01、中國工程院院士高翔：液流電池正步入GW級時代，可以發展耦合長時儲能的新型電廠

中國工程院院士、浙江工業大學校長高翔，長期致力于能源與環境領域的基礎理論、關鍵技術及工程應用研究，在清潔能源、碳污減排、資源循環等方向取得系列創新成果。

當前，我國構建新型儲能體系需要破除哪些障礙?國內規模化的長時儲能研究進展如何?

記者：綠色低碳轉型離不開儲能技術的發展，您認為構建新型儲能體系需要破除哪些障礙?

高翔：風電、光伏等可再生能源具有間歇性、波動性的特征，我們需要基于不同儲能技術的時間尺度、能量品位特征，綜合考慮儲能功率與儲能容量的匹配，發展規模化、高安全、長壽命、低成本的混合儲能系統，以滿足多時間尺度、多應用場景的儲能需求，構建支撐可再生能源規模化應用的混合儲能技術體系。

記者：談及規模化的長時儲能，目前國內的研究進展如何?形成了哪些相對成熟的解決方案?

高翔：近年來，我國在儲能尤其是長時儲能領域取得了較好進展，并正在加快推進大容量、長時間尺度的電儲能、熱(冷)儲能、氫(氨/醇)儲能等技術研發及示范應用，探索出了一些相對成熟的解決方案。如電儲能技術進入了商業化發展的新階段，如液流電池正步入GW級時代;熱儲能技術已在火電靈活性改造、光熱發電等場景中實現應用;氫儲能可以儲電，也可以儲氫及其衍生物(如氨、醇等)，已作為燃料在工業生產、交通運輸等領域得到了初步應用，其中綠色甲醇燃料在杭州亞運會主火炬得到了應用。

未來，可以發展耦合長時儲能的新型電廠，通過煤電與風光等可再生能源多能互補耦合儲能發電，結合碳捕集、綠色燃料制取、高效摻燒等技術，實現低碳供電/供熱。總體上，大多數的長時儲能技術仍處于研發或示范應用階段，離大規模應用仍有差距，需要不斷迭代。

02、液流電池隨著混合儲能應用快速滲透

近期，工信部發布《新型儲能制造業高質量發展行動方案(征求意見稿)》，提出鼓勵結合應用需求探索開發多類型混合儲能技術。

據了解，混合儲能系統采用兩種或兩種以上具有不同性能特點的儲能技術組合，以提高系統整體性能。在業內人士看來，該模式能夠在彌補單一儲能技術缺陷、提升系統效率的同時，推動多種新興電池技術發展，前景廣闊。

混合儲能通過互補性能強、功能多、風險分散和綜合效率高等優勢，能夠實現“1+1>2”的效果，因此備受業內關注。2022年，國家發改委、國家能源局印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》提到，結合系統需求推動多種儲能技術聯合應用，開展復合型儲能試點示范。

在項目示范方面，國家能源局今年初發布《新型儲能試點示范項目名單》，共56個項目入選，其中包括山東省利津縣795MW/1600MWh、山西省朔州市平魯區100MW/200MWh、新疆維吾爾自治區哈密市伊州區256.5MW/1000MWh在內的7個混合儲能項目。入選的混合儲能項目之多成為此次新型儲能試點示范的一大亮點。

整體來看，混合儲能形式多樣，以“磷酸鐵鋰+”為主，包括“磷酸鐵鋰+液流電池”“磷酸鐵鋰+飛輪”等。業內分析認為，當前，我國電化學儲能以磷酸鐵鋰電池為主，而混合儲能能夠解決單一磷酸鐵鋰技術路線存在的短板。并且，在某一儲能技術發生故障或失效時，其他技術仍可以繼續提供能源存儲和釋放。

混合儲能技術在能源系統應用中的關鍵技術

(1)優化配置技術

合理的優化配置是長短周期混合儲能優化調控運行的前提，能夠提升電力系統的靈活性和穩定性，優化能源結構，提高經濟效益，并促進能源的可持續發展。然而儲能設備種類多樣，在性能參數、成本效益、環境影響、市場需求和技術成熟度等方面差異顯著，需要根據不同的場景需求并綜合上述差異特征選擇合適的儲能設備，且同一種儲能設備也存在不同的功率/容量規模可以選擇。此外，新能源接入電力系統的電壓等級、電氣位置及地理分布也對儲能系統的選址提出了更高的要求。因此，長短周期混合儲能系統的優化配置主要涉及3個方面：選型、選址和定容。

針對儲能系統優化配置軟件和平臺的開發，國內外已有多個機構進行了嘗試并取得了一定的成果，但仍存在功能單一且操作復雜、模型的普適性和適應性不足、技術集成和創新能力有待提升等問題，未來的儲能優化配置平臺開發應注重提升功能的綜合性和適應性，增強技術集成和創新能力，提供更加準確、高效和便捷的儲能系統優化配置服務，推動儲能技術的發展和應用。

(2)協同控制技術

由于長短周期儲能運行控制特性不同，高效可靠的協同控制策略是確保長短周期儲能系統高效管理能量及優化目標實現的關鍵前提。長短周期混合儲能的協同控制一般接收來自上層的控制信號，通過控制算法對底層變流器進行差異化控制，以保證儲能單元、逆變器在系統中的協調運行。協同控制技術可分為經典策略和智能策略，兩者主要區別在于經典策略通常需要準確的系統模型，并對參數變化敏感，而智能策略不需要準確的模型并且對參數變化具有魯棒性，包括非線性控制、模型預測控制、模糊邏輯控制及人工智能控制等策略。

圖1 長短周期混合儲能協同控制策略分類

(3)能量管理技術

能量管理在長短周期混合儲能系統中同樣扮演著至關重要的角色，其核心任務是在遵循各類運行約束條件的基礎上，充分考慮各類儲能的工作特性、循環壽命以及耐久性限制，結合源荷預測和調節需求，合理分配各儲能單元的輸出功率。目前，按照實現方式可以分為基于系統規則、基于優化算法和基于智能算法等三大類能量管理技術。

圖2 能量管理技術相關優化算法

不過，盡管混合儲能頗具優勢，項目建設也已取得一定進展，但要實現更廣泛的商業化應用仍存在挑戰。據了解，目前，混合儲能產業鏈尚不完善，且不同類型的儲能設備之間存在相互作用和協作的關系，管理復雜。

在業內人士看來，未來儲能應用將朝著多場景、多技術路線和多元化方向發展。綜合優化儲能成本和性能將是當前和未來電力系統儲能布局的重點方向。通過混合儲能，充分利用不同儲能技術的長處，將實現更高效、更靈活的能源存儲和管理。

今年以來，眾多混合儲能項目進入并網期。業內有分析認為，伴隨著越來越多的混合儲能項目走向實際運行驗證，混合儲能將迎來跨越式增長，未來幾年內有望在特定市場領域內實現更廣泛的商業化應用。

另外，業內也有觀點認為，混合儲能的發展，將為各類新型電池技術帶來更多應用空間和市場機遇。液流電池、飛輪儲能等部分新型儲能成本較高、規模尚小，或隨著混合儲能應用實現快速滲透。