儲能國際峰會2014——分論壇二：先進儲能技術需求及解決方案 文字實錄
儲能國際峰會2014——分論壇二：先進儲能技術需求及解決方案 文字實錄
會議地址：國家會議中心三層會議區會議室309B
會議時間：2014年6月24日（上午）
主持人：各位嘉賓、大家上午好，歡迎來到儲能國際高峰會2014先進儲能技術需求及解決方案分論壇。我是中國科學院工程熱物理研究所儲能研究中心陳海生。
今天上午我們將與來自行業協會、大學研究所和公司的7位嘉賓，為大家來做精彩報告。首先我們有請中國電力企業聯合會標準化管理中心主任許松林，他報告的題目是《電力儲能標準化現狀與展望》，大家歡迎。
許松林：
我報告的題目是“電力儲能標準化現狀與展望”。我將從儲能發展的概況、儲能在電力系統中的應用及實例、電力儲能標委會級標準化工作三個方面進行介紹。
儲能標準化的發展，離不開儲能技術的發展，既是儲能技術發展和儲能電站建設的需要，也是對儲能技術發展的總結。美國在金融危機之后，開始了大規模的儲能產業發展。根據相關法案，美國政府在2009年上半年，撥款20億美元支持包括大規模儲能在內的電池技術開發。日本也一直重視發展儲能技術和儲能能源領域的應用。目前在鈉硫電池，液流電池技術等多個電池技術領域，日本已處于世界領先的地位。德國、澳大利亞、英國、瑞士、韓國等國家在不同儲能技術領域，取得了世界領先的水平。
2011年全球儲為121兆瓦，預計到2021年達到12353兆瓦，總量增長達100倍，這意味著十年內將有1220億美元的投資進入儲能開發項目上來。在儲能項目中，可再生能源并網方面占比將近一半。近幾年我國儲能產業發展較快，國內儲能技術研究和應用，以及電力系統應用等方面的發展也開始加快，擁有核工業西南物理研究所等示范工程。我國儲能發展總體落后發達國家。截至2013年底，我國電力儲能總量2151.1萬千瓦。僅占全國裝機的1.7%，其中抽水儲能達2000多萬千瓦。
儲能可運用到電力系統的各個環節，包括發電，輸電和配電等環節，其作用為提高穩定性、支撐振蕩電壓等。在電動汽車領域，儲能可以給電動汽車充電。在風電和光伏等新能源方面，儲能也發揮了巨大的作用。對微網而言，儲能技術可以對電網進行調峰，同時也對電網的結構形態、規劃設計、調度管理、運營控制、以及使用方式等產生一定的影響。儲能新能源將儲能系統與新能源發電相結合，最大限度的發揮光伏的經濟效益，滿足系統當中電力供需平衡。
儲能在用戶端的作用為用戶分時電價的管理、容量費用的管理、電能質量管理等。我國也有一些示范工程，包括國家風光儲輸工程等，同時實現了計劃發電、系統調頻等多項高級應用。
電力儲能標準體系的范圍，指儲能系統并網及應用的各個環節與過程，包括規劃設計招標建造、設備實驗檢測、工程建設的組織、安裝施工、交界驗收、運行交易、維護進修報廢等。對于電力儲能的標準，重點關注儲能裝置的外特性及其適用性，不涉及儲能的本體材料。抽水儲能已經有了相對完善的的技術標準體系。
IECTC120標準，是于2012年10月經過SMB討論成立的標準體系，國內的技術對口單位包括中國電力企業聯合會和全國電力儲能標準技術委員會。中國電力企業聯合會主要負責電器儲能系統的規劃、設計建設運行管理和維護等方面的國際工作。
全國電力儲能標準技術委員會于2014年5月批準成立的。標委會主要工作是：一、制訂與研究、修訂標準；二、進行基礎研究，對指定的標準進行驗證。這也形成了包括規劃與設計、社會集成、并網及檢測，維護等在內的體系。除了儲能電站設計規范已編制完成外，其它的標準規范都還在編制中。我們也準備一些標準規范在企業中試行后，經論證上升為行業標準和國家標準。
我認為，我國的儲能要走向國際，就要在標準制定上設置高起點，這樣才能促進我國儲能技術的發展。謝謝大家。
主持人：
主持人：感謝許松林主任。下面有請北京氫璞創能科技有限公司董事長、總經理歐陽洵博士，為大家帶來題為《燃料電池技術及應用》的演講。
歐陽洵：
大家好，燃料電池不屬于儲能行業，所以我今天要把燃料電池和儲能結合在一起介紹。從儲能技術方面來說，可分為機械儲能，飛輪儲能，壓縮工具儲能等。
燃料電池是一種發電技術，是直接將燃料的化學能轉化成電能的發電裝置。最簡單的燃料電池是將氫氣與氧氣結合，還可以使用甲醇或天然氣等。燃料電池最早在航天項目中被使用的，現在已逐漸走向商業化。燃料電池分很多種，最常用的燃料電池通常是千瓦到兆瓦級的，因此可以在儲能領域中使用。其他種類的燃料電池有磷酸燃料電池等。這些燃料電池由于技術不同、反應溫度不同，使用方式也不同。燃料電池在過去5到10年中發展較快，尤其是近幾年全球燃料電池市場的銷量翻了三番。2012年整個行業達到了近180兆瓦的總量。
據預測，2014年全球市場的燃料電池裝機容量可能超過400兆瓦，五年以后發展會更快。目前使用的燃料包括氫氣、天然氣和甲醇。其中氫氣可以實現零排放；甲醇在我國風、光資源價差地區有一定應用，我國天然氣在發電方面應用較少。燃料電池的發電優勢在于效率較高，可以實現零排放。
燃料電可用于小型分布式電源，未來或許還能實現將太陽能直接轉化成燃料能。在國外有很多燃料電池與電網結合應用的例子，同時燃料電池可以實現與光伏及抽水儲能的很好結合。在日本，燃料電池除了可以提供電力外，還可以成為供熱熱源。在中國，燃料電池與儲能結合也有一定的發展。在效益分析方面,隨著系統規模的增加，系統成本也相應增加。據我測算，燃料電池投入的成本大概在2-3年后即可收回。
謝謝大家。
主持人：
主持人：感謝歐陽洵博士的報告。下面有請清華大學副研究員戴興建博士，為大家做《飛輪儲能技術 應用于獨立動力系統調峰》的報告。
戴興建：
各位來賓上午好，我將對飛輪儲能在調峰上的應用作如下分享。
飛輪儲能已在全球廣泛應用，這些應用包括作為跨越電網，備用電網啟動，以及作為調頻電站、獨立風力發電的輸出調節等。近10年來，為了提高儲能密度，飛輪儲能開始采用更先進的復合材料。此外磁懸浮技術也在該領域有應用。
和國外相比，我國的飛輪儲能技術還相對落后，但是近期在關鍵技術方面有所突破，部分大學和研究機構完成了集成裝置研究?？梢哉f現在我國的飛輪儲能技術，已經處于從實驗室研究向企業轉化的過程中，但目前我國飛輪儲能的文獻數量在儲能領域的占比仍然很小。
1997年的時候，我們開發了一套實驗裝置，使用了復合材料和線性裝置，但是功率很小不能實際應用，后來我們又開發出一套采用鋼飛輪做的裝置。最近我們做了一套600毫米高的裝置，比早期的飛輪大了很多。
我們曾經做過檢測，轉機動力的脈沖負荷大概是七八百千瓦，長時間工作的話大概是200千瓦。中原油田曾經提出過這樣一個思路，在低負荷的時候，我們是不是可以把多余的功力儲存起來，放在儲能裝置中，等到發動機功率不足的時候再使用，以此達到節能的目標。當絞車處于停止狀態時，發動機的功率調控電機，發動機運行發出能量，當絞車啟動的時候，飛輪儲能釋放能量，作為電動機來運行。整個裝置支持頻繁工作，三分鐘一個循環。
我們用一年半的時間設計系統，然后進行了飛輪儲能系統充放電實驗。在工程實施過程中，系統在多數時間是不工作的，每次只工作幾十秒，剩下的時間大多是在準備提升或者等待下降。柴油發動機通過傳統系統進行發電，然后用飛輪進行儲能，當系統需要提升功率的時候，飛輪的電機會變成發動機，驅動電力傳導，將存儲的功率用回到系統中。
絞車在下放過程中能感知到轉桿的重量，在重力作用下，絞車會隨時處于剎車狀態，會消耗很多能量，而給它提供能量的發動機會形成空載，如果能將這些因為空載造成了能量損耗儲存起來，把損失的功率用于調峰運行過程中，可以有效地改善發動機工作狀態。
在去年4月到9月開展的中原油田項目中，我們使用的發動機采用了對負荷能力不提供大功率損失的攻略，在實驗中，我們全程使用了天然氣發動機來進行鉆井施工，為他們提供了大規模的數據。
我們認為，飛輪儲能技術對鉆井應用非常重要，其中有大量的關鍵技術，而且研制出了國內首套動力系統，調峰控制臺。這套系統反應靈敏，目前已經經過了12年間的1600多次考驗。
我們認為，在項目中，發動機的平穩工作特性得到了很大改善。對此，清華大學也申報了一些專利，培養了一批學生，承擔起應有的責任。
我的報告就到這里，謝謝。
主持人：
主持人：感謝戴老師，下面有請中國科學院大連化學物理研究所王小麗，她演講的題目是《釩氧化還原液流電池的大規模能源解決方案》，有請。
王小麗：
張華民教授今天有事情沒到場，首先我轉達一下他的歉意，然后跟大家分享一下我們的一些思考。我們的報告主要將聚焦在液流電池方面。
隨著經濟發展，我國能源消費量快速增加，在過去十年間，我們還是以煤炭、石油等化石能源消費為主，可再生能源使用量的增長幅度非常小?；茉纯梢灾С謬业母咚侔l展，但是從環境角度看已經達到了極限。目前來看，發展新能源的成本還是偏高的，但是如果我們把化石能源帶來的環境治理成本也加上的話，其實化石能源的成本同樣很高。所以我們在考慮儲能成本的時候，要從經濟效益和社會環境效益的雙重角度來思考。最近習總書記提出了能源消費、能源供給、能源技術、能源體制四方面要求，對新能源推廣將產生深遠影響。因此我們也在想，關于可再生能源，不能僅從電價本身去考慮，能源資源、能源安全、空氣質量等，也要在考慮的范圍內。
可再生能源是全球實現低碳能源轉型的關鍵，這是大勢所趨，從很多報告中我們也可以看到，很多國家都制定了2020甚至是2050年規劃，可再生能源在未來的電力消費中將占到50%甚至是80%的比重，逐漸從輔助能源轉變成主導能源，成為大規模使用的儲能技術。
現在美國的儲能發展也比較快，加州、紐約州、夏威夷等地也都在立法，并做出詳細的規劃。根據他們的數據，22個儲能項目中有12個項目是液流電池。我們大連化物所主導技術，我們很有信心把液流電池做好。另外，歐盟在這方面也有經費支持。日本北海道的項目使用液流電池也非?？尚?，而且液流電池在日本發展也比較快。
總體來講，發展大規模儲能技術首先要把安全性做好，其次要考慮環境問題和社會問題，然后就提高儲能技術。
在我們的實驗系統中，電池的循環壽命已經達到了13000次，但我們還需要通過實際來檢驗這個數據。從充放電響應速度來看，對整個電池的封閉穩定性、系統的安全性等方面還需要繼續提高。在電池的整個生命周期中，通過可再生技術或者提純技術可以讓電池重復使用，或者我們也可以考慮用租賃等方式，避免讓用戶過多承擔成本。
液流電池的缺點在于體積大、比較重，儲能密度比較低，現在的定位是固定式的，常用于大型的儲能項目中。
大連化物所與融科儲能全釩實驗室主要是進行原理性驗證和簡單的設計。2008年融科公司成立后，主要是把實驗室成果進行工程化和產業化開發，比如5兆瓦，10兆瓦系統的安裝設計與運行。從2013年開始，我們不斷升級技術，到現在可以提供全產業鏈，尤其是關鍵材料。
現在來看液流電池的最大問題是成本比較高，尤其是關鍵原材料的成本，其中離子交換膜占到了成本的20%-30%，這也是我們下一段要研發的重點方向?，F在我們推出了非氟多孔離子傳導膜，已經在內部進行了小批量生產，從電壓效率和充放電實驗數據來看，這種膜在導電性等綜合方面表現非常好，穩定性也不錯。
另外我們也做液流電池的電堆，之前做的電堆密度大概是80毫安每平方厘米，看上去非常大?，F在技術發展的方向就是把電堆功率密度放在材料上，另外我們對電堆結構進行了重新設計，在同樣電堆規格下，可以得到更大功率。我們的第二代電堆產品體積更小，功率密度可以達到110毫安，這意味著電池材料在大幅度減少，大概降低了30%左右，現在這種電堆已經實現了規?；a。
此外我們還推出了集裝箱式的高密度電堆，這種產品的最大優勢是我們事先進行了標準化設計，所以在工廠里我們只需要簡單的電路和管路，就能完成系統集成工作，大大節省了工作量，同時也能保證品質。在使用過程中，也可以直接進行環評，省去了業主的麻煩，非常便捷。
2014年，我們陸續實施了將近20個項目，累計裝機容量12兆瓦，電解熱出口達到了100兆瓦時。
在國外市場方面，我們在德國獲得了250千瓦的一個項目。另外，我們還在美國的華盛頓與合作伙伴共同開發項目。
產業發展標準方面，大家都比較關心液流電池的參數，還有電解液檢測方法，所以我們也在參與一些標準制定工作。2012年我們與歐洲的一些國家共同發布了液流電池協議，低于行業標準，屬于行業規范。
基于我們前期的一些研究成果，我們想在未來電解質主要使用全釩液流電池，一方面是因為制造原理簡單，此外這種電池可以回收利用，可以減輕環境污染。
儲能目前來說還是個課題，沒有真正達到大規模應用，或者進入產業化發展階段。希望在座的各位可以共同努力，讓環境變得更好。
謝謝大家。
主持人：
感謝王小麗，也感謝其他嘉賓的精彩發言，今天上半場會議到此結束，茶歇時間后繼續。
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主持人：
感謝大家回來，下面繼續我們的演講。首先有請防化研究院副研究員程杰博士，他演講的題目是《鋅鎳單液流電池的研發和應用》，有請。
程杰：
我們機構主要是做電池的研發和應用方面的研究。從應用層面來看，現在鋰電、電解液等電池的壽命比較長，鎳電池還有很多需要提高的地方。在此情況下，我們提出了鋅鎳電池，它的正極是氫離子，不會導致活性物質或者結構材料坍塌，而且無毒，穩定性和壽命都很好。根據我們前期做的實驗數據，這種電池在實驗室的循環壽命可以做到萬次以上，而且容量大概可以保持在90%左右，說明電池壽命還很長。
我們在實驗中用的溶液是氧化鋅，從電池性能角度看，鋅的存在會讓電流效應有所下降，電解液的流速也會受到影響，進而影響整個電池的效率，主要原因是鋅導致了電池正負極降低。通過比較電流密度實驗，我們發現在沒有含鋅、百分之百充電后的電池中，循環性能會很快下降，大概在500次循環后，衰減會變得特別明顯。在使用氧化鋅之后，電池500次循環后還會保持的很好，而且在恒流充電的情況下，放電效率可以達到100%。也就是說，溶液中鋅的存在提高了電池壽命。
我們也對溶液的流動結構做了研究。在金屬溶液中，溶液的均勻性非常關鍵，所以要盡量做到流速的平均，這一點在單層結構和多層流動中都是一樣的。
為了提高電流密度，我們也做了一些電池結構方面的研究。通過降低鎳的激化，電池效率可以達到75%，這個數據對于鋅電來說已經很高了，大概每平方厘米80的電流密度，可以達到4C或者5C的放電，能達到較高的倍率。
鋅鎳單液流電池的溫度非常特別，電池在-40℃到-20℃的情況下下降非常小，大概下降80%左右。在提高截止電壓的情況下，大概也能達到60%到70%左右。這說明在低溫情況下，這種電池的效率比較高，低溫性能比較好，比鋰電池有很大改善。
在張北示范基地，我們做了一個50千瓦時的儲能系統，電池在額定功率工作的情況下，差不多可以達到80%的能量效率。電池在200安下充電，最高能量效率可以達到75%。所以說，由于條件的不同，能量效率也會發生變化。
國外的一個課題組也做了與我們類似的電池結構，只是在溶液流動方面稍有差別。他們電池的一致性，與我們的實驗結果差不多。這說明電池本身比較容易做到一致性，整體溶液容易實現均勻性控制。
我們在前期研究的基礎上也進行了優化，將整體的泵放到電池內部，結構類似鉛酸電池，這樣的設計可以得到比較高的能量效率。
總體來說，鎳流電池使用堿性溶液，整體上沒有爆炸和燃燒的風險，安全可控。另外，鎳流電池的循環使用率很高，而且抗低溫性能很好。第三，這種電池環保無污染，整體上材料是可以回收的，鎳和鋅的回收都比較方便?，F在主要的問題是成本問題，原材料的目標成本可以做到2元錢甚至到1.5元以下，但是研發成本比較高。
感謝我的課題組，謝謝大家對我們的關注。
主持人：
感謝程杰博士。接下來一位發言人是Primus Power 公司的首席執行官 Tom Stepien 先生，有請。
Tom Stepien 先生 ：
我們公司在美國西北部有一個電站，附近有很多大公司的總部，我們的水力發電系統為這些公司供電，同時我們也為一些公司提供天然氣。
在中國，有三分之二的電是靠燃煤來產生，而在美國則主要是靠天然氣。過去，美國最主要的發電能源也是煤，現在天然氣價格非常便宜，所以使用量超過了煤。在華盛頓地區，我們有21個水電站，基本上都是由能源部控制的。
下面我講一個我們公司在高效低成本儲能裝置方面的案例。
在距離西雅圖13公里的一個小島上，很多人在那里工作，但是島上沒有天然氣，發電很不方便。后來我們在島上建了三個變電站，輸電能力占到了90%，基本能滿足需求。冬天的早晨是用電高峰，因此我們還需要調節能源效率，解決這一問題。所以我們可能會建造第四個電站，并增加儲能系統。
但解決這一問題還需要考慮經濟效益的問題。電氣研究所的朋友告訴我們，儲能系統可以給我們帶來很大的價值，遠超過我們要付出的成本。
曾經有研究小組向美國國會提交分析報告，建設一個新變電站我們需要準備場地、購買電池、讓系統運行起來，并進行后期維護，綜合成本大概在1800萬到2400萬美元之間。另外我們也計算過，這個島如果在每個季度停一次電，就會給企業造成非常大的損失。如果我們能建立微電網，就可以解決這一問題。而微電網的成本，大概在1000萬美元左右。之后我們又對美國的其他電廠進行了分析。目前在美國有3200家電廠，分布在50多個州，得出了結論是建造變電站的成本要遠高于使用電池做儲能。因此綜合考慮之后，我們選擇了用電池做儲能變電站。這個變電站，將在今年年底正式運行。
這個變電站使用的是標準化的電池，另外我們對液流電池的電極進行了重新設計，雖然金屬電極的價格更高，但能量密度是現有電池的10倍。此外我們也使用單獨管道、單獨泵等方式來進一步降低成本。另外最重要的一點，我們還會考慮生命周期成本，如果電站可以使用更長的時間，也是在降低成本。
第二個案例位于加州中部，這個地區在四五年前發現了金子，大概是在谷底的位置。運營這個項目的公司希望做出經濟型的決策，因為公司周邊還有一些小區、教堂等設施。剛好在項目推進過程中，奧巴馬總統對電力項目提出了一些新要求，希望能夠降低煤炭排放，關閉污染嚴重的工廠，將可再生能源的比例進一步提高到33%左右。
我們考慮了電網的靈活性、智能化，然后購買了6個發動機，建造了整個分布式的網絡系統。在這個區域，我們采用了地熱發電，與傳統的火電相比，更加清潔，而且性能更好。由于使用天然氣發動機，我們在固定容量范圍內可以達到最大的功率，所以從計算總體經濟效益的角度看，我們大概節約了30%左右的成本。
現在，我們在整個房屋建筑中都需要很多電力，同時我們還會考慮配電線之間的相互聯系、安裝場地、額外的擴展空間等問題。我們盡量將電池放在可控范圍內，利用可再生能源進行發電，然后結合儲能系統，為整個電網輸送電力。我們會根據成本來選擇儲存中心，也會采用分布式電池等方式，提高使用效率。能源存儲裝置在安裝后不需要拆開，如果有需要，可以整體移到其它位置，進行快速安裝，這也能提高工作效率并降低成本。
謝謝，希望明年可以再次來到這里，繼續與大家進行分享。
主持人：
非常感謝您的演講。我們下一位演講嘉賓是ABB瑞士公司ATP-S 總經理 Dario Cicio 先生，有請。
Dario Cicio：
在此我想跟大家簡單介紹一下，整個電池的儲存系統。
我們可以看到，可再生能源的市場發展趨勢與傳統能源儲備市場有些不同，這意味著我們必須根據相關的法律法規來提供可再生能源的儲能。
北京現在有很多電動車，這些電動車都需要快速充放電的基礎設施，為了支撐未來的這一需求，我們必須有很好的儲能系統?，F在，整個產業內部也對儲能提出了很高的要求。
能源儲備主要有兩個類別，分別用于應對長期和短期的不同放電時間。一般來說，ABB在選擇電池的時候，會在技術上把電池獨立區分出來，依照客戶的需求，使用不同的儲能技術做系統。除了提供產品，ABB還可以提供復雜的解決方案，以滿足客戶的不同安裝需要，包括如何選擇適合的規模系統，如何組建電池儲能，使用怎樣的管理系統，如何選擇控制器，確定變電器使用中壓還是高壓等。所有用于儲能的電池都是標準化的產品。
我們主要生產模型化的產品，同時也提供靈活的儲能產品組合方案，以及一攬子解決方案。在這些解決方案中，抵押轉化器、變電器等，都是比較有效的解決方案。我們也會提供易安裝的產品，方便消費者在購買后能夠盡快安裝。此外還有針對電力應用和電視應用等方面的擴展化服務、便攜式儲能產品等。
儲能最重要的是控制器系統，它和整個電池管理系統連成一體，可以檢測并保護所有設備。通過檢測網絡，我們可以獲得前期數據，然后與模塊中心進行溝通，然后經過計算，更好地讓系統運行。這種控制器有單界面和雙界面等形式，可以與新基站共同使用。
我們在全球100多個國家和地區都有業務，并配備了技術團隊。我們也有相關的協議為當地合作商進行培訓，并負責現場監督，進一步檢測整個電池儲能系統的生命周期。
我們在能源管理系統方面也有很多經驗，比如在加利福尼亞的一些項目中，我們提供了整個電力轉化項目，在整個控制器和保護系統上，都先做了模擬運行，然后持續進行監督。在紐約的項目主要針對能源領域，主要安裝了PCS能量控制設施。在中國的北京，我們也有類似項目，2010年我們安裝了2兆瓦的項目。在英國的項目中，我們根據客戶要求做了可再生能源并網，對動態電網進行提升。2003年，我們做過最大規模的電池項目，客戶需求包括電力質量、容量等方面。
以上就是我想向大家介紹的產品組合，和我們能提供的一些解決方案。我們在外面還有一個展臺，大家有問題也可以到展臺來做進一步的溝通，謝謝。
主持人：
謝謝您的發言。那么我們今天上午的分會場結束，謝謝大家的聆聽。
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主持人：
大家下午好，我負責今天下午的主持工作，下面有請來自中國電力科學研究院新能源所的葉博士，他將與我們分享一下，儲能技術解決方案的適用性和需求對接。大家歡迎。
葉季蕾：
首先我代表楊波先生說一聲抱歉，對應的，我演講的主題也有所調整，請大家見諒。
我是來自中國電科院學能源所的葉季蕾，今天匯報的題目是《儲能用于平移城市負荷快速增長的技術》，主要從以下幾部分進行介紹：第一，介紹一下這一領域的應用背景；第二，對儲能系統在城市電網中的典型應用模式做一個總結；第三部分，探討儲能容量和選址的方法，對儲能系統在城市電網運用經濟性的分析。
應用背景
目前我國城市發展的現狀、城市電網中主要存在以下幾個問題：第一，建設標準不夠統一；第二，網絡結構和設施不規范；第三，由于城市快速發展，負荷的快速增長，造成電網的規劃和城市規劃脫節，如果通過傳統的舊線改造，會對其他公共設施造成破壞；第四，配電網結構越來越復雜，需要進一步加強安全。
我們看一下城市負荷現狀，現在城市的負荷整體呈現增加趨勢，用電峰谷差很大，尤其是第三產業的增幅比較明顯，中心城市負荷密度比較高，供電要求較高。
儲能系統在城市電網中，能夠提高系統的可靠性，同時在不同的場景下，要用到不同的儲能方式。第一產業在城市產業中的比重比較低，因此暫不考慮對儲能技術的需求。在第二產業中，工業對供電性的要求比較高，而且整體需求比較平穩，晝夜峰谷差不是很大。所以我們可以對工業中不可中斷的負荷選用功率型的儲能系統，對于負荷用量比較大的，選擇能量型的儲能系統。第三產業的負荷容量也比較大，峰谷差比較明顯，持續時間比較長，在這個場景中我們建議應用能量型的儲能系統。而對于居民用電來說，目前對電能質量要求不太高，對儲能系統配置的需求還比較小，因此我們會考慮未來會用分布式能源來介入，加上用一些鼓勵政策，降低儲能成本，提高居民用電的穩定性。
儲能系統在城市電網中的典型應用模式
第一種是削峰填谷，持續時間在2到6個小時，需要根據具體區域中負荷峰谷持續時間來選擇，它的應用場合大多是用來應對日益增長的高峰，或者是在一定功率下進行放電，在并網模式下工作。
第二種是應急電源應用模式，持續時間大概2到4小時，一般用在緊急場合中，比如一些變電站被破壞，或者計劃維修等。對應的應用模式既要能夠并網運行，同時也要滿足自動切換、聯網運行。
第三種是備用容量模式，對儲能技術和功率需求會根據某一區域的配電以及增長值來選擇，持續時間為一天。這種模式的應用場合又細分為以下幾種：超出而定變壓器的備用、為重要負荷提供備用、未來電力需求增長超出預計時的備用、應用配電網改造延期場合等。備用容量是用并網方式的模式來運行。
城市電網儲能的典型選址方法
城市電網儲能的典型配制方法主要包括：儲能介入對調整配電網的電壓分布，調整電壓分布差，以及減少配電網的網損三個方面進行分析。
我們可以看到，儲能介入對儲能接入點的電壓是有影響的，主要影響因素在于儲能功率的大小、儲能的位置、以及運行的功率因素。我們通過不同的注入，不同儲能位置的介入，還有對不同儲能功率參數的運行方式進行分析，主要得出以下結論：第一，儲能系統的容量增加會對調整分布產生明顯作用，但如果儲能系統的容量增加到一定時候，會對接入點的電壓造成影響，因此我們要選擇合適的儲能系統容量；另外一方面，對儲能系統介入位置的分析結果是，當儲能系統介入線路末端，對改善提高電壓的作用更加明顯；第三，在系統低功率運行的時候，對這個系統電壓更加明顯，能起到改善偏差的作用。
負荷變化率可以通過調節儲能充放電來改善，同樣，我們也對這幾個方面的影響因素進行了分析。當儲能容量介入一定系統時，它的短路容量增加，在低功率因素，無功的基礎上，偏差更加明顯。
從理論上分析，我們總結出以下幾點規律：對于儲能系統，介入的選址是基本原則，第一是要盡量安裝在線路末端，儲能線路末端對提高電壓支撐作用更加明顯；第二，優先考慮供電節電；第三，選擇電壓靈敏度高的節點，這些節點的支撐作用更明顯。
對于備用方式和類型來說，分散式的儲能比集中式更加有利，可以有效減少對電網的依賴，同時減少對線路的網損，因此可以選擇一些混合型的儲能、功率型儲能等。
儲能系統在城市電網的經濟性分析
在應用場景中，收益大概來自削峰填谷的投資收益、降低網損、應急電源收益、備用容量體系的收益。
其中，應急電源收益可以通過減少地區的停電損失，反映出儲能系統對提高電網可靠性的作用。另外應急電源的應用還體現在可以帶來很多的社會效益，這一點不能具體進行量化。
備用容量體系可以節省其他容量支出，這方面需要用綜合效應理論進行計算，而不是簡單的加和。
以上就是我的演講內容，希望能對大家在儲能應用方面的了解起一些參考作用。謝謝。
主持人：
以前我經常被人問到，到底儲能系統做多大？功率和容量怎么配制？放在哪兒好？通過葉博士剛才的介紹，我們都可以找到答案，再次感謝葉博士的精彩演講。
我們下一位演講嘉賓是來自美國UniEnergy技術有限公司總裁楊振國博士，他演講的主題是《新一代全釩液流電池的應用》，大家歡迎。
楊振國：
首先我簡單介紹一下UniEnergy公司。UniEnergy是美國一家公司，位于西雅圖北部。我們是儲能設備制造商，工作重點是進行技術革新，建立合作伙伴，同時也強調質量控制。
通過技術革新，我們研發了新一代礬液流電池。我們使用了新一代電解液和電堆，此外還對電子和店里進行控制，形成集裝箱化的系統。最近我們推出了復核單元，是大型的兆瓦級系統，高度集成，我們會建一些混凝土地面，然后放置集裝箱，接上電源系統就可以運行。我們現階段的計劃是，到明年年初至少要裝3個兆瓦級的系統。
礬液流電池有以下優點：由于這種電解液的穩定性，可以用高一些的濃度，加上利用率，實際上能量密度會高出很多，而在實際的系統堆設置上，我們可以縮小占地面積，進行集裝箱化；第二，可適應的溫度區間比較大，在零下40度不會結冰，溫度上升到50度的時候也可以操作；第三，用新型電解液可以改善穩定性和電池性能。這些由于化學而帶來的優點，在工程化和系統設置上都能體現出優勢。
剛才講到電堆，其實中國有很多企業這方面做的很好，而且也在準備大規模生產。希望能在質量控制和價格控制方面作的更好。另外我們認為，電解液也要形成產業化，礬化學的精煉、產品的增值都很重要。
在集裝箱方面，集裝箱更便于運輸，但是需要從制造、組裝、安裝等方面做的更加精確，做好質量控制。
另外我想強調一下電池的安全性。從技術上講，水劑本身就是滅火劑，同時水的熱容量非常大，當大體積的電池充滿以后，電化學反應照常進行，有一定的危險性。另外還有腐蝕性方面也需要注意。在美國，操作這種電池的時候，一定會有單個的控制，針對系統安裝有很厚的說明書。
在電池價格沒降下來的時候，我們希望可以用調頻、儲能等方式讓電池給我們帶來更多利益，使用的地方多了，綜合效益也就多了。在儲能市場還沒有完全成熟之前，這一點也非常重要。
我們總結了一下，在礬液流電池系統中，第一沒有火災危險；第二，通過增加電池部件的壽命來增加電池使用的循環次數，因為發電站要求的壽命會比較長，所以不論是一塊電池的效率還是一個電堆的效率，都應該考慮到；第三是成本，要綜合考慮項目造價和循環次數之間的關系。
在我們的項目中，國家實驗室給予了我們大力支持?，F在我們有40個工程師，還有一部分人專門做銷售和市場。
以上就是我的演講，謝謝大家。
主持人：
謝謝，下面有請日本礙子株式會社鈉硫電池事業部設計部部長玉越富夫先生，大家歡迎。
玉越富夫：
感謝主持人的介紹。
很榮幸能來這里向大家介紹鈉硫電池。今天我主要講四方面內容，首先是過去十年的有關應用，第二部分講如何加強新電池的安全性，第三個部分是最新的相關應用，第四部分是我們研發的一些項目。
過去十年的應用
我們從2002年開始投產，現在共有45兆瓦的裝機系統，其中27萬在日本，其他的分布在北美、中東和歐洲地區。在日本東京，95%的系統用在了消費系統方面。我們自2003年以來就開始運行削峰填谷系統，接下來也會涉及可再生能源領域。
新電池的安全性介紹
我們的風能項目與電力公司合作開發應用，通過用鈉硫電池不斷產生電力。新的鈉硫電池主要關注安全性，在日本我們曾經經歷過一些火災，這些火災的根本原因在于整個電池模塊內部短路，而持續的短路會造成大量熱量，然后導致起火。
在我們新的30千瓦電池模塊中，減少了整體容量，進一步降低了能量密度，每一塊電池和周邊的其他模塊之間都放置了防火板，如果一塊電池著火，不會對周邊的其他電池產生任何連帶影響。因此，我們在進一步提高電池效能的基礎上更好地確保安全性。
鈉硫電池最新應用
鈉硫電池進一步滿足能源增長是需要，我們使用有效的發電機，進一步節約能源?，F在12兆瓦的電池已經投入使用，8兆瓦的也在推進當中，目前遇到的問題是電力運輸，因此我們進一步加強這一方面，推進微電網和智能電網的應用。另外我們也參加了日本的一個示范項目，明年會有4.2兆瓦的項目。
最新發展趨勢
我們正在研發200千瓦的鈉硫電池包、電池組件，并且會研發一種帶熱絕緣和鈉硫電池的組件。鈉硫電池在充電過程中溫度會進一步上升，在此情況下，組合使用制冷風扇可以進一步加強鈉硫電池的效率。
我們在中國的一個項目，是在集裝箱中放入50個模塊，這個示范項目從去年12月份開始，每天大約放電1.44兆瓦時。
日本政府對鈉硫電池的發展提供很多支持，出臺了一些激勵政策，也為廠商提供經濟支持，以便實現政府的能源目標。
謝謝大家！
主持人：
謝謝玉越富夫先生，尤其是他為我們講解了安全方面的問題。
下一位演講嘉賓是三星（SDI）儲能部門業務開發經理&市場部總監 Andrew Kwon 先生，有請。
Andrew Kwon：
非常感謝，我的名字是Andrew Kwon，主要負責三星的儲能開發業務。
我在儲能方面有5年多的經驗，在過去的5年里，我認為滿足市場需求非常重要。三星在整個應用方面、市場方面以及成本方面都會對未來進行考量，今天探討的內容也會與此有關。首先我將簡單介紹一下三星在客戶方面有哪些核心競爭力，然后介紹三星在全球范圍內的業務情況，最后講一下三星的儲能業務。
三星集團在起家的時候主要是做半導體，之后發展到電子領域，再然后進入到電動汽車和儲能業務。目前三星依然是電子領域中的市場領袖，同時我們也很高興能為電動車提供電池產品，以及將電池產品用于儲能領域。三星在電池領域的研發晚了十年，但現在所占的市場份額并不小。而且我們的技術、自動化生產、安全性方面都做的不錯。此外，我們還有個非常重要的優勢，就是有從原材料到最終的整合解決方案。
在市場解決方案中，我們有一款家庭使用的產品，是從1到20千瓦時的產品，這款產品去年已經進入了日本市場。日本的儲能市場發展很快，尤其是住宅領域和商業領域，都是兆瓦級的規模。另外在美國的夏威夷、加州等地，可再生能源占比也不少，而加利福尼亞也訂立了2020年新能源使用目標，所以對于發電廠來說，都必須增強對電網的管理。
目前韓國已經有法律規定在電網中，可再生能源要占的比例，未來4年中，安裝新的電池、在建的變電站總的瓦數、可再生目標、容量等，都有明確目標。這些都需要大量資本支出，同時也能為市場帶來更大的增長空間。我們的儲能業務目前主要是在韓國，明年在中國的西安會開展電動汽車方面的項目，在英國電力網絡我們也將開展儲能項目。
在整個發展過程中，我們的第一驅動力是政府對我們的支持；第二是可再生能源的利用率在不斷提高，我們需要有更好的發展；第三，我們需要發展電動汽車、供電網絡等基礎設施。
去年，我們智能電網的規模大概是1670億美元，今年是3230億美元。到2020年，可再生能源在其中所占的規模要達到350億美元左右。屆時，我們也會大量開展儲能電池、電動車、集裝箱電池等項目。
到2020年，我們預計市政會有大約23GW的儲能需要，我們會快速發展技術、降低成本，在經濟供應鏈上為整個儲能系統發揮作用。
以上就是我的分享，如果大家想進一步了解我們的儲能系統，可以登錄我們的網站查看。非常感謝！
主持人：
下一位嘉賓Eos Energy Storage 公司總裁 Steve Hellman先生，他要給我們演講主題是《通過使用EOS 創新科技提升區位儲能市場承載能力》。
Steve Hellman：
大家好，很高興能來參加這個會議，與大家一起探討儲能領域的話題。
首先我想跟大家簡單介紹一下儲能市場在美國和歐洲的相關經驗，以及對中國市場的一些相關影響。
對于我們來說，儲能是一個商業問題而不是技術問題，因為隨著技術的發展，可以進一步解決很多商業問題。在美國和歐洲的發展過程中，曾經產生過一系列復雜的問題，比如提高效能、對消費者的驅動力等。通常來講我們會選擇低成本的解決方案，通過提高周期來降低成本，進一步增加整個能源儲備相關的資本，提高效能。
在設備當中與設備之外的能源切換都是相當重要的，能源密度和安全性也非常重要。在儲能應用中，我們要提供一系列峰值發電能力以及峰值發布能力，保證整個儲能負荷中心的安全性和緊湊度，我們非常不愿意看到起火的現象。
我們選擇與有商業難題的企業進行合作，幫助他們找到解決方案。目前我們在美國和歐洲有很多合租伙伴，與以色列電力運輸公司和國家電網也有合作。我們幫他們尋找解決方案，然后進行檢測，并最終實施方案。
我們根據幾個標準來選擇電池系統。首先是成本，其次是這種電池系統是否可以與其他電網系統連接使用。此外我們針對高峰時期的電網使用集裝箱，能量密度比較高，而且對于任何儲能系統，它的放電系統都很好。目前我們使用的不管是鋰電池還是鈉硫電池，在應用方面都還不是非常完美。在美國，儲能成本很大一部分來自天然氣成本的支出，我們的電池可以提供同樣的產能，而且更廉價。
2003年我們曾開展過一個項目，這個項目發展到2012年的時候，我們重新制定了整個的商業投產計劃，讓它成為可以并網的電力系統。今年我們會對所有技術能效進行一系列的回顧，未來會進一步降低成本。同時我們也正在把一些產品進行示范項目投產，我們要做的是提供解決方案，而不是通過實驗室進行驗證。目前我們與第三方的制造商已經展開了合作，我們將共同分享成果。另外在比利時的實驗室里，我們也進行過相關驗證。
在過去的一年里，整個儲能系統進行了大變革，我們看到儲能方面的采購量很大，這一點可能與儲能成本的進一步下降有關。美國的儲能產能大部分來自加利福尼亞和夏威夷，采購工作主要由電力公共部門進行。我們與采購部門對儲能價值的定位一致，在理念方面也相互認同。
我們的一個合作伙伴，在電網層面關注儲能系統，主要是想用儲能系統進一步代替分散的系統，有效結合能源價值、基礎設施價值和項目價值，提高投資回報。在整個電力系統中，我們監測到的儲能價值，大概回報率在20%左右。
在我們看來，中國市場的儲能系統有很大驅動力，因為目前中國大部分還是用煤炭發電站，只有很少的循環系統，可再生能源還有待進一步發展，比如城市地區的消費密度很高，對能源強度的需求也很大，另外電動汽車發展也很快，這些都對儲能有需求。當然，中國也會面臨很多挑戰，整個能源儲備、產能、技術實施、服務價值等，都需要在市場中進行很好的表達。此外，我們認為政府也需要能源儲備，這是未來發展中非常重要的組成部分。中國的市場非常有序，但同時也很復雜，我們希望能有合作伙伴共同進入市場，而不是孤軍奮戰。
總體看來，我們認為儲能市場非常有吸引力，我們會繼續關注儲能市場的進一步發展，并制定儲能解決方案，最終將方案運用到商業市場環境中。希望能在中國找到好的合作伙伴，將產品分銷出去，運用到消費者手中。
感謝大家的傾聽，如果有什么問題，可以與我溝通，非常感謝。
主持人：
非常感謝Steve Hellman先生。我們下一位演講嘉賓是 帥福得香港有限公司亞洲區銷售總監&總經理Philippe ULRICH先生。
Philippe ULRICH：
女士們先生們下午好，非常高興有機會跟大家分享我們所做項目的一些經驗。首先跟大家來介紹一下，帥福得是一家在電池方面的專業公司，我們只生產電池產品且已有100年的歷史。
我們在印度、珠海、包括在離澳門附近都有自己的工廠。我們的銷售額是62400萬，客戶主要涉及航空、鐵路、大眾交通以及清潔能源存儲領域，我們的電池可用于一些航空和國防活動，以及眾多的電表、天然氣表上，我們的電池具有12到15年的使用壽命。同時我們還有鋰子電池等產品。在我們的工廠里，我們為不同的市場分區來生產不同類型的電池。
在細分市場方面，我們剛剛推出了應用于航空系統的鋰離子電池。自1999年開始，在航天、航空領域中，累計有近100枚衛星使用我們電池；近幾年軍事航空領域也開始使用我們鋰離子電池，其中我們的項目中就包括第一個使用鋰離子電池的航天器。另外，我們還為印度的電信行業供應鋰離子電池，目前該市場使用的電池大約有150MW，在這一市場我們擁有25%到30%的市場份額，且仍在持續增加。我們在國防領域也有應用。另外在特殊車輛等可移動交通運輸設施方面也同一些國家和地區有合作。我們還有很多島嶼項目，而且島嶼的電網管理要更加復雜。
我們是一站式服務的公司，提供集成化產品，并在自己的工廠生產這些電池。我們提出了模塊的概念，并獨創出溶劑的整合。我們非常關注安全問題，并確保在系統中沒有過于老化的零件。我們有時會同合作伙伴一起完成逆變器的現場安裝。如果有需求的話，我們也會提供維護、培訓等服務。截至目前，我們所開展的工作，涵蓋了發電，輸電，配電、用電這些不同的應用領域，每個領域都有我們相應的產品。
我們的業務涉及了解客戶需求，提出方案（包括容量、性能、熱交換、生命周期、放電的深度等），以及項目完成后的監控和后續的方案優化等。
在實際運營中，電池并非成本的全部，網損的成本也要計算進來，由于技術可能要持續10-12年，因此電池的壽命成為我們一個新的課題。我們通過在電池壽命方面的應用技術，在不干擾主網頻率的情況下達到節約成本的目的。此外還為客戶減少了二氧化碳的排放，提高了能源可靠性。
綜上所述，我們在技術、專家、解決方案以及產品方面都具有一定的優勢和競爭力。
謝謝大家。
主持人：
我們下一位演講嘉賓，是ABB 集團智能電網部集團高級副總裁 Jochen Kreusel先生，他演講主題是《提高使用大規?？稍偕茉措娫吹碾娏ο到y靈活性的主要方式》，有請。
Jochen Kreusel：
我是今天下午最后一位嘉賓。我很難補充一些知識，因為更多的知識已經被大家講過了。
我很高興來到這里，我主要負責ABB集團電網方面的一些工作，我們現在正在面臨很多變革和挑戰，這就需要新的技術提供支持。ABB一直活躍在整個電網產業鏈，我們在產業鏈中起到了非常重要的作用，同時我們也愿意了解在整個產業中的一些機會和挑戰，并為大家提供解決方案。我們也非常關注智能電網領域。我認為電力系統需要整個負荷的平衡，需要良好的資源分配，而且儲能也可以為電網提供幫助。
在儲能系統方面，我們有很多商業案例，大家之前也談到了很多不同的電力應用，在這方面我認為我們達到了廣泛的共識：現在儲能已經不是技術問題，而是商業模式問題。我們將要面對的不同選擇，并不是針對儲能系統，而是其提供的功能。我們所看到儲能系統，并非僅有成本差異。還包括選擇不同系統所帶來的不同功能。ABB進入電力行業以來，我一直在努力進總結過去的經驗，并發現我們未來應該面對的問題。
儲能系統為大的電力系統提供穩定的管理。電力行業正在面臨變革，我們也需要更深入地進入風能和太陽能領域，深入儲能領域，解決存在的問題。
歐洲有很多先進的電池技術，同時也有很多相關需求。盡管就傳統解決方案而言，電池技術十分重要，但它并不能很好地解決儲能問題。而當儲能系統融入到某一地區的市場、網絡、以及監管體系中時，可再生能源解決方案會表現得更為出色。
在過去兩年里，可再生能源在德國等國家變得越來越重要。眾多擁有峰值的電廠因在商業層面不被看好而被關停，因為剩余的電量產能對于傳統電場來說非常不利，這就需要在整個運營層面上做出調整。很多傳統電廠開始加裝儲能設備，盡管還不普遍，但這將是未來的發展趨勢。
傳統的儲能方式是包括水利發電站等，可以讓所有電網在不太同的天氣環境和負荷條件下整合在一起;天然氣儲能也是儲能的重要組成部分，但ABB在天然氣儲能方面投入較少。
在電池儲能方面，我們有很大的機會。隨著全球市場上的不斷發展，我們也需要更多的方案去抓住機遇。我們在德國的項目正在討論有關電池系統的安裝和補貼、上網電價等問題。在沒有任何激勵政策的情況下，可再生能源方案確保符合當地的一些標準，仍可能進行商業化。
除了技術層面，我們還發現客戶在儲能方面以及靈活性方面有很多需求，而可再生能源的利用進一步加大了這些需求。我們將這些可再生能源整合應用到儲能中去，利潤率得以進一步提高。在目前的市場中，可再生能源的比例正在逐步增加，這也讓電網電價有了很大的差距。在歐洲，太陽能的與電網的關聯度很高，但是水電站則較差，但我也相信水電會在歐洲迎來復蘇。
現在電動汽車的快速充電變得越來越重要，一些國家已經在全國范圍內推出充電設施。由于電池是電動汽車零部件中較為昂貴的部分，因此如果實現電池的二次利用，將進一步提升電動汽車的經濟效益。對于這一點，ABB也正在進行相應的測試。
在可再生能源電力系統中，對靈活性的需求在不斷增加，并可以通過很多方法來滿足這一需求，而并非全部問題都必須用儲能解決，比如說我們可以針對電網來解決這些問題。通過儲能系統，將其他的基礎設施來進行互聯，就可以具有廣泛的應用空間，且具備可觀的經濟效益。
我認為，對于特定的業務案例需要全面了解，并選擇最匹配的電池技術，但適合的環境控制系統也非常關鍵。我們還必須從更全面的角度來控制成本，除此之外我們還要實現成本和應用范圍的平衡。
我希望我的補充對大家有用，謝謝。
主持人：
好，我們非常感謝今天的演講嘉賓為我們帶來一下午的精彩演講。
我們今天的會議到此結束，謝謝。
（電池中國網站獨家內容，如需轉載請注明出處。）
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