技術相對成熟，安全性好，是目前混合動力汽車所采用的主要動力電池技術，但由于該種電池成本較高，自放電率高，較少應用在純電動汽車上；鋰電池成本太高；燃料電池比能量高，能量轉化效率高，燃料來源豐富，但制造成本高且儲運非常困難。綜合各種電池技術看，鋰電池技術是目前各國電池研發的重點。我國動力電池技術以磷酸鐵鋰為主要發展方向并已基本形成動力電池產業體系，但仍存在諸如電池制造工藝控制困難、批次穩定性差、系統循環壽命低和電池管理系統設計不足等問題。動力電池充放電性能直接影響電動汽車儲能的技術經濟性。