走進(jìn)位于張北縣的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站，可以看到在綠色的草原上，一排排高高聳立的白色風(fēng)力發(fā)電機(jī)和閃閃發(fā)光的藍(lán)色光伏板交相輝映。

這里是我國(guó)最大的風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，采用世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電建設(shè)思路和技術(shù)路線，是集風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能裝置和智能輸電“四位一體”的新能源綜合性示范工程。

位于河北張家口的張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程

這個(gè)電站可以將“難預(yù)測(cè)、難控制、難調(diào)度”的風(fēng)、光資源“儲(chǔ)存”起來(lái)，并轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)可靠的綠色電能輸入電網(wǎng)，并能在“平滑波動(dòng)”和“削峰填谷”運(yùn)行模式間靈活切換，在失去外部電網(wǎng)供電的情況下，儲(chǔ)能電站可通過(guò)內(nèi)部自啟動(dòng)能力，保持電網(wǎng)正常運(yùn)行。

發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)是促進(jìn)新能源發(fā)電、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。在各種類型的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中，鈦酸鋰電池具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好等特點(diǎn)，很好的契合了電網(wǎng)儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景，但鈦酸鋰電池的高成本卻不利于規(guī)模化儲(chǔ)能應(yīng)用。

對(duì)此，中國(guó)電力科學(xué)研究院聯(lián)合多家單位，共同組建了“儲(chǔ)能用低成本鈦酸鋰電池研制及系統(tǒng)集成技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目組。經(jīng)過(guò)多年研究，項(xiàng)目組針對(duì)儲(chǔ)能應(yīng)用需求，在原有鈦酸鋰電池的基礎(chǔ)上提出了滿足儲(chǔ)能應(yīng)用需求的鈦酸鋰電池材料體系及生產(chǎn)工藝重構(gòu)原則與技術(shù)方案，研發(fā)出亞微米級(jí)鈦酸鋰材料。項(xiàng)目研制的儲(chǔ)能用鈦酸鋰電池保持了長(zhǎng)壽命本征特性的同時(shí)，成本大幅下降。在2017年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)選中，該項(xiàng)目獲得二等獎(jiǎng)。

新能源的下一個(gè)風(fēng)口

儲(chǔ)能被認(rèn)為是新能源的下一個(gè)風(fēng)口。作為未來(lái)推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前瞻性技術(shù)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在新能源并網(wǎng)、新能源汽車、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)等方面都將發(fā)揮巨大作用。

“之所以發(fā)展儲(chǔ)能，是因?yàn)楣夥惋L(fēng)力發(fā)電，是間歇的、不穩(wěn)定的，因此需要儲(chǔ)能系統(tǒng)的配合，才能提供穩(wěn)定可靠的電力。”中國(guó)電力科學(xué)研究院儲(chǔ)能電池本體研究室主任楊凱告訴記者。

采用大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，可促進(jìn)可再生能源發(fā)展、提高電網(wǎng)安全和穩(wěn)定性、改善供電質(zhì)量、有效緩解用電供需矛盾。

大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)貫穿電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用的各個(gè)環(huán)節(jié)，其應(yīng)用既能提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的性能，也將給電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、布局、運(yùn)行管理以及使用等帶來(lái)革命性的變化，從這個(gè)意義上講，儲(chǔ)能技術(shù)是具有國(guó)家戰(zhàn)略意義的技術(shù)制高點(diǎn)，發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)其實(shí)就是“存儲(chǔ)未來(lái)”。

鋰離子電池里的一朵“奇葩”

據(jù)了解，儲(chǔ)能技術(shù)主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能等。近幾年，以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)具有能量規(guī)模大、選址靈活、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，符合電力系統(tǒng)技術(shù)需求和智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，被各國(guó)研究機(jī)構(gòu)作為研究重點(diǎn)，成為發(fā)展最快的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)。鋰離子電池是一種“搖椅電池”，正負(fù)極由兩種可多次脫嵌鋰的化合物或單質(zhì)組成。充電時(shí)，正極材料脫鋰，鋰離子進(jìn)入電解液穿過(guò)隔膜嵌入負(fù)極，正極發(fā)生氧化反應(yīng)，放電時(shí)則相反。

鋰離子電池技術(shù)隨著電池電極材料的研究一直處于快速發(fā)展的狀態(tài)，目前已經(jīng)從鈷酸鋰電池拓展到了三元系、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等多種電池體系并存。以鈦酸鋰為負(fù)極的新型鋰離子電池，突破了石墨作為負(fù)極的固有局限性，性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的鋰離子電池，成為最具應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池之一。為此，楊凱向記者介紹了鈦酸鋰電池能夠脫穎而出的四大優(yōu)點(diǎn)：

安全穩(wěn)定性好。由于鈦酸鋰負(fù)極材料嵌鋰電位高，在充電的過(guò)程中避免了金屬鋰的生成和析出，又因其平衡電位高于絕大部分電解質(zhì)溶劑的還原電位，不與電解液反應(yīng)，不形成固—液界面鈍化膜，避免了很多副反應(yīng)的發(fā)生，從而大大的提高了安全性。“儲(chǔ)能電站和電動(dòng)汽車一樣，安全穩(wěn)定性是最為重要的指標(biāo)。”楊凱說(shuō)。

快充性能優(yōu)異。充電時(shí)間太長(zhǎng)一直是電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動(dòng)公交車，充電時(shí)間至少要4個(gè)小時(shí)以上，很多純電動(dòng)乘用車的充電時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)。而鈦酸鋰電池十分鐘左右即可充滿，較傳統(tǒng)的電池有了質(zhì)的飛躍。