5月23日，由国家能源局科技装备司指导，中国能源研究会、中关村管委会、中关村海淀园管委会支持，中关村储能产业技术联盟（CNESA）主办的“储能国际峰会暨展览会2017”在国家会议中心·北京隆重开幕。中国电力科学研究院首席专家胡学浩发表主题演讲。

　　女士们、先生们大家早上好！

　　今天我给大家介绍的题目，储能技术在应用当中的问题。下面我给大家介绍的内容分六个部分，首先介绍一下概述，讲一下电子储能技术分类，电子储能技术运行和应用，再介绍一下，我们新能源发展情况。重点在第五点上，如何用电子储能技术解决可再生能源发电问题。

　　首先讲一个定义，这个定义，什么叫储能？储能实际上就是通过某一个像废电池，获得一个物理能量，把能量储存起来，将来应用的时候可以用，这是广义储能的定义，但是我落讲的不是广义的储能，而是讲电能的储存，就是我们现在大多数电能的储存，所以说电能储存就是智能电网当中电能储存，电能储存和电网当中，和电网相连接的储存，这就是电。在储存起来要转变，转变为其他某种形势，用的时候，回到电，或者直接可以用。电子储存已经有100多年的历史了，但是电池早有了，但是我们一直没有大规模的应用，上个世纪1970年左右，我们核电站建设起来以后，为了配合核电站的运行，我们建设了大量的电站，得到了普遍的应用。但是同时，我们也有一些压缩空气储能技术，但是到目前为止两台。最近这几年，由于我们上个世纪主要应用的能源资源就是煤炭和水，还有核电和天然气，这个世界我们称之为什么？能源变革时期，这个时期我们有驱动力，一个是能源的日益匮乏，温室气体造成全球变暖，环境保护要求越来越高，这样就要求新能源、可再生能源、风能和太阳能不断得到应用，现在可再生能源大的应用，而且尤其是到这个世纪中期或者后期，可再生能源占的比例不断的提高，随着渗透率不断提高以后，电网的运行产生了很大的问题，对于电力系统来说就要减轻这个问题。

　　为了更多利用可再生能源，储能是非常好的手段。刚才讲了，我们早就有了发展，但是上个世纪末和这个世纪初，电池类的储能各种各样，锂离子电池得到了发展，电网当中获得了很多的应用。

　　下面讲一下分类，这里面分成五大类，大家可以看到，首先第一类就是机械类，有抽水蓄能、压缩空气和飞轮。第二个是废弃类。实际上上面这三种是我们国内普遍运用的，底下这两种是最近应用比较多的，第四个主要就是和太阳能热化相关，最后一类是一个新的，重点要说这个。这个分类的方法，我从REG分类的标准，我建议这个如果我们分类最好还是按照这个分类来，因为这个是接轨的办法。

　　关于前面四类大家比较熟悉了，因为时间的关系不再介绍了，第五类重点介绍一下，它是把大量的风电，在西北，二氧化碳再合成成为天然气。而且在内蒙要建设这个基地，它最大的好处，它的储能时间非常长，当然有一些缺点，缺点就是什么呢？它的储能效率比较低，它的好处就是什么呢？它的氢气可以提供甲烷。它最大的缺点就是风电直接输入到上海，输入到广州，那么这样情况下，往损10%，效率还是90%以后。这个风电如果做成氢气，然后再做成甲烷以后，加入甲烷以后，它的效率只有30%，也就是它的效率也就是1/3了。德国奥迪汽车制造厂，你可以看到这个厂，这么大一个规模，实际上就是二氧化碳真正结合是非常小，非常容易的。

　　它的作用可以看出来，我们这个电气储能技术，可以有这样一个结论，不存在任何一种技术，可以看到所有的应用，也就是说我们现在各种各样的储能技术都有应用的场合，我们怎么选择呢？我们从八方面选择，能源力度、工业力度、响应时间、效益、寿命（充放电次数）、成熟度、经济因素主要这些方面，我们要从这些方面，这是我们的需求，选择它的准备，它的安装地点，它的容量，还有选择不同技术的配比。

　　这个就是以往我们大家很熟悉的，就是这么分，所有的产能技术都是这样分，基本上配备系统，是用飞轮这些技术，但是我们最新就是REC，2012年白皮书，就采用这个最新的分类，但是又增加了第四类就是氢气和甲烷。如果按照矿业的实业来分，按照四大类，就是超导组织和飞轮，就是功率性的。第二种中等方面，飞轮就是几秒钟到1分钟，电子储能是几个小时，又要长时间压缩空气，一般可以达到一天的数量。但是如果超过一天，达到一个周或者一个月，这个是我要特别说明的。按照时间长短可以分为功率型、能量型的。

　　为什么锂离子电池得到非常大的宠爱呢？就是因为第一个锂离子电池现在价钱下降的很快，我们手机、电脑都要用，电路汽车也都要用，技术发展非常快，价格下降也非常快。而且它根本一个特点，锂离子电池既是能量型又是功率型的。密度很高的，所以得到广泛的关注。它的储能的作用，我们基本上按照这样几大块分：

　　这也是IEC2012年白皮书的分类，作用从发电、输电、配电和用户侧各个领域，这么分类好像思路比较清楚一些，发电设备来说，它可以平滑可再生能源的过度，这样使得原来不可控的风力和太阳能变成部分可控，这样减少气能、提高渗透率、可控性，提高电力系统的效率。

　　这个就是一个我在2005年的时候，2006年的时候，我听了NEC公司的研究，我把PPT拷贝过来，实际上是这个意思，储能电池是多少呢？是400KW一个储能纳入电池，补上500KW的风能，一台机组，这个它也适用，它的好处就是将来的输出能够平衡、平稳，恒定的，非常好的效果，但是代价就是价钱比较高。这个情况是这样。

　　储能刚才讲的是发电侧的，在输电侧也是可以得到应用，风能一会儿有，一会儿没有，这样就会输电系统家家陷入的过载，和堵塞。这个情况在我们国家现在还不常用，但是在美国，因为这些欧洲一些电力市场，上来以后，它用的非常之多，为什么储能电池都能用，在美国、欧洲用的非常多，他们的国家电力市场很快，电力市场保证用户用电，如果你不保证的话，它就要罚的，它要建很多的储能手段。调节潮流。

　　它也可以推迟了电网中建设这种常规的，当电网当中的扰动的时候，也可以做一种电源稳定系统。

　　在配电系统当中的应用也是非常多的，我们现在为什么讲储能电池在配电系统应用当中非常多，它再一个孤立的微电网，或者和电网相连，微电网最根本一条叫什么呢？叫自制。一旦你独立运行的时候，保证它的电网的稳定性，这个时候储能几乎就是必不可少的，所以当然可以调节微电网的频率，提高电能质量，还有一个很好的好处，它做成移动式装在集装箱里，城市供电可靠性大大提高。

　　最后储能还可以在用户侧，就是什么意思呢？以后晚上你把电能储存起来，尤其像欧洲、美国、澳大利亚用的特斯拉这些东西，可以存起来。尤其像医院，医院要求高的，可以作为备用电压，我们在2008年建立了一个飞轮的储能，买的美国的设备，主要就是为了提高医院的可靠性。

　　将来这个电动汽车数量会增加很多，电动汽车和电网相连的话，可以通过V2G的功能回馈到电网当中去，现在不太可能，原因两条，第一是电动汽车数量不够。第二V2G价钱不太核算。

　　总体上来说，我们有一个统计，储能在全世界有一个统计，2012年有一个统计，就是127GW，这个是总的抽水蓄能就是黑的这么大，总的储能加这些1亿2千8百万，2012年的时候，99%是这些，可是总的1亿2千8百万的储能占全世界总的发电装机能量40亿的3%，说明储能数量还是很少的，将来有大量的发展的前景。

　　下面举几个例子，一个是储能的应用，抽水蓄能我们在全世界很多国家，核电装机能量比较多的国家，抽水蓄能比例很大，一般是10%。中国的数量不到2%，现在也就是1%、2%、3%，全世界平均3%，中国也不到，中国将来在抽水需能方面有很大的发展。

　　日本用储能电池配合风电，像这个情况，我们大连理化所张华民他们开发液流电池，也是在配合风电，也是类似是一样的。还有就是P2G未来型氢气合成天然气，德国非常注意这个公司，E—ON公司在德国已经做了20几个项目了。德国的奥迪公司，2013年已经启用了，直接布入甲烷的管道里面。氢气也可以布入到甲烷的管道里面。刚才我所介绍就是三种，我把它称之为成熟型、现代型就是电池、未来型这三种。不管怎么样，我个人认为，这三种储能技术是储能技术的核心，也是将来发展最快，最多的。

　　当然初始性能在发达国家里面，就可能不建了，或者已经建完了，像美国已经建完了，但是日本已经不建了。但是在中国会有大量的发展，储能电池第二类主要用于配电和用电系统，氢气将来可再生的比例非常高的时候，就会用。这个里面我顺便给大家介绍一下，风能和太阳能近期的发展。可以看到，我们去年一年，我们新增的风电装机容量1900多万，将近2000万，这是国家统计出来的数据，中国风电总的累计装机能量已经达到1亿5了，2020年我们的目标是2亿完全没有问题的。

　　去年光伏特别大的发展，有3千多万，一年装了3千多万，累计到年底为止，光伏已经有7千多万了，发展非常快。但是可以看出来，有这样几个特点，我们去年一年新增装机容量一半以上54%为可再生能源，太阳能、风能和水电。火电和核电机组还是比较少。这是一个好现象，但是有一个问题，可以看出来，像近一年集中式的光伏这么多，分布式这么少，虽然我们国家注意到这个问题了，把集中式减少，分布式增加，预计到2020年的时候，我们要把分布式大大增加，这是非常重要的。

　　这个就可以看出来，我们风资源、光伏资源、沙漠地区全部在北部和西部地区，负荷中心在沿海，所以我们要架线，这样一个问题特别大，这样的话就产生什么问题呢，我们弃风、弃光、弃水问题很大，2016年弃风上升了17%，我的印象当中，2015年大概全国平均弃风、弃光率是8%。2016年弃风率达到17%，弃光率达到10%，所以这个问题，就是非常要解决的。所以，下面我就重点第五个方面，如何解决这样的可再生能源配合的问题。

　　第一，我们要搞清楚，到底是我们集中式发电还是分布式发电。

　　我个人认为，像中国西北风能资源和光伏发展，我们将来用抽水蓄能用的比较大，你用储能的电池不解决这么大的问题。

　　像日本，几乎全部开发就是物理太阳能，这样的情况它的电池应用非常多，像我们国家的电池卖到德国，这些地方大部分是分布式的发电，所以储能应用大部分的类型都是储能电池，我有一个看法，我认为现在大家都期待电池大量卖出去，这样的话，如果要期待电池得到快速的发展，分布式发电，特别是太阳能光伏快速发展，我个人认为是一个前提。

　　第二，我们国家建立了9个到10个集中式1000千万风电电站发电基地，像甘肃、新疆、内蒙这些地方，有人说能不能建设抽水蓄能和可再生能源储能技术呢，我认为主要还不是储能技术，像甘肃有1千多万的风电，如果它的负荷比较少，比如说有1千万或者多少发出来，我们要建一个储能电站，可能你建了储能以后，第二天怎么办，你不用第二天还是不行，我的看法是这样的，对于这种大型机电来说，主要解决的问题就是要外送，但是外送有一个问题，甘肃这个地方风电的特点，大多数时间，60%的时间处理30%，不是按满装机发电的，所以这种情况下，我们到底建多少的输电线路比较合适呢？国家电网公司有一个能源研究院，他们研究以后，大概在60%到70%比较合适，这就意味着如果当发电满发的时候发不出来，所以在一些地方要建抽水蓄能机组，配少量的电池储能才能解决。

　　第三，我们现在一说，新能源，就是说新能源必须靠储能来解决。不是这样的，昨天下午我听了一个澳大利亚一个演讲，他是这么说的，他们国家2020年的目标是23%，可再生能源，然后他个人认为，在30%以下基本上不太用储能，就是电力系统可以解决。什么意思，我们不要电力系统解决新能源，完全依靠储能技术，我们和电力系统常规技术相结合，比如说安装火电技术、多留备用，比如说美国它用的储能也很少，什么原因，它有30%几是天然气的技术，调节度非常快，然后还可以加一些风光预测功能，加强扩大联络线，加一些（英）技术，也可以调节。比如说加储能可以调节，最后还可以用我们需求侧管理和需求响应的技术，负荷加以调整，最后利用电动汽车来解决。

　　比如说这是一个例子，丹麦就是这样一个国家，他们国家的发电已经达到30%—40%了，但是他们国家几乎没有用任何储能技术，什么原因呢？它本身国家自己的火电这些机组，它的总容量已经超过它的负荷，如果当它风电一点都没有的话，这些电场就可以供给，德国和其他国家的联络线，联络线数量和容量大大超过它的负荷，这种情况下，通过自己的火电和联络线的供给，它完全能够满足。因为丹麦只有几百万人，总的负荷不到1千万，他们国家可以这样，像中国这样的情况不行了。我只是说一个例子，用电力系统技术也是可以解决的。这是一个特例。

　　第四，储能电动汽车也是作为一个储能手段，IEA2010年做过调查，我们说100兆瓦左右，但是将来它估计会增加到200兆瓦，2亿、3亿储能。这样的话，V2G的功能，随着电动汽车的数量的增加也会增加，它有一个研究，将来我们的电动汽车会有多少辆，这个辆通过V2G的功能会给电网注入这些反馈，研究表明V2G的功能非常有利于它的电网一个降低储能的要求。

　　第五，未来当我们的极高比例的情况怎么样，这个情景我们不好预算，昨天周院士讲了，我们在2050年我们国家可再生能源比例可能达到60%，我们以德国为例，德国大概原来有一个目标，2030年，现在还有十几年的时间，它的目标把现在20%提高到60%到80%，原因在2022年把20%的核电机组去核电，把核电20%加起来，它的比例达到60%到80%。它现在只有一台压缩空气，全世界头一台，主要的抽水蓄能大概有700万切割机，它认为抽水蓄能还没有在很多发展数量，这些抽水蓄能要满足2030年小时、天、周和日调节能力，它对后结论认为只能满足小时、天级的，他认为这些数量不够，他认为现有这些的手段，抽水蓄能德国都有的，不断在数量上满足需求，就是总量不够，而且时间上也不够，也就是说抽水蓄能是世界上最强的，只能满足了一天，如果德国将来80%是太阳能，如果三天太阳不出来，这个国家就完蛋了，所以它认为我们天然气是必不可少的。

　　最后，我给一个总结，有这么几点：

　　第一，我们为什么用好储能，它的驱动力是可再生能源和分布式发电，如果可再生能源不起来，分布式发电不发展，中国储能技术难以获得发展。

　　第二，中国储能技术非常之多的，现在没有一个储能技术铅酸电池要淘汰了，任何的储能技术都有它应用的场合，有的用的很多，比如说超导储能，现在恐怕是实验室的，因为价钱非常贵，能量密度非常小，所以应用不太广泛，所以它有多有少，但是都可以用。

　　第三，储能技术应用在发电、输电、配电和用电四个环节都可以用。

　　我们主要发展解决这样几个问题，集中式和分布式，我们肯定采用不同的储能技术，大规模可再生能源基地，我个人认为不是用储能技术，主要用外送的办法，我们要注意不要解决电力系统的电力，发电和储能系统的不平衡，我们不是单纯考虑储电，还要考虑储能的问题。我们做过一个研究，中国电动汽车假设在2030年大概能够达到几千万辆，这个时候，我们的V2G的功能可以利用了。

　　最后一条，也是我最关心的，给大家要说清楚，在未来，我们怎么解决高比例的比如说50%可再生能源，我个人认为开发氢和天然气这个技术必不可少的，这个技术没有开发，等到大量的资源上来以后，一定会有的。谢谢大家！