為確保能源供給安全與清潔利用，我國在2014年提出了能源革命的戰(zhàn)略。而能源革命，必須打通“任督二脈”：督脈自上而下，推行化石能源的清潔高效利用技術；任脈自下而上，提高可再生能源的接入比例。打通任督二脈，中國乃至世界的能源格局將會徹底發(fā)生變化。


當然，打通任督二脈需要突破多道“玄關”，包括耳熟能詳?shù)恼叻ㄒ?guī)、經(jīng)濟結構、大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等，其中儲能技術是亟需突破的核心關卡。

盡管化石能源火力發(fā)電的質量值得信賴，但是火電站的建設必須滿足用電高峰需求，而在用電低谷期則會造成大量的電力損失，化石能源的利用效率也很低。如果有了儲能技術，情況將發(fā)生極大變化，一方面可以實現(xiàn)風能、太陽能的可控儲存和輸出，另一方面可以將用電低谷的電能儲存起來，在用電高峰時候使用不但可以減少火電站建設，還可以節(jié)能減排。

儲能的市場非常廣闊，儲能的技術也很多，主要可分為物理儲能和化學儲能兩大類。物理儲能技術主要有抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導儲能及超級電容器?；瘜W儲能技術主要有鋰離子電池，鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鉛炭電池、金屬空氣電池等。

根據(jù)各種應用領域對儲能功率和儲能容量要求的不同，各種儲能技術都有其適宜的應用領域。飛輪儲能、超導儲能和超級電容器儲能適合于需要提供短時及需要較大的脈沖功率的場合，如應對電壓暫降和瞬時停電、抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等；而抽水儲能、壓縮空氣儲能和化學電池（液流電池、鉛炭電池及鋰離子電池技術等）儲能適合于電網(wǎng)調峰、可再生能源集中并入等大功率、大容量的應用場合。在當前國際國內形勢下，這些儲能技術將獲得快速發(fā)展，與其他策略一起打通我國能源革命的“任督二脈”，構建強大的能源體系。

目前用于電網(wǎng)側大規(guī)模儲能仍以物理儲能（抽水儲能）為主，抽水儲能具有規(guī)模大、壽命長、安全可靠、運行費用低的優(yōu)點，建設規(guī)模一般在百兆瓦級以上，儲能時長從幾小時到幾天，適用于電力系統(tǒng)的削峰填谷、緊急事故備用容量等應用。但這種儲能技術需要特殊的地理條件和配套設施，建設的局限性較大。

鋰離子電池具有重量輕、比能量高、自放電率低、工作范圍適溫寬，綠色環(huán)保等優(yōu)勢，已廣泛應用于便攜式電子設備，并作為動力電池在電動交通工具領域得到應用。近幾年又開展應用于固定儲能設備的研發(fā)。但要作為規(guī)模儲能設備，單電池的一致性問題、安全性問題以及高成本問題是必須要解決的。

與鋰離子電池相比，另外一種是化學儲能方式。液流電池是適合于大規(guī)模儲能（蓄電）的裝置，在規(guī)模儲能方面具有獨特的優(yōu)勢：蓄電容量大，可達百兆瓦時；容量和功率相互獨立，系統(tǒng)設計靈活；電堆易于模塊組合，蓄電容量便于調節(jié)；充放電響應速度快，電池使用壽命長，可靠性高，深度放電；系統(tǒng)選址自由，受設置場地限制?。幌到y(tǒng)封閉運行；電池的大部分部件材料可循環(huán)使用；建設周期短，系統(tǒng)運行和維護費用低，特別是具有運行安全和環(huán)境友好的優(yōu)點。

目前，中科院大連化物所儲能技術研究部和大連融科儲能技術發(fā)展有限公司研究團隊，已經(jīng)在儲能領域取得了突出成績，特別在液流電池領域，在十二五期間解決了全釩液流電池關鍵材料、高性能電堆和大規(guī)模儲能系統(tǒng)集成等方面的關鍵科學和工程問題，并取得了一系列技術突破。研究團隊完成了從實驗室基礎研究到產(chǎn)業(yè)化應用的發(fā)展過程，實施了包括全球最大規(guī)模的5MW/10MWh在內的30余項商業(yè)化示范工程，形成了完整的全釩液流電池儲能技術的產(chǎn)業(yè)鏈。目前，該研究團隊正在承建全球最大的200MW/800MWh的電化學儲能電站示范工程。

（作者單位：中國科學院大連化學物理研究所）