推广应用的远景展望

城市电网的特点决定了其未来的发展方向：

1）受地域的限制和分布式发电技术的发展，配电侧分布式电源将会大量接入，分布式发电必须因地制宜配备相应规模的储能装置；

2）常规电源建设难度大，环保压力大，必须通过远距离输电接纳大容量的风电等新能源，必须配备相应的大容量储能设施，如抽水蓄能等，并辅以调节性能更好的蓄电池储能装置更好地控制新能源发电的波动；

3）典型的受端电网特性对电网的调节和控制性能提出了更高的要求，以保证电网的安全可靠运行，高功率、容量小、响应速度快的储能技术将会备受重视，如超导储能和飞轮储能等新型储能技术；

4）第三产业比例逐步提高，技术研发中心、高新技术园区和金融中心大量涌入，越来越多的用户对供电可靠性要求越来越高，由于用地紧张，增加电网的冗余度来提高供电可靠性在通道建设方面已经难以实现，所以会有越来越多的用户在造价合适的条件下会选择蓄电池储能技术用作UPS；

5）用户负荷峰谷差日益增大，变电站和通道扩建难以落实用地，所以用地理适应性强的蓄电池储能技术来削峰填谷会越来越具有竞争优势；

6）电动汽车的兴起，将会给蓄电池储能技术带来一个蓬勃发展的机遇。

所以各类储能技术未来在上海电网中将会得到大规模的推广应用，其应用远景将会呈现以下多方面的特点：

1）各类储能技术竞相发展：抽水蓄能、压缩空气储能等大容量储能技术有特殊的地理条件要求，不适合建设于上海地区，但是随着上海电网中的负荷峰谷差越来越大，接纳的外来电力和新能源发电日益增长，为保障系统安全运行，必须在大容量的新能源发电侧或者上海电网周边建设单位造价低、容量大的抽水蓄能电站。因为目前蓄电池储能的容量最大也就能达到数十兆瓦，难以担此重任，而且目前的单位造价高，经济性方面也难尽人意，其他的储能技术目前的容量也不能满足需求。但由于蓄电池储能设备具有快速响应的能力，可以快速跟踪新能源发电的秒至分钟级的波动，具有独特的优势，所以混合储能可成为未来大规模新能源发电并网的解决方案之一。同时，分布式发电中，为了解决分布式发电并入配电网给电网带来的控制和调节方面的难题，小容量的储能技术应运而生，这种情况下，蓄电池储能有其独一无二的优势，占地面积小，应用灵活方便，甚至可以实现移动式储能，所以分布式发电—蓄电池储能联合系统前景广阔。

超级电容器储能、超导磁储能、飞轮储能等额定功率大、储能容量较小储能技术用于削峰填谷的效果不是很好，但是由于其快速的调节速度，可以很好地应用于电网控制，如频率调节、抑制低频振荡、抑制电压跌落等提高电力系统稳定运行方面。蓄电池储能也具有非常快速的调节性能，而且可以实现大功率放电，如钠硫电池和其他的一些动力电池等，也能够实现这方面的功能。城市地区电网负荷重，外来电力比例较高，系统的暂态稳定等方面的安全隐患较多，所以在这方面的应用也是非常有必要。

城市地区，尤其是东部沿海的经济发达地区，往往寸土寸金，负荷密度大，峰谷差大，在配电侧实现削峰填谷对整个电力系统的经济运行都有着重大的意义，而蓄电池储能以其高能量密度和优良的地理适用性在配电网中有着无可比拟的优势。(www.xing528.com)

2）动力蓄电池借势电动汽车：美国、日本、德国等发达国家对电动汽车技术高度重视，从汽车技术变革和产业升级的战略出发，颁布制定了优惠的政策措施，积极促进本国电动汽车产业发展，提升本国汽车工业国际竞争力。从全球主要汽车生产厂家的发展计划看，电动汽车的产业化时代正在到来。目前，“低排放”汽车（主要指混合动力汽车）已进入大规模产业化阶段，在全球的累计销量已超过100万辆，“零排放”汽车（主要指纯电动汽车）的批量生产时间已提前到2015年，比原来预计的时间提前了10～15年。特别是2009年爆发国际金融危机以来，面对严峻形势，发达国家纷纷出台相关政策，加快了电动汽车的发展步伐。

我国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”计划共投入20亿元研发经费，形成了以纯电动、混合动力、燃料电池3条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。经过近10年的发展，我国电动汽车的研发工作取得明显进展。到2009年，我国已形成约1800项专利，并开发出了多款电动汽车样车。目前，共有48个型号的各类电动汽车获得机动车新产品公告。电动汽车在我国正在进入快速发展新阶段。

根据《汽车产业调整和振兴规划》提出的发展目标，今后3年内我国要形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。据有关部门预测，2015年，我国纯电动汽车保有量有望达到266万辆，全年电力需求在212亿kW·h。到2015年，各种纯电动乘用车年产量达到乘用车总产量10%。另外，据权威部门预计，到2030年，中国电动汽车的总产值将达到1.5万亿元左右。

随着铅酸电池由于环保因素逐渐淡出，钠硫电池因为运行温度的要求，运行维护复杂，难以应用于电动汽车中，而钒电池由于能量密度低难以达到电动汽车电池重量小、续航能力强的要求，锂离子电池和镍氢电池等技术日渐成熟的动力电池成为电动汽车电池的发展方向。电动汽车的发展将大大提高动力电池的生产应用规模以及技术的改进，一旦电池生产形成了规模，会导致价格大幅度下降，进一步促进充电站自备电池储能的应用，这些自备电池一方面用于为电动汽车提供换电池业务，另一方面还可以在谷时段蓄电，用于峰时段电动汽车的充电。根据美国能源部的预测：到2015年电动车的价格将下降70%，行驶寿命将达到10万英里，动力电池的重量将减轻33%，寿命将增长至14年。

目前，上海、天津、杭州、南京和深圳等地已经陆续开始建设第一批充电站，为电动汽车的推广开道，电动汽车及其配套设施的发展必将引起动力电池的大规模应用。

3）钠硫电池广泛用于LL+UPS：在我国的钠硫电池尚未实现国产化之前，作为全球唯一的一家钠硫电池产业化企业，NGK公司将NaS电池定位于储能应用，其目标瞄准负荷平衡（Load Levelling，LL）、不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）、应急电源（Emergency Power Supply，EPS）等应用。钠硫电池储能系统按应用类型分主要有3种：第一种是用于变电站负荷平衡（包括削峰填谷）；第二种是用于可再生能源发电系统，主要是平抑间歇式能源对电网的冲击，起到稳定电网的作用；第三种是辅助备用，起到旋转备用和应急备用的功能。另外钠硫电池在输配电系统的有功、无功支持及多功能电能储存系统中也有良好的应用前景。1992年～2007年，全球钠硫电池储能应用共计196个项目，安装容量270MW。其中用于LL模式的安装容量最大，有接近120MW。用于LL+EPS和LL+UPS模式的总安装容量有100MW左右。用于新能源领域的不到40MW。用于科研和其他应用的只有一小部分。截止到2009年初，全球已经建成了超过200个项目，总计超过300MW，2000MW·h。其中绝大部分项目在日本，少部分在美国和德国。美国有19MW已经投入运行。2006年，美国第一个兆瓦级的储能项目（1MW）由美国电力公司（AEP）主持完成；2008年，最大规模的风电储能电站（34MW）在日本建成；另外，法国留尼汪岛（1MW）和阿联酋（共50MW）用于负荷平衡的项目也在计划建设中。

4）液流电池促进新能源发电：传统能源面临枯竭，环境压力越来越大，都使得各国加大了可再生能源开发力度，近30年来，新能源发电技术发展迅速，产业规模、经济规模和市场化进程逐年提高。截至2007年底，全世界风电累计装机总容量达到9 384.9万kW，光伏电池累计产量达到1.2亿kW，为人类提供了大量清洁电力。我国《可再生能源法》实施以来，新能源发展迅猛，2009新增风电装机容量约600多万kW，累计风电总装机容量达到1 217万kW；太阳能光伏电池的生产能力已经达到年产400万kW光伏电池的能力，成为世界第一大太阳能光伏电池生产国。

国家电网公司对清洁能源做出了大胆预计：2015年和2020年，我国风电装机将分别达到9 000万kW和1.5亿kW；太阳能发电装机分别达到1 000万kW和2 000万kW；核电装机分别达到4 000万kW和8 600万kW。到2020年，风电、太阳能发电、核电装机将占电力总装机的16%左右。

我国新能源资源丰富的地区主要分布在中西部，必须接入大电网才能实现价值，所以西电东送成为我国电力发展的一个重要战略，华东电网作为全国的负荷中心，接纳风电等新能源发电是必然的社会责任，虽然风电—水电或者风电—火电打捆东送在一定程度上可以降低东送电力的波动性。但是由于调节速度的限制，要完全消除风电、太阳能发电自身所固有的波动性对电网调峰和系统安全运行带来显著影响，所以在受端也必须有先进的储能技术为受端电网提供支撑。国外有关研究表明，如果风电装机占装机总量的比例在10%以内，依靠传统电网技术以及增加水电、燃气机组等手段，基本可以保证电网安全；但如果所占比例达到20%甚至更高，电网的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战。所以在新能源输电的受端也需要配备更多的储能设施，以应对新能源并网，同时在上海电网内部，随着崇明岛和南汇等地区的中型风电场相继开发，分布式发电的接入，在这些新能源发电场合就地配置储能设施是非常有必要的。

液流电池具有快速调节能力，同时具有其他电池无法比拟的超长寿命，可以频繁充放电，以平抑新能源发电的功率波动，所以最适合应用于风电和太阳能等新能源发电领域，目前液流电池的应用项目中，多数为风光发电场中。液流电池储能技术可以在很大程度上解决新能源发电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化，使大规模风电及太阳能发电方便可靠地并入常规电网。