【課程講稿】邁向碳中和：能源存儲技術(shù)新進(jìn)展（下）

1、【課程講稿】邁向碳中和：能源存儲技 術(shù)新進(jìn)展（下）【關(guān)鍵詞】碳達(dá)峰 碳中和 新型儲能技術(shù) 新進(jìn)展【內(nèi)容簡介】我國力爭203。年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，206。年前實(shí)現(xiàn)碳中和，是以習(xí) 近平同志為核心的黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關(guān)中 華民族永續(xù)開展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。作為世界第一大能源生產(chǎn)國 和消費(fèi)國，隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源技術(shù)進(jìn)步和本錢加速下 降，能源綠色低碳轉(zhuǎn)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(shù)的新進(jìn)展來實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)?！敬缶V】邁向碳中和：能源存儲技術(shù)新進(jìn)展第三節(jié) 邁向碳中和：能源存儲技術(shù)新進(jìn)展（下）我們國家的話事實(shí)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(guān)于推動新型儲能開展的指導(dǎo) 意見，那么這里面指導(dǎo)的意見我想比前期的話那么確實(shí)又具體了很 多，明確了我們國家在這一塊的使命和擔(dān)當(dāng)。提到的能源互聯(lián)網(wǎng)，像我們提到的我們的“源網(wǎng)荷儲”的動態(tài)平衡, 它是需要一個從原來的局部現(xiàn)象擴(kuò)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(zhǔn)的定量預(yù)測替代原有的定性 分析，那么它也不是某一個學(xué)科、某一門學(xué)問能解決的事情，而是多 個學(xué)科交叉，為了這樣一個重大使命，為了這樣一個重大任務(wù)，需要 表達(dá)學(xué)科交叉；那么數(shù)據(jù)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?qū)崿F(xiàn)的這樣的過程。所以我們需要

3、把 原來分割的學(xué)科區(qū)塊的知識轉(zhuǎn)變成知識體系，我們要從傳統(tǒng)的理論上 升為復(fù)雜科學(xué)，從追求細(xì)節(jié)過渡到尺度關(guān)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(dá)峰 碳中和這樣的目標(biāo)，而且解決這樣的全球性的重大挑戰(zhàn)，那么事實(shí)上 就是我們當(dāng)前科學(xué)共同體，我們各個行業(yè)的重大使命和責(zé)任。為了進(jìn)一步支撐這樣的行業(yè)開展，我們國家也設(shè)立了儲能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科，那么在這一塊怎么樣更好地建設(shè)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(shí)現(xiàn)我們國家科技自立自強(qiáng)的 關(guān)鍵。那么這一塊的話，我們也和幾位

4、同行一塊也在進(jìn)一步琢磨，怎 么樣通過知識體系的構(gòu)筑，怎么樣能夠?qū)⑽覀冞@個學(xué)科需要的物理、 化學(xué)、能源、制造、電力電子諸多方面的知識能夠進(jìn)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(zhuǎn)變成發(fā)揮關(guān)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?qū)崿F(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(qiáng)來支撐我們國家的科技自 立自立自強(qiáng)，那么這是一個重大的轉(zhuǎn)變。最后是我們這樣的一個結(jié)語。那么結(jié)語我們可以看到，從國家碳 達(dá)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(shù)與產(chǎn) 業(yè)的開展，對于構(gòu)建“清潔低碳、平安高效”的現(xiàn)

5、代能源體系，推進(jìn) 我國能源領(lǐng)域供給側(cè)改革、推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，具有重要 作用。那么通過儲能相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)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(chǎn)業(yè)鏈開展，成為提升產(chǎn)業(yè)開展水 平、推動經(jīng)濟(jì)社會開展的新動能。那么事實(shí)上儲能也是我們在碳達(dá)峰碳中和諸多任務(wù)中推動新型電 力系統(tǒng)的建設(shè)，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(jìn)一步來考察怎么樣支撐我們通過人為進(jìn)一步固 碳，那么這里面都是起到一個關(guān)鍵共性支撐的作用。那么這里面事實(shí)上來講需要的是新技術(shù)，需要的是新知識。我們知道想象力比知識更重要，因?yàn)橹R是有限的，而想象力概括著世界 上的一切，推動著進(jìn)

6、步，并且是知識進(jìn)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(jīng)濟(jì)社會開展和民生改善 比過去任何時候都更加需要科學(xué)技術(shù)解決方案，都更加需要增強(qiáng)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(jìn)一 步到達(dá)碳達(dá)峰碳中和，來牢記這樣一個使命，這樣一個事關(guān)中華民族 永續(xù)開展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的一個偉大使命。好，各位學(xué)員我的報告到這里，謝謝大家。比方說以“十四五”結(jié)束到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初 期向規(guī)?；_展轉(zhuǎn)變。新型儲能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提高，核心技術(shù)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(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善，產(chǎn)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(jī)規(guī)模達(dá)3。萬千瓦以上。新型儲能在推 動能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。那么十四五顯著的話，實(shí)際上是給大家以信心，給大家以在這種 風(fēng)電、太陽能大規(guī)模提升，我們儲能技術(shù)能夠顯著有效的支撐這些技 術(shù)向規(guī)?；_展轉(zhuǎn)變。那么實(shí)現(xiàn)從商業(yè)化初期驗(yàn)證演示到確實(shí)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)?；_展轉(zhuǎn)變。那么至！1203。年，實(shí)現(xiàn)新型儲能全面市場化開展。新型儲能核心 技術(shù)裝備自主可控，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列，標(biāo)準(zhǔn)體系、 市場

8、機(jī)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(jī)規(guī)?；緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲能成為能源領(lǐng)域碳達(dá) 峰碳中和的關(guān)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(guān)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(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球 前列。那么實(shí)際上這里面需要有大量的產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，需要把目前科學(xué)家 在實(shí)驗(yàn)室中各個大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)，國家的這樣的戰(zhàn)略科技力量做出來的這種新的技術(shù)，能夠轉(zhuǎn)變到市場中的新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求所需要 的這樣的一個裝機(jī)規(guī)模。正是由于到達(dá)了這樣的一個作用，所以它也 會成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和的關(guān)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(diǎn)示范，到3。年我們要成為關(guān)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(dǎo)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(qiáng)化規(guī)劃引導(dǎo)，鼓勵儲能多元開展。那么儲能技術(shù)的話, 實(shí)際上來講的話，它是一個非常多元的技術(shù)，它會隨著不同應(yīng)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(diǎn)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(jī)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(jì)算平臺用的。那 么它的整體都是處理信息，處理各種數(shù)據(jù)，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(xiàng)規(guī)劃，大 力推進(jìn)電源側(cè)儲能工程建設(shè)，積極推動電網(wǎng)側(cè)儲能合理化布局，積極 支持用戶側(cè)儲能多元化開展。所以圍繞著我們新型電力電網(wǎng)的這樣一 個宏偉的目標(biāo)，我們將之分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和儲能側(cè)，每一側(cè)它的 目前定位都有差異，在電源側(cè)是叫工程建設(shè)，在電網(wǎng)側(cè)是儲能合理化布局，布局的話就是后面要進(jìn)一步建，我理解。那么對于后面要積極 支持用戶側(cè)儲能多元化開展，那么用戶側(cè)的話是由于需求的多樣化，

11、 每個家庭的用能習(xí)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(shù)在“十四五” “十五五”還處在一個多元 化開展，我們怎么樣能夠?qū)⑿枨笙肭宄?，想明白，怎么能夠?qū)⑿枨竺?確成研究的目標(biāo)、研究的任務(wù)。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(zhuǎn)變成以新能源過程中，我們各項(xiàng)都 會有一個巨大的應(yīng)用空間，這是第一條，也就是通過規(guī)劃引導(dǎo)的角度 下，使我們儲能有這樣的一個生機(jī)和活力。第二個大方面叫推動技術(shù)進(jìn)步，壯大儲能產(chǎn)業(yè)體系。那么支撐我 們這樣的一個規(guī)劃能夠逐

12、漸實(shí)現(xiàn)，支撐我們電源、電網(wǎng)和用戶側(cè)能夠 儲能得到很好的開發(fā)，實(shí)際上是要有好的技術(shù)能夠產(chǎn)生。所以提升科技創(chuàng)新能力，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用融合，加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化, 增強(qiáng)儲能產(chǎn)業(yè)競爭。所以這里面實(shí)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(shí)驗(yàn)室做創(chuàng)新，而是要產(chǎn)學(xué)研用，要四個點(diǎn), 從產(chǎn)業(yè)到學(xué)術(shù)、到研究、到用都是需要進(jìn)一步的緊密的融合，能夠?qū)?現(xiàn)創(chuàng)新成果的迅速的轉(zhuǎn)化，那么使我們儲能的產(chǎn)業(yè)競爭力提升，這是 一個最終的目標(biāo)。為了保證這樣的時間進(jìn)行的話，下一點(diǎn)提的是叫完善政策機(jī)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(jī)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(dú)立市場主體地位，健全新型儲能價格機(jī)制，健全“新能源+儲能” 工程激勵機(jī)制。所以這里面大家可以看到是市場為主導(dǎo)，那么后面是 “新能源+儲能”是工程激勵，所以這一塊的話實(shí)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(qū)動, 市場主體來驅(qū)動，來通過它自身能夠就應(yīng)該它發(fā)揮作用，通過它的價 格、通過它的性能就應(yīng)該發(fā)揮作用的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，所以這里面的話提 出的是獨(dú)立市場主體地位。那么要健全新型儲能價格機(jī)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(jī)制，能夠把這樣的一個“新能源+儲 能”的工程激勵

14、機(jī)制做清楚，能夠通過好的科技機(jī)制，能夠健康的市 場環(huán)境來通過市場來實(shí)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(biāo)。第四個方面是規(guī)范行業(yè)管理，提升建設(shè)運(yùn)行水平。那么這里面內(nèi) 涵指的是要完善儲能建設(shè)運(yùn)行要求，明確儲能備案并網(wǎng)流程，健全儲 能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理體系。儲能對于電網(wǎng)，因?yàn)槲覀冊瓉黼娋W(wǎng)是叫“源 網(wǎng)荷”，現(xiàn)在是“源網(wǎng)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(shí)實(shí)使儲能既能夠滿足并網(wǎng)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(shí)實(shí)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(shè)， 通過行業(yè)規(guī)范的建立能

15、夠到達(dá)的目標(biāo)。所以這一塊確確實(shí)實(shí)可以看到對于儲能行業(yè)的開展，不僅僅是一 個技術(shù)進(jìn)步，也是需要行業(yè)規(guī)范，需要通過行業(yè)在原有的原網(wǎng)和基礎(chǔ) 上把“儲”引進(jìn)來，那么它的這種儲能的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)， 強(qiáng)化監(jiān)督保障機(jī)制。內(nèi)涵指的是加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)工作，落實(shí)主體開展責(zé) 任，鼓勵地方先行先試，建立監(jiān)督長效機(jī)制，并加強(qiáng)平安風(fēng)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(lǐng)導(dǎo)工作在這 個里面發(fā)揮的關(guān)鍵作用，我們要進(jìn)一步落實(shí)主體開展責(zé)任，那么能夠 鼓勵地方在有條件的地方先行先試，能夠?qū)⒖稍偕男履茉磁c儲能的 工程進(jìn)一步能夠得到很好的

16、示范，同時也要有監(jiān)管的長效機(jī)制，能夠 防范風(fēng)險，使我們能夠從原來的煤電轉(zhuǎn)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(fēng)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(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)專項(xiàng)，我任副組長。那么我們在想結(jié)合新型電力系統(tǒng)這 樣一個強(qiáng)烈的技術(shù)需求，我們怎么樣能夠發(fā)揮儲能技術(shù)的作用，在電 源側(cè)、在電網(wǎng)側(cè)、在負(fù)荷側(cè)能夠進(jìn)一步開發(fā)超長時間的尺度的儲能技 術(shù)、中長時間的儲能技術(shù)和超短高頻的儲能技術(shù)。那么這些技術(shù)的引 入，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)都有表達(dá)，那么這些表達(dá)在電源

17、側(cè)是 進(jìn)一步能夠支撐高比例可再生能源主動支撐技術(shù)；那么在電網(wǎng)側(cè)是要 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)特大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)平安高效運(yùn)行技術(shù)；那么在負(fù)荷側(cè) 是要在用戶多元供需互動與能效提升技術(shù)開展工作。那么支撐這些技 術(shù)的話，我們專項(xiàng)進(jìn)一步布置了基礎(chǔ)支撐技術(shù)，那么怎么樣能夠?qū)?能與智能電網(wǎng)進(jìn)一步深度融合，能夠?qū)⑦@種能源存儲進(jìn)一步支撐咱們 國家碳達(dá)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(wù)上，我們可以看到在布局上，我們是要構(gòu) 建新型儲能和智能電網(wǎng)技術(shù)體系，在該領(lǐng)域整體處于國際領(lǐng)先地位。 支撐50%以上占比的可再生能源發(fā)電裝機(jī)友好并網(wǎng)和全額消納，實(shí)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(shù)，相關(guān)材料、裝備和軟硬件實(shí)現(xiàn) 100%自主可控。所以這也是我們目前布置科技任務(wù)的一個努力目標(biāo)， 也是我們科技領(lǐng)域如何報國的一個具體的抓手的一個點(diǎn)。那么這些點(diǎn)具體實(shí)踐是需要進(jìn)一步推動先進(jìn)儲能技術(shù)在重要應(yīng)用 場景商業(yè)化，支撐智能電網(wǎng)和可再生能源開展；構(gòu)建具備資源“靈活 可調(diào)”、潮流“柔性可控”、故障“韌性可愈”等能力的智能電網(wǎng)， 打造可再生能源體系基礎(chǔ)平臺；建立完整自主的儲能與智能電網(wǎng)技術(shù) 研究和制造體系，形成完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，全面提升儲能與智能電網(wǎng)行業(yè)的國際競爭力，引領(lǐng)全球未來清潔能源產(chǎn)業(yè)開展。我想咱 們作為碳達(dá)峰碳中和這樣的一個最大挑

19、戰(zhàn)、最大任務(wù)，創(chuàng)新是支撐我 們這些關(guān)鍵的來源。那么在具體的儲能任務(wù)上，我們這里也可以看到也是具有很多具 體的任務(wù)和指標(biāo)。比方說在超長時間尺度上，我們要針對智能電網(wǎng)和 新能源發(fā)電實(shí)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(shù)，重點(diǎn)包括新型液流電池、先進(jìn)壓縮空氣、 儲熱儲冷技術(shù)、重力儲能、基于熱力循環(huán)的新型儲能技術(shù)和固態(tài)儲熱 技術(shù)等。那么這些都是目前在研究的技術(shù)。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(shù)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(biāo)。那么在中長時間尺度的儲能技術(shù)，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(diào)峰，新能源風(fēng)光儲配套等應(yīng)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(shù)，重點(diǎn)包括本質(zhì)平安 的固態(tài)鋰離子電池，低本錢無資源限制的