儲(chǔ)電儲(chǔ)能應(yīng)該因地制宜

第三次工業(yè)革命的能源革命，在中國(guó)同樣得到了有效實(shí)踐。正是基于礦物質(zhì)能源儲(chǔ)量和環(huán)境承載容量的有限性，人們必將高度重視低碳能源的開發(fā)。一旦低碳能源網(wǎng)、智能電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)高度融合，人類以礦物質(zhì)能源為主支撐的人類活動(dòng)將會(huì)得到徹底的變革。

光伏發(fā)電的成本正在與日劇下，多晶硅已從2009年單價(jià)400美元/kg、上網(wǎng)電價(jià)4元/kWh，下降到2013年的15美元/kg、1元/kWh?？梢灶A(yù)見，光伏等新能源發(fā)電技術(shù)將會(huì)得到快速發(fā)展，低碳能源網(wǎng)的構(gòu)筑已經(jīng)不是夢(mèng)想。

然而，光伏、風(fēng)電等許多新能源發(fā)電都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：間歇式運(yùn)行，這就使得發(fā)電與用電難以配備。因此，要實(shí)現(xiàn)第三次能源革命，必須構(gòu)筑具有儲(chǔ)能功能的低碳能源網(wǎng)，并通過(guò)基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建立的智能電網(wǎng)，將發(fā)電、儲(chǔ)電、供電、用電有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

通常能源的表現(xiàn)形式有電能、化學(xué)能、機(jī)械能和熱能等，相應(yīng)的儲(chǔ)能技術(shù)有超導(dǎo)儲(chǔ)能、蓄電池、燃料電池、抽水蓄能、壓縮空氣蓄能、飛輪蓄能、彈簧蓄能、冰蓄冷、水蓄熱等等。從儲(chǔ)能規(guī)模看，抽水蓄能和壓縮空氣蓄能最大，蓄冷蓄熱次之，單項(xiàng)工程可以達(dá)到吉瓦級(jí)；蓄電池和超導(dǎo)蓄能目前處于兆瓦級(jí)水平；燃料電池以及飛輪、彈簧等機(jī)械蓄能技術(shù)目前只能達(dá)到千瓦級(jí)。從儲(chǔ)能密度來(lái)看，蓄電池最小，單位立方體積蓄能量約10-2kWh；壓縮空氣蓄能可達(dá)2 kWh；冰蓄冷最大，單位立方體積蓄能量可達(dá)10 kWh以上。從單位功率的蓄能成本來(lái)看，冰蓄冷、水蓄熱最低，每千瓦蓄能成本約300元左右，其他蓄能方式都在1 000元以上。因此在實(shí)際工程中，需要根據(jù)不同的能源需求形式及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，因地制宜靈活選用，切不可一味選用單一的儲(chǔ)能方式。

在工程實(shí)踐中，能源需求的形式是多樣化的。采用電力驅(qū)動(dòng)對(duì)低碳能源網(wǎng)的支持最直接，由此導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)革命是廣泛而深遠(yuǎn)的。一般民用建筑所需要的能源主要是電能、空調(diào)用冷、采暖和生活用熱等，采用建筑儲(chǔ)能提高電網(wǎng)負(fù)荷率就變得異常重要。在電力用戶側(cè)的建筑本體附近選擇冰蓄冷技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)能，無(wú)論是投資、占用場(chǎng)地，還是從能源儲(chǔ)放次數(shù)導(dǎo)致的效率損失等各方面來(lái)看都是最小的。在北方許多風(fēng)力資源比較豐富的中小城市，由于電力上網(wǎng)條件的制約以及風(fēng)力發(fā)電功率的不確定性，采用電能就地轉(zhuǎn)化為熱能并進(jìn)行必要的儲(chǔ)存，滿足城市集中供熱，可能就是最理想的選擇。