【課程講稿】邁向碳中和：能源存儲技術新進展（下）

1、【課程講稿】邁向碳中和：能源存儲技 術新進展（下）【關鍵詞】碳達峰 碳中和 新型儲能技術 新進展【內容簡介】我國力爭203。年前實現(xiàn)碳達峰，206。年前實現(xiàn)碳中和，是以習 近平同志為核心的黨中央經過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關中 華民族永續(xù)開展和構建人類命運共同體。作為世界第一大能源生產國 和消費國，隨著風電、光伏發(fā)電等可再生能源技術進步和本錢加速下 降，能源綠色低碳轉型成為大勢所趨。本課程從新能源的角度，分析 了如何通過能源存儲技術的新進展來實現(xiàn)碳中和的目標?！敬缶V】邁向碳中和：能源存儲技術新進展第三節(jié) 邁向碳中和：能源存儲技術新進展（下）我們國家的話事實上來講近期的話，比方說在7月15

2、日，那么 也是國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了關于推動新型儲能開展的指導 意見，那么這里面指導的意見我想比前期的話那么確實又具體了很 多，明確了我們國家在這一塊的使命和擔當。提到的能源互聯(lián)網，像我們提到的我們的“源網荷儲”的動態(tài)平衡, 它是需要一個從原來的局部現(xiàn)象擴到一個系統(tǒng)的行為。那么這樣一個 系統(tǒng)這樣一個動態(tài)，它需要的是一個精準的定量預測替代原有的定性 分析，那么它也不是某一個學科、某一門學問能解決的事情，而是多 個學科交叉，為了這樣一個重大使命，為了這樣一個重大任務，需要 表達學科交叉；那么數(shù)據處理的話也是要通過人工智能，借助我們現(xiàn) 在信息化、借助我們智能，能夠實現(xiàn)的這樣的過程。所以我們需要

3、把 原來分割的學科區(qū)塊的知識轉變成知識體系，我們要從傳統(tǒng)的理論上 升為復雜科學，從追求細節(jié)過渡到尺度關聯(lián)，從多尺度的分科的知識 演變成探索共性的原理。我們儲能有各種各樣的解決方案，但是整體的初心是要怎么樣高 效的有效的將能量有效的存入釋放。我們的使命是要解決我們碳達峰 碳中和這樣的目標，而且解決這樣的全球性的重大挑戰(zhàn)，那么事實上 就是我們當前科學共同體，我們各個行業(yè)的重大使命和責任。為了進一步支撐這樣的行業(yè)開展，我們國家也設立了儲能科學與技術專業(yè)的本科，那么在這一塊怎么樣更好地建設本科專業(yè)，怎么樣 更好地培養(yǎng)這方面的人才，我想人才是實現(xiàn)我們國家科技自立自強的 關鍵。那么這一塊的話，我們也和幾位

4、同行一塊也在進一步琢磨，怎 么樣通過知識體系的構筑，怎么樣能夠將我們這個學科需要的物理、 化學、能源、制造、電力電子諸多方面的知識能夠進一步集成，使我 們國家涌現(xiàn)出一大批這個方面優(yōu)秀的人才，使他們能夠從儲能現(xiàn)在市 場化的初期轉變成發(fā)揮關鍵作用，這樣的一個過程中能夠發(fā)揮重要的 作用。所以我想，如果像在高校、在研究所能夠實現(xiàn)人才的培養(yǎng)，能 夠使我們國家這方面的人才也能夠自立自強來支撐我們國家的科技自 立自立自強，那么這是一個重大的轉變。最后是我們這樣的一個結語。那么結語我們可以看到，從國家碳 達峰碳中和這樣的一個偉大的使命，我們可以看到加快儲能技術與產 業(yè)的開展，對于構建“清潔低碳、平安高效”的現(xiàn)

5、代能源體系，推進 我國能源領域供給側改革、推動能源生產和利用方式變革，具有重要 作用。那么通過儲能相關技術的研究和應用，還將帶動從材料制備、器 件研發(fā)、裝備研制到系統(tǒng)集成的全產業(yè)鏈開展，成為提升產業(yè)開展水 平、推動經濟社會開展的新動能。那么事實上儲能也是我們在碳達峰碳中和諸多任務中推動新型電 力系統(tǒng)的建設，那么推動我們工業(yè)做無碳工業(yè)，那么包括提供我們無 碳的燃料，包括我們進一步來考察怎么樣支撐我們通過人為進一步固 碳，那么這里面都是起到一個關鍵共性支撐的作用。那么這里面事實上來講需要的是新技術，需要的是新知識。我們知道想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界 上的一切，推動著進

6、步，并且是知識進化的源泉。所以這里面有很多 新的方式，有很多新的東西，我們目前還沒有想象到，我們還需要大 量的創(chuàng)新。我們也非常榮幸生逢盛世，現(xiàn)在，我國經濟社會開展和民生改善 比過去任何時候都更加需要科學技術解決方案，都更加需要增強創(chuàng)新 這個第一動力。我想這個時代也是特別需要創(chuàng)新來支撐我們國家進一 步到達碳達峰碳中和，來牢記這樣一個使命，這樣一個事關中華民族 永續(xù)開展和構建人類命運共同體的一個偉大使命。好，各位學員我的報告到這里，謝謝大家。比方說以“十四五”結束到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初 期向規(guī)?；_展轉變。新型儲能技術創(chuàng)新能力顯著提高，核心技術裝 備自主可控水平大幅提升，在高平安、低

7、本錢、高可靠、長壽命等方 面取得長足進步，標準體系基本完善，產業(yè)體系日趨完備，市場環(huán)境 和商業(yè)模式基本成熟，裝機規(guī)模達3。萬千瓦以上。新型儲能在推 動能源領域碳達峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。那么十四五顯著的話，實際上是給大家以信心，給大家以在這種 風電、太陽能大規(guī)模提升，我們儲能技術能夠顯著有效的支撐這些技 術向規(guī)?；_展轉變。那么實現(xiàn)從商業(yè)化初期驗證演示到確實做大規(guī) 模，他們能夠起到這樣的作用。所以我們十四五儲能的話，明確的話 指的是從商業(yè)化初期向規(guī)模化開展轉變。那么至！1203。年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化開展。新型儲能核心 技術裝備自主可控，技術創(chuàng)新和產業(yè)水平穩(wěn)居全球前列，標準體系、 市場

8、機制、商業(yè)模式成熟健全，與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合開展，裝 機規(guī)模基本滿足新型電力系統(tǒng)相應需求。新型儲能成為能源領域碳達 峰碳中和的關鍵支撐之一。那么“十五五”要完成的是從發(fā)揮顯著作 用到成為關鍵支撐，也就是講“十五五”的話是要全面市場化的開展, 而且這個過程中是要在裝備自主可控，技術創(chuàng)新和產業(yè)水平穩(wěn)居全球 前列。那么實際上這里面需要有大量的產業(yè)的創(chuàng)新，需要把目前科學家 在實驗室中各個大學、研究機構，國家的這樣的戰(zhàn)略科技力量做出來的這種新的技術，能夠轉變到市場中的新型電力系統(tǒng)相應需求所需要 的這樣的一個裝機規(guī)模。正是由于到達了這樣的一個作用，所以它也 會成為能源領域碳達峰碳中和的關鍵支撐之一。所

9、以對于儲能的話是 要完成從目前的商業(yè)化初期，也就是目前8毛錢存一度電太貴了，只 能是初期做一點示范，到3。年我們要成為關鍵支撐，所以這里面有大 量的工作需要具體開展。那么在具體指導意見包括5大方面。第一個也是發(fā)揮我們國家最 大的優(yōu)勢，叫強化規(guī)劃引導，鼓勵儲能多元開展。那么儲能技術的話, 實際上來講的話，它是一個非常多元的技術，它會隨著不同應用場景 它有不同的方式，就像大家目前接觸到的電池一樣，有不同，比方說 以磷酸鐵鋰、三元、鋰鉆氧、鋰鎰氧等作為正極來做成的電池，每個 電池都有它自己的特征，所以我們自己理解做電池有點像目前做芯片 的感覺，我們做芯片有的是給筆記本電腦用的，有的是給手機用的， 有

10、的是給家里電視用的，有的可能是給我們大規(guī)模計算平臺用的。那 么它的整體都是處理信息，處理各種數(shù)據，芯片有不同的類型，我們 儲能也是一樣的，儲能都是為了儲存能量，它有多種形式。為了發(fā)揮這種多種形式的作用的話，統(tǒng)籌開展儲能專項規(guī)劃，大 力推進電源側儲能工程建設，積極推動電網側儲能合理化布局，積極 支持用戶側儲能多元化開展。所以圍繞著我們新型電力電網的這樣一 個宏偉的目標，我們將之分為電源側、電網側和儲能側，每一側它的 目前定位都有差異，在電源側是叫工程建設，在電網側是儲能合理化布局，布局的話就是后面要進一步建，我理解。那么對于后面要積極 支持用戶側儲能多元化開展，那么用戶側的話是由于需求的多樣化，

11、 每個家庭的用能習慣是不一樣的，有的家庭可能全用電做飯，有的家 庭他全用電燒水，有的家庭他既用天然氣。又用太陽能，他對于能源 用量并不大，所以這里面對于儲能的需求是不一樣的。所以對于我們儲能技術在“十四五” “十五五”還處在一個多元 化開展，我們怎么樣能夠將需求想清楚，想明白，怎么能夠將需求明 確成研究的目標、研究的任務。我想這一塊對于我們隨著從以煤燃燒 為主體的這樣的一個電力來源，轉變成以新能源過程中，我們各項都 會有一個巨大的應用空間，這是第一條，也就是通過規(guī)劃引導的角度 下，使我們儲能有這樣的一個生機和活力。第二個大方面叫推動技術進步，壯大儲能產業(yè)體系。那么支撐我 們這樣的一個規(guī)劃能夠逐

12、漸實現(xiàn)，支撐我們電源、電網和用戶側能夠 儲能得到很好的開發(fā)，實際上是要有好的技術能夠產生。所以提升科技創(chuàng)新能力，加強產學研用融合，加快創(chuàng)新成果轉化, 增強儲能產業(yè)競爭。所以這里面實際上來講是對于科技模式的變化， 科技模式不僅僅是停留在實驗室做創(chuàng)新，而是要產學研用，要四個點, 從產業(yè)到學術、到研究、到用都是需要進一步的緊密的融合，能夠實 現(xiàn)創(chuàng)新成果的迅速的轉化，那么使我們儲能的產業(yè)競爭力提升，這是 一個最終的目標。為了保證這樣的時間進行的話，下一點提的是叫完善政策機制， 營造健康市場環(huán)境。那么這一塊的話對于我們這樣一個全新的行業(yè)， 一個新的這樣的一個空間，我們怎么樣通過機制，怎么樣通過政策的 保

13、障，使我們這些行業(yè)能夠得到良好的開展，所以提出了叫明確新型 儲能獨立市場主體地位，健全新型儲能價格機制，健全“新能源+儲能” 工程激勵機制。所以這里面大家可以看到是市場為主導，那么后面是 “新能源+儲能”是工程激勵，所以這一塊的話實際上來講是完成這件 事情需要的資金量、需要的力量是極其巨大的，它一定是靠使命驅動, 市場主體來驅動，來通過它自身能夠就應該它發(fā)揮作用，通過它的價 格、通過它的性能就應該發(fā)揮作用的機制來實現(xiàn)，所以這里面的話提 出的是獨立市場主體地位。那么要健全新型儲能價格機制，那么需要“扶一扶送上馬”，那 么“送上馬”之后怎么樣有好的機制，能夠把這樣的一個“新能源+儲 能”的工程激勵

14、機制做清楚，能夠通過好的科技機制，能夠健康的市 場環(huán)境來通過市場來實現(xiàn)這樣的儲能的行業(yè)的良性開展。那么這是我 們“十四五” “十五五”需要努力的目標。第四個方面是規(guī)范行業(yè)管理，提升建設運行水平。那么這里面內 涵指的是要完善儲能建設運行要求，明確儲能備案并網流程，健全儲 能技術標準及管理體系。儲能對于電網，因為我們原來電網是叫“源 網荷”，現(xiàn)在是“源網荷儲”，引入了 “儲”以后，我們怎么樣能夠 通過行業(yè)的管理規(guī)范，能夠確確實實使儲能既能夠滿足并網的要求，又能夠滿足平安管理，能夠發(fā)揮功效的作用。這一塊確確實實對于我 們的新型電力系統(tǒng)是一個全新的命題，也是我們需要通過制度建設， 通過行業(yè)規(guī)范的建立能

15、夠到達的目標。所以這一塊確確實實可以看到對于儲能行業(yè)的開展，不僅僅是一 個技術進步，也是需要行業(yè)規(guī)范，需要通過行業(yè)在原有的原網和基礎 上把“儲”引進來，那么它的這種儲能的技術、標準和管理體系的建 立是需要做的工作。第五個方面也是我們保障這些事情開展的前提是加強組織領導， 強化監(jiān)督保障機制。內涵指的是加強組織領導工作，落實主體開展責 任，鼓勵地方先行先試，建立監(jiān)督長效機制，并加強平安風險防范。我們可以看到那么在這樣一個重大事情面前，組織領導工作在這 個里面發(fā)揮的關鍵作用，我們要進一步落實主體開展責任，那么能夠 鼓勵地方在有條件的地方先行先試，能夠將可再生的新能源與儲能的 工程進一步能夠得到很好的

16、示范，同時也要有監(jiān)管的長效機制，能夠 防范風險，使我們能夠從原來的煤電轉變成這種間歇式的這種不穩(wěn)定 的這樣一個可再生新型能源系統(tǒng)，我們能夠具有同樣的抵擋風險防范 的這樣一個能力。那么為了支撐這樣的一個事情的話，我們國家多個部門也在協(xié)同, 我自己正好也非常榮幸也能夠加入咱們國家科技部的儲能與智能電 網技術重點專項，我任副組長。那么我們在想結合新型電力系統(tǒng)這 樣一個強烈的技術需求，我們怎么樣能夠發(fā)揮儲能技術的作用，在電 源側、在電網側、在負荷側能夠進一步開發(fā)超長時間的尺度的儲能技 術、中長時間的儲能技術和超短高頻的儲能技術。那么這些技術的引 入，在電源側、電網側、負荷側都有表達，那么這些表達在電源

17、側是 進一步能夠支撐高比例可再生能源主動支撐技術；那么在電網側是要 進一步實現(xiàn)特大型交直流混聯(lián)電網平安高效運行技術；那么在負荷側 是要在用戶多元供需互動與能效提升技術開展工作。那么支撐這些技 術的話，我們專項進一步布置了基礎支撐技術，那么怎么樣能夠將儲 能與智能電網進一步深度融合，能夠將這種能源存儲進一步支撐咱們 國家碳達峰碳中和需要的新型電力系統(tǒng)，提供這樣原創(chuàng)的思想。那么在具體的儲能任務上，我們可以看到在布局上，我們是要構 建新型儲能和智能電網技術體系，在該領域整體處于國際領先地位。 支撐50%以上占比的可再生能源發(fā)電裝機友好并網和全額消納，實現(xiàn) 度電本錢低于0.2元、服役壽命大于20年、循

18、環(huán)周次大于1.5萬次、 平安可靠的GWh級規(guī)模儲能技術，相關材料、裝備和軟硬件實現(xiàn) 100%自主可控。所以這也是我們目前布置科技任務的一個努力目標， 也是我們科技領域如何報國的一個具體的抓手的一個點。那么這些點具體實踐是需要進一步推動先進儲能技術在重要應用 場景商業(yè)化，支撐智能電網和可再生能源開展；構建具備資源“靈活 可調”、潮流“柔性可控”、故障“韌性可愈”等能力的智能電網， 打造可再生能源體系基礎平臺；建立完整自主的儲能與智能電網技術 研究和制造體系，形成完整的自主知識產權體系，全面提升儲能與智能電網行業(yè)的國際競爭力，引領全球未來清潔能源產業(yè)開展。我想咱 們作為碳達峰碳中和這樣的一個最大挑

19、戰(zhàn)、最大任務，創(chuàng)新是支撐我 們這些關鍵的來源。那么在具體的儲能任務上，我們這里也可以看到也是具有很多具 體的任務和指標。比方說在超長時間尺度上，我們要針對智能電網和 新能源發(fā)電實現(xiàn)能量跨天時移和削峰填谷需求，研究可以取代抽水蓄 能的時長大于6小時，不受地域、環(huán)境和資源限制的大規(guī)模長壽命低 本錢平安可靠的儲能技術，重點包括新型液流電池、先進壓縮空氣、 儲熱儲冷技術、重力儲能、基于熱力循環(huán)的新型儲能技術和固態(tài)儲熱 技術等。那么這些都是目前在研究的技術。那么現(xiàn)狀的話，我們目前主體是抽水蓄能。抽水蓄能大家可以看 到它是受地域、受環(huán)境、受資源限制，你得有地方，有水，蒸發(fā)量小, 那么你才能夠使這個技術做到平安可靠。目前我們希望通過“十四五” 的努力，低于0.2元的本錢，服役2。年，循環(huán)壽命大于10000次， 系統(tǒng)的效率大于70%, GWh的儲能，是這一塊需要努力的目標。那么在中長時間尺度的儲能技術，我們主要是針對電力發(fā)輸環(huán)節(jié) 中涉及規(guī)模儲能調峰，新能源風光儲配套等應用場景，研究時長在 0.54小時的平安高效長壽命低本錢的儲能技術，重點包括本質平安 的固態(tài)鋰離子電池，低本錢無資源限制的