第七屆虹橋國際經濟論壇「新型儲能驅動未來能源變革」分論壇11月5日在國家會展中心（上海）舉行。國家能源局黨組成員、副局長任京東在致辭中指出，新能源大規模發展對電力系統安全穩定運行也帶來了新的挑戰，迫切需要加速發展以新型儲能為代表的電力系統調節能力。
圍繞新型儲能技術、業態和前景，與會業內專家積極建言獻策。多名專家表示，新型儲能是實現碳達峰、碳中和目標的關鍵支撐，將催生能源新產業新業態，已成為世界各國搶占能源戰略和裝備製造業新高地的重要領域。 近年來，我國新型儲能行業在技術裝備研發、示範項目建設、商業模式探索、政策體系構建等方面取得了顯著進展，同時也在技術成熟度、盈利模式、產能利用率方面存在瓶頸。
從「源隨荷動」邁向「源網荷儲」
新型儲能是構建新型電力系統、建設新型能源體系的重要技術和基礎裝備。國際歐亞科學院院士、華北電力大學校學術委員會副主任牛東曉表示，新型電力系統有兩大核心特徵，一是增強了對新能源的吸納能力，使得更高比例的新能源得以併入電網；二是系統引入了儲能技術，這不僅為電力系統帶來了新的元素，還實現了發電、輸電、用電和儲電（即「源網荷儲」）的精細化協同運行。儲能技術已成為新型電力系統的關鍵組成部分。
「新型儲能技術指的是除了抽水蓄能之外的儲能方式，這些技術包括但不限於：電化學儲能（鉛酸電池、鋰電池和液流電池等）、機械儲能（壓縮空氣儲能和飛輪儲能等）、化學儲能（例如氫儲能）、熱（冷）儲能技術等。」牛東曉表示，「電網側儲能技術的主要目的是維持電網的頻率和電壓穩定，確保電網的可靠運行。新能源雖然具有環保和可再生的優勢，但其輸出的不穩定性對電網穩定構成挑戰。儲能技術提供了一種有效的應對策略，通過在電力需求低時儲存能量，在需求高峰時釋放能量，從而平衡電網負荷。」
「此外，儲能技術還能參與電力市場交易，利用電價波動進行套利。」牛東曉進一步表示，在電價較低時儲存電力，在電價較高時出售電力，實現經濟效益，這是一種基於市場機制的經濟行為。
近年來，電力系統的運行模式正在經歷從「源隨荷動」向「源網荷儲」多元互動的轉變。據牛東曉介紹，在以往的幾十年中，電力系統主要遵循「源隨荷動」的原則，即根據用電需求來規劃和指導發電廠的發電與輸電活動。在「源網荷儲」模式下，電力系統通過精細化控制電力負荷和儲能設施，能夠更有效地抑制電網中的頻率和電壓波動，從而增強電網的穩定性。這種模式的實施，不僅提高了電力系統的互動效果和運行效率，還有助於降低運營成本，並提升系統的安全性和可靠性。
中國工程院院士、上海交通大學碳中和發展研究院院長黃震表示，能源供給側轉型的大趨勢是電力脫碳，包括風電、光伏發電在內的可再生能源，從補充能源走向主體能源。加之配以CCUS（碳捕集、利用與封存）的火電及核電作為保障性、調節性電源，共同構成零碳電力系統。在此基礎上，通過需求側的再電氣化和間接電氣化，實現綠電替代、綠色燃料替代和綠色原料替代。
「能源綠色轉型將引發數百萬億投資與產業機遇，一大批新技術、新行業、新業態、新商業模式行將誕生。」黃震說。
發展長時、高安全性的新型儲能技術
實現「雙碳」目標，離不開新型儲能。中國科學院院士、南方科技大學碳中和能源研究院院長趙天壽表示，中國目前的能源結構以化石能源為主，其中太陽能和風能的占比相對較小，僅為5%。為了實現碳中和目標，計劃將太陽能和風能的占比提高至60%以上，使其成為能源結構中的主導力量。能源轉型的進程未能達到預期，主要受到新能源不可控性的影響。為了擴大新能源的利用規模，需要發展長時、高安全性的儲能技術。
「在提升太陽能和風能的利用規模方面，面臨的挑戰是如何克服這兩種能源的不穩定性。」趙天壽表示，儲能技術能夠平滑這些能源的波動，提高它們的實際利用效率。儲能技術在新型電力系統中扮演著關鍵角色，它在發電側、電網側和用戶側都能發揮重要作用。
趙天壽表示，在發電側，當前政策要求可再生能源項目配置2—4小時的儲能。隨著太陽能和風能發電比例的增加，為了避免供電中斷，所需的儲能時長需要覆蓋這些能源的間歇性。在電網側，中國已經建立了多條用於輸送風電和太陽能電力的跨區域電網，但由於發電側功率波動和供需不匹配，這些電網在低谷時段的輸電功率通常超過6小時，因此需要儲能技術能夠覆蓋這些時段，以實現削峰填谷，提高電網的利用率和輸電能力。
趙天壽認為，大型儲能技術有三大基本要求：首先是安全性和可靠性；其次是經濟可行性，只有成本效益高的儲能技術才能被廣泛接受；第三是材料和安裝不受過多自然條件限制，以便於大規模應用。
數據顯示，中國儲能裝機主要以抽水蓄能和鋰電儲能為主，市場占有率超過98%。去年，以鋰電為主的新型儲能裝機規模達到31.4GW，同比增長260%。然而，儲能設備的利用率僅為9%。「這主要是由於現有儲能技術尚未完全成熟，面臨安全挑戰和地域限制，尤其是缺乏長時儲能解決方案。」趙天壽說。
趙天壽表示，液流電池作為一種新型儲能技術，具有安全性高、擴容方便和循環壽命長等優勢，被視為有前景的長時儲能技術。從全生命周期成本來看，液流電池的度電成本有望與鋰電池和抽水蓄能相媲美甚至更低，預計未來其裝機規模將與鋰電池和抽水蓄能相當。
2019年諾貝爾化學獎得主、紐約州立賓漢姆頓大學教授斯坦利·惠廷厄姆在主旨演講中表示，鋰電池系統未來5到10年將依舊在市場中占主導地位。短期內不太可能有其他產品或系統能夠取代鋰電池，因為鋰電池產量以億計，而且價格已經非常低，其他任何電池系統都很難與之競爭。
「無論在中國還是世界範圍內，大家都對鈉基電池很感興趣，但個人認為其市場非常有限。」惠廷厄姆認為，鈉基電池的能量密度只有鋰電池的一半，需要更高的系統平衡成本以及與安全相關的顧慮。另外，燃料電池將發揮重要作用，特別是在重型運輸場景中。大型重卡行駛距離長，當前電池難以滿足續航需求，更可能需要氫燃料電池。