一 储能技术的发展现状

储能技术是指通过介质或设备实现能量存储，并在需要时再释放出来的一系列相关技术。当前储能技术包括抽水蓄能、压缩空气蓄能、蓄热、蓄电池、飞轮、超导和电容等，表1为这些储能技术的技术参数和成本等应用参数。在表1所列的各种储能技术中，抽水蓄能、压缩空气蓄能和蓄热属于物理储能技术，其单机容量最高都可达到300兆瓦规模，适合于大规模储能，并且成本较低，不超过100美元/千瓦时（按汇率折算为620元/千瓦时），储能寿命也比较长；而相对于这三种储能技术，其他储能技术在单机容量、成本和寿命方面则有一定的劣势。截止到2012年8月，全球储能的装机容量如图1所示。由图1可知，全球储能总装机容量为202.5吉瓦，其中，装机容量最多的是抽水蓄能135吉瓦，其次是铅酸蓄电池（UPS）蓄能64.82吉瓦，而蓄热、压缩空气蓄能、各种电池蓄能和飞轮蓄能的装机容量分别为1.0吉瓦、440兆瓦、594兆瓦和42兆瓦。可见，蓄热技术的快速发展使其正在成为仅次于抽水蓄能、UPS蓄能的第三大储能技术，且具有很好的发展前景。

表1 不同的储能技术

图1 全球储能的装机容量

（一）抽水蓄能技术

抽水蓄能技术是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的技术。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，还适于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电站和核电站的效率。也可以利用风电及光伏发电实现抽水蓄能，然后通过水力发电输出稳定的高品质电能。目前抽水蓄能技术已得到大规模发展和应用，在解决电站选址的前提下，仍然应大力发展抽水蓄能技术，应加大高扬程（300米及以上）、大单机容量（200兆瓦）及以上蓄能机组设计和制造技术的研发力度，提高核心技术和设备的国产率。

（二）蓄热技术

热能可以通过潜热蓄热、化学反应蓄热和显热蓄热三种方式进行储存。潜热蓄热是利用材料相变时吸收或放出热量来实现能量的储存，具有储热密度大和充、放热过程温度波动范围小等优点。化学反应蓄热是利用化学反应的反应热来进行蓄热，这种蓄热方式具有储能密度高、可以长期储存等优点，而且还可根据所选择的蓄热化学反应制造太阳燃料（solar fuels）。显热蓄热是通过蓄热材料温度的上升或下降来存储热能的，是三种热能存储方式中原理最简单、技术最成熟、材料来源最丰富、成本最低廉的一种，因此被广泛应用于太阳能热动力发电等高温蓄热场合。使用高温熔盐作为传热工质可提高太阳能热发电效率和可靠性，同时采用熔盐作为蓄热工质可实现低成本大规模储能。由于太阳能热发电不仅可与低成本大规模的蓄热技术结合，也可提供稳定的高品质电能，即克服了风力和光伏电站由于无法大规模使用蓄电池储能而造成输电品质差和对电网冲击大的缺陷，被国际公认为是可再生能源发电中最有前途的发电方式之一，有可能成为将来的主力能源。太阳能热发电发展很快，到2014年8月为止世界太阳能热发电的装机容量已达3650.8兆瓦。根据21世纪可再生能源网发布的《可再生能源2014全球发展现状》报告，2013年新增太阳能热发电的装机容量为0.9吉瓦，与2012年累计装机容量2.5吉瓦相比，年增长率达到了35%，仅次于太阳能光伏发电装机容量。

在太阳能热发电蓄热技术的发展基础上，当前又提出了独立熔盐蓄热电站技术^[1]。其主旨是利用电能通过电加热器加热熔盐储能，在需要用电时，再利用高温熔盐储存的高温热能加热水，产生的水蒸气驱动蒸汽轮机发电，从而实现能量释放。独立熔盐蓄热电站既可用于光伏和风力电站的能量储存，有效减少风力发电和光伏发电的“弃风”和“弃光”现象，也可用于智能电网储能电站，实现电力系统的削峰填谷、调频调相、紧急事故备用容量，还可以提高系统电站的运行效率，保证电力电网系统的安全。另外，相对于压缩空气蓄能电站和抽水蓄能电站，独立熔盐蓄热电站的建设不受地理条件限制，并且占地面积比较小，因此独立熔盐蓄热电站还可建在城市内部与城市供热相结合，建成大规模的高温蓄热热电联供电站，可将蓄热电站的效率由原来的30%提高到70%以上，达到抽水蓄能电站的效率，但成本要比抽水蓄能和压缩空气蓄能电站低。值得一提的是，独立熔盐蓄热