陈清泉：发展储能合为贵 技术路线应百花齐放
来源：能源评论 | 0评论 | 3927查看 | 2016-09-06 15:50:24
被寄予厚望的储能产业，能否承担起推动能源行业清洁、高效、安全和可持续发展的重任?在技术尚不成熟之际，行业发展如何在技术、市场和政策之间取得平衡?未来储能产业会怎样颠覆现有产业生态和商业模式?为此，本刊采访了中国工程院院士、英国皇家工程院院士、世界电动车协会创始主席陈清泉，他认为，在应对气候变化和可持续能源发展压力下，储能作为一种电力资源，应成为优化耦合不同能源的标准配置，具体技术路线需结合应用场景因地制宜。全球能源互联网、电动汽车无疑是发展储能最便利的入口，能源产业、汽车产业和信息产业的深度融合，将催生出超乎想象的全新产业。
能源优化耦合的标配
《能源评论》：在清洁能源之后，储能已被视为能源领域的下一个风口。储能到底有多重要?
陈清泉：近年来，中国工程院、美国国家工程院、英国皇家工程院轮流召开论坛，讨论全球重大挑战问题，其中，气候变化与可持续能源首当其冲。
从长远来看，人类必将从化石能源走向非化石能源，这个过程需要依靠技术创新实现两手抓：一是传统的化石能源的清洁化，一是新能源能够大规模有效地经济稳定运行。
发展新能源就要克服其随机性、间歇性对电网带来的巨大挑战。100多年来，电网发展从直流到交流和现代直流，从低电压到高电压，直至特高压，其供需瞬时平衡的特点要求发电可控、需求都了解。现在是“老革命遇到新问题”——供给侧的风电、光伏等新能源出力不可控，需求侧又增加了电动汽车、分布式能源等随机性的负荷。发电侧和需求侧如何平衡?一定要有储能。
《能源评论》：这意味着储能是发展新能源的标配?
陈清泉：储能已经成为一种电力资源。国家电网公司提出的全球能源互联网战略构想表明，新能源分布的地区、时间差异很大，供需不匹配就需要能源互联。但储能的作用还不仅限于此，可以从更广泛层面，通过对不同类型的能源耦合进行优化配置，比将如电力、氢气、天然气、化工能源等进行转换、有机融合，目的是节能减排，实现方式就是电力电子+储能技术。能源互联要求能源一定要通过电力电子技术，实现双向流动，比如可以通过电动汽车充放电与电网互动，参与电网负荷峰谷调节，对能源进行优化配置和耦合。
《能源评论》：这种能源耦合的应用范围是在工业领域，还是可以具体到社区、家庭范围?
陈清泉：储能的范围很广，大到电网的百万千瓦、小到纳米网几千瓦，可以在不同层面实施这种多能耦合策略。在工业领域就是通过大力推动工业主动配电网技术，发展电力与化工能源相结合的分布式能源，建设工业能源互联网。在社区家庭层面，可以发展基于纳米结构的能源互联网，当然，这种结构不是物质上的纳米颗粒的实体大小，是为了区别于一般意义上的微网，表明其由于量变引起质变，带来系统活力的变化。通过充分调动每一个社会细胞——家庭的积极性，充分利用小区内的交直流、氢气、天然气等基础设施，借助电力电子技术和储能设备，来优化配置能源。在我看来，人的行为、能源和信息要互相平衡。要找出能源和信息的关系，才能更有效利用能源，对能源进行优化配置需要储能。
技术路线应百花齐放
《能源评论》：据测算，储能价格目前已经达到0.7元/千瓦时，2018年被视为储能市场的爆发点。您如何评价未来市场的前景?
陈清泉：储能市场的爆发来自多方面，一是分布式储能的电动汽车快速发展，二是大规模储能的能源互联网，需要优化配置耦合不同类型能源。从长期来看，基于各种应用需求和技术潜力，市场肯定会有爆发，但在什么时候爆发，要看市场与技术，政策和企业间如何交互。对企业而言，最重要的是不忘初心，聚焦于产品和技术，不能只靠忽悠而忽视了核心竞争力的培育。
《能源评论》：鉴于大多储能技术尚不成熟、成本较高，有观点认为，当下发展储能更多是一种出于环保考量的社会压力，您认为，储能发展是技术问题、经济问题还是社会问题?
陈清泉：发展储能是出于多方面因素考虑的结果，最为重要的原因就是，人类的能源结构将发生变化。具体推进需要通盘考虑技术、经济和政策等方面的因素，从技术层面，应对多种路线优缺点综合利用，并不断研发新技术和新产品;在政策上，需要合理补贴，更需要政策市场双轮驱动;对行业而言，要高度自律，不要低级重复和恶性竞争。
《能源评论》：从人类存储技术发展的历史上看，目前所有成熟的存储技术，包抽水蓄能、LNG、LPG，都是不改变物质特性的物理储能，您认为，物理储能、电化学储能哪种技术路线更有发展空间?
陈清泉：在现有储能技术中，抽水蓄能占比很高、很成熟，但也有局限性，比如对资源、落差要求较高，难以广泛应用。蓄电池技术基于电化学原理，有两个致命缺点：一是化学反应需要充放电时间，即使快充也要20多分钟，比加油的几分钟要慢很多。二是安全性问题比物理储能要差，此外还有环境影响等。
因此，目前的储能技术虽然有很多，但每一种都有其优缺点，可以发挥自身优势，应用在不同场合，没有一种技术可以垄断一切、包打天下。对多种多样的储能技术，要鼓励百花齐放。政府通过建立公平公正公开的体制机制，进行监管，最终让市场来检验各种储能技术的实践。
《能源评论》：您对当下的主力军和未来储能电池的突破如何期待?
陈清泉：储能技术的共性基础科学问题研究包括储能新原理、热力学、动力学、失效机制、关键材料匹配等。目前在应用于大电网储能的电池技术方面，钛酸锂电池采用钛酸锂负极取代普通的碳负极，在高低温和高倍率放点时，不会产生安全隐患，具有反应快、可以快速充电的优势，在一定程度上，可以与超级电容比拼，目前国内外都有企业在进行研发推广，也开始小规模商业化运作。
面向未来，业界应以开创思维，突破开发新型电池，比如基于量子技术的物理储能电池等，从基础理论和材料领域，谋求更高能量密度、功率密度，更长寿命、安全环保、经济可靠等方面的突破。
锂电储能要严惩骗补
《能源评论》：但也有专家认为，电化学储能不适宜应用于大规模储能，只适合当下的中短途交通环境，您认为，以锂电池为代表的电池储能，未来有多大空间?
陈清泉：市场需求来自两个方面，一是国家对电动汽车的发展规划，已经明确了具体数量，二是全球能源互联网的发展。有数据显示2015年，全球锂电池规模达到100.75吉瓦，从不同应用领域来看，小型电池占比已经下降到66.28%。在我国，受益于新能源汽车快速增长，2015年动力电池增长迅速，市场占比已上升28.26%。预计2016年，中国新能源汽车产量将达到67万辆，汽车电池产量将达到31.64吉瓦。
《能源评论》：这是否表明，锂电池储能市场充满活力?
陈清泉：NavigantResearch针对全球市场发布的数据显示，到2024年，分布式储能装机将达到12147.3兆瓦，收入达1650亿美元。电网级辅助服务市场装机容量将达20.8吉瓦，收入达685亿美元。
中国的储能市场也是世界最大的。从政策环境来看，中国在微网、电力需求侧和市场化改革、新能源汽车推广应用方面的政策组合拳，也将推动储能商业模式确立，带动储能和新能源汽车较快增长。
《能源评论》：过去3年，锂电储能成本下降了50%。我国锂电池产业在技术上是否也因此而得到了提升?
陈清泉：我国电池企业全世界最多，但很多是低水平重复、恶性循环，骗补问题突出。
比较中韩的区别，就在于，韩国明确了蓄电池路线图后，通过扶植几个大企业，重点攻关材料技术，培养领军人才，实现了高性价比基础上的量产。而我国众多电池企业中，真正有实力的也就十来家，很多企业把注意力放在了骗取国家补贴上，没有集中力量去攻克材料、工艺和人才。一个巨大的反差就是，韩国三星、LG等公司的电池厂车间人员很少，都是机器生产，而其科研机构却聚集了众多研发人才;反观我们的电池厂，生产车间很多工人进行低水平组装，研发机构的人员却形单影孤。
《能源评论》：对于质量不合格的电池，以及骗补的
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