以風能、太陽能等新能源為主體的新型電力系統對綠色低碳發展有著重要意義。不過這些能源受天氣影響，具有間歇性和波動性，會導致發電高峰與用電高峰不匹配，帶來電網調節能力不足和頻率穩定難度上升等挑戰。儲能技術的發展，能使電力供需更趨平衡、提升電力傳輸配送質量、提供應急備用能源等。國際能源署和國際可再生能源署研究顯示，隨著新能源發電規模迅速擴大，到2050年全球儲能容量規模需求將是目前的300倍至500倍。儲能正日益成為新型電力系統的重要組成部分和關鍵支撐技術。

 

儲能是指采用物理或化學方法將能量進行儲存和再釋放的過程。目前，可以利用蓄能水庫、飛輪、化學電池設備和壓縮空氣裝置等，根據需要“存取”電力。其中，抽水蓄能是發展最成熟、裝機容量最大的儲能技術。它利用水能發電，工作原理簡單、技術成熟、使用壽命長，不過也受到選址、建設周期長和初始投資大等因素制約。

 

以電化學儲能、氫儲能為代表的新型儲能技術可以廣泛應用于新型電力系統發、輸、配、用各環節，是未來重要的發展方向。新型儲能技術不僅可以“填谷削峰”，撫平電力供需，還具有響應速度快等特性，能夠涵蓋秒級、小時級、數周乃至數月等各種時長的能量儲存和再釋放的場景，從而提升新型電力系統的靈活性，保障電力供應安全和穩定性。

 

電化學儲能近年來發展迅速，全球裝機規模從2012年的不到1吉瓦增長到2020年的超過13吉瓦，貢獻了同期電力儲能裝機的主要增量，其中又以鋰電池應用最廣。儲能鋰電池就像是超大型的“電池”，在持續放電能力、響應速度和使用壽命等方面均有較大優勢，可以在發電側、用戶側和電網側等許多場景應用。特別是在深山、海島等一些偏遠地區，使用家庭鋰電池儲能系統可以提高可再生能源發電的穩定性和使用率，在用戶端實現“自發自用”，節省用電成本。

 

氫儲能技術正成為儲能領域的新秀。氫氣是具有高能量密度特性的氣體，可以通過電解水制取氫氣實現儲能。目前，多個國家正研究利用風能、太陽能等新能源發電，制取氫氣作為工業原料、燃料或發電原料，從而形成“電—氣—電”的能量轉換，實現跨季節的儲能和長距離的輸送，支持新能源電力的消納。

 

全球多國還圍繞超級電容、飛輪儲能、壓縮空氣儲能、儲熱和儲冷等方面，進行儲能科學研究和技術開發示范。此外，儲能技術的大規模應用仍需解決成本、安全性等一系列問題。各國應進一步加快相關基礎研究和技術合作，推動儲能產業市場走向成熟，加速全球綠色低碳電力系統和能源體系變革，讓清潔的電力早日普及。

 

歐訓民（作者為清華大學清華三峽氣候與低碳中心、核能與新能源技術研究院副研究員）