儲能或是分布式光伏健康發(fā)展的救命稻草

　　

　　光伏產(chǎn)業(yè)對于中國的意義是空前絕后的，中國對于光伏產(chǎn)業(yè)的扶持也是空前的，中國戰略性能源在過(guò)去的數年，長(cháng)期受制于歐美各國，而光伏發(fā)電是不受空間地域限制，或許隨著(zhù)技術(shù)的革新未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)能夠幫助中國擺脫困境;目前光伏產(chǎn)業(yè)已然成為具有中國特色的標志性產(chǎn)業(yè)，其世界性地位無(wú)人能夠撼動(dòng)，中國政府對于光伏產(chǎn)業(yè)的扶持有效穩固住了這一絕對性?xún)?yōu)勢。但是扶持和補貼的根本不在于穩固地位，而是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，真正由政策襁褓下的光伏強國，走向光伏產(chǎn)業(yè)的世界第一。而這一目標正在實(shí)現，光伏補貼退坡就是最好的證明，而中國光伏未來(lái)也必將成為世界光伏的佼佼者。而儲能能否成為如火如荼的光伏產(chǎn)業(yè)的阻燃劑呢?答案是肯定的。

　　

　　儲能對于光伏來(lái)說(shuō)就像水之與青蛙，有水的青蛙才能過(guò)的舒心得意。有了儲能，光伏發(fā)電能夠有效平衡掉太陽(yáng)能發(fā)電的缺點(diǎn)，如不連續性、功率不穩定性等，電網(wǎng)端對于分布式光伏的調峰調谷，功率匹配都可以借助儲能設施來(lái)實(shí)現。同時(shí)儲能也是未來(lái)智能微電網(wǎng)必不可少的組成部分。

　　

　　隨著(zhù)技術(shù)的成熟，智能電網(wǎng)可以根據分布式光伏的發(fā)電功率特性智能匹配一個(gè)合適的介于最小值和最大值之間的并網(wǎng)功率，當功率過(guò)剩時(shí)光伏發(fā)電系統為儲能系統充電，當太陽(yáng)光線(xiàn)較弱時(shí)，光伏電站功率達不到要求時(shí)，儲能系統自動(dòng)補足系統欠失功率，電網(wǎng)或許更愿意接受分布式能源，鑒于目前十個(gè)光伏電站十一個(gè)想并網(wǎng)，而電網(wǎng)對于分布式能源并網(wǎng)比例要求苛刻(不同地區并網(wǎng)比例不同，整體最低15%左右，最高20%左右)，儲能的應用勢必增加這一比例;對于離網(wǎng)系統儲能自然更加必不可少，但是目前離網(wǎng)光伏系統少之又少，很重要的一部分原因是蓄電池成本過(guò)大，且使用壽命有效，未來(lái)多樣化儲能設施和儲能新技術(shù)也勢必降低這一成本，屆時(shí)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統勢必又將進(jìn)入一番新的天地。

　　

　　儲能系統助力光伏應用多元化

　　

　　1.氫氣儲能

　　

　　有機構預測下個(gè)能源時(shí)代將是氫能時(shí)代——以氫能作為主要能源的時(shí)代，氫能是絕對的清潔能源，且地球上氫的獲取來(lái)源廣泛，氫能供能的產(chǎn)物是水，是理想的未來(lái)能源。

　　

　　“在新能源汽車(chē)的三分天下市場(chǎng)中，氫燃料電池汽車(chē)將來(lái)必占其一!”在中國科學(xué)院院士衣寶廉曾如是說(shuō)道，與一般電動(dòng)汽車(chē)相比，氫燃料電池汽車(chē)加氫過(guò)程僅需幾分鐘，且一次加氫的續航里程可達500公里至700公里，氫氣內燃機或者氫氣燃料電池是氫氣動(dòng)力車(chē)的主要動(dòng)力技術(shù)，雪佛蘭、奔馳、本田、現代等汽車(chē)企業(yè)均發(fā)布了相關(guān)的概念車(chē)。自2015年初豐田發(fā)售第一款量產(chǎn)型氫燃料電池汽車(chē)起，氫氣作為新的能源燃料以一種更貼近人們日常生活的方式走進(jìn)了公眾的視野。近兩年地方政府、資本和企業(yè)競相進(jìn)入，爭奪氫能汽車(chē)市場(chǎng)。而氫能的發(fā)展能否助推光伏制氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呢?答案是任重而道遠，制氫的途徑很多，熱化學(xué)法制氫、光電化學(xué)分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫，同時(shí)也可以可直接用氫作為能量的載體，再將氫與二氧化碳反應成為合成天然氣(甲烷)。而光伏發(fā)電只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一種，真正走向產(chǎn)業(yè)化道路還有好久要走，而光伏發(fā)電自身不受空間地域限制的特性，又極其適合未來(lái)氫能源供給站的自產(chǎn)自銷(xiāo)，尤其是偏遠地區，減少了許多運輸成本和運輸的不安全因素，而這一切的基礎是建立在光伏制氫技術(shù)有重大突破的基礎上。

　　

　　2.光伏儲能新思路

　　

　　不久前中國科學(xué)家研發(fā)了一種“全天候”發(fā)電的太陽(yáng)能電池，傳統太陽(yáng)能電池并不能把所有的太陽(yáng)能吸收利用并轉化為電能，只有較少一部分光能被有效利用，然后轉換為電能。“全天候”太陽(yáng)能電池得轉化效率遠高于傳統太陽(yáng)能電池。原因在于這種太陽(yáng)能電池可以將沒(méi)有被吸收的可見(jiàn)光與近紅外光的能量?jì)Υ嬖陔姵仄牟牧现?，太?yáng)下山后再將其以單色可見(jiàn)光的形式釋放出來(lái)。單色可見(jiàn)光通過(guò)內置的光吸收劑吸收后轉換為電能，達到太陽(yáng)能電池在有無(wú)陽(yáng)光的存在的條件下都可以發(fā)電的設想。優(yōu)化的全天候太陽(yáng)能電池太陽(yáng)光照時(shí)的光電轉換效率為10%，在夜晚的光電轉換效率為25%以上。同時(shí)，這一類(lèi)太陽(yáng)能電池在夜晚的發(fā)電時(shí)間可以持續數小時(shí)。

　　

　　引入的這種能量存儲材料，為我們未來(lái)發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)提供了新的思路，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和成熟，未來(lái)或許真的可以克服太陽(yáng)能發(fā)的自身的不足，真正實(shí)現不受天氣和環(huán)境的影響。同時(shí)我們強烈希望有關(guān)研究機構奮勇直前，尋找出更加適合于光伏電池表面儲存能量的材料和技術(shù)，再加之高效太陽(yáng)能電池技術(shù)，屆時(shí)，太陽(yáng)能電池也許能夠和傳統電池相抗衡的能力了，且其運行場(chǎng)景和適用范圍也將發(fā)生翻天覆地的變化。

　　

　　3.機械類(lèi)儲能

　　

　　機械類(lèi)儲能一直是備受世界各國寵愛(ài)，早在上個(gè)世紀歐美和部分亞洲國家就利用機械類(lèi)儲能方法對分布式能源進(jìn)行儲能，機械儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等，鑒于其技術(shù)相對較低，是早期儲能設施的首選，缺點(diǎn)就是工程量浩大，能量損失嚴重。

　　

　　而筆者認為，機械儲能依然有和光伏發(fā)電相輔相成的地方，如抽水儲能，我們可以利用直流電機帶動(dòng)水泵，避免了復雜光伏系統的電能損失，在野外等特殊場(chǎng)合，太陽(yáng)能輔助農業(yè)蓄水市場(chǎng)前景廣闊，同時(shí)隨著(zhù)光伏系統成本的下降和光伏系統本身的簡(jiǎn)化，勢必成為農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的香餑餑;壓縮空氣儲能，可以通過(guò)建立工業(yè)區集中式壓縮空氣站，利用直流壓縮機集中壓縮空氣，能夠大大減少工業(yè)用壓縮空氣的使用成本;

　　

　　4.化學(xué)儲能

　　

　　化學(xué)類(lèi)儲能主要包括蓄電池儲能，鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等，且目前技術(shù)也都較成熟，蓄電池的應用場(chǎng)景遍地，對于后期維護有得天獨厚的優(yōu)勢，目前電池儲能是這個(gè)儲能行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，未來(lái)也必將占得巨大的市場(chǎng)份額，寶馬、特斯拉都電池大廠(chǎng)都樂(lè )忠于電池儲能的實(shí)施，加之電池技術(shù)提升，二次鋰電池回收利用，也將成為大型儲能電站的原材料。

　　

　　而筆者認為，傳統電池儲能的發(fā)展極利于太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)品線(xiàn)的豐富，發(fā)揮出光伏發(fā)電得天獨厚的優(yōu)勢所在，如野外離網(wǎng)發(fā)電系統、便攜式光伏、光伏野外救援系統等等。而實(shí)際光伏產(chǎn)業(yè)目前的焦點(diǎn)恰恰在另一方面，相信未來(lái)戶(hù)用光伏發(fā)展起來(lái)之后，各大廠(chǎng)商應該會(huì )樂(lè )忠于對光伏產(chǎn)品線(xiàn)的豐富和太陽(yáng)能電池對于光伏延伸產(chǎn)品的匹配，創(chuàng )造出更加實(shí)用的多元化光伏產(chǎn)品。筆者也希望未來(lái)化工、提純、電鍍等等電化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域能夠與光伏發(fā)電進(jìn)行深入匹配，減少二次轉換，提高光伏電能的利用效率。

　　

　　儲能技術(shù)一直備受各國能源、交通、電力、電訊等行業(yè)的關(guān)注，對發(fā)展分布式能源產(chǎn)業(yè)意義重大。氣候變化驚恐后，各國大力發(fā)展可再生能源，而由于技術(shù)原因和規劃不當，棄風(fēng)、棄光問(wèn)題嚴重，可再生能源(光伏、風(fēng)力發(fā)電等)的發(fā)展受到了嚴重制約。因此，儲能技術(shù)的提升和創(chuàng )新就成為了可再生能源健康發(fā)展的救命稻草?？梢哉f(shuō)說(shuō)，儲能技術(shù)水平在某種程度上將決定太陽(yáng)能等能源發(fā)展水平。中國提出的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見(jiàn)也勢必將中國儲能提升到一個(gè)新的高度。儲能產(chǎn)業(yè)的高度提升，也將成為太陽(yáng)能發(fā)電多元化的助推劑。