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(zhàn)略性能源在過去的數(shù)年，長期受制于歐美各國，而光伏發(fā)電是不受空間地域限制，或許隨著技術(shù)的革新未來光伏產(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(biāo)志性產(chǎn)業(yè)，其世界性地位無人能夠撼動，中國政府對于光伏產(chǎn)業(yè)的扶持有效穩(wěn)固住了這一絕對性優(yōu)勢。但是扶持和補(bǔ)貼的根本不在于穩(wěn)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(qiáng)國，走向光伏產(chǎn)業(yè)的世界第一。而這一目標(biāo)正在實(shí)現(xiàn)，光伏補(bǔ)貼退坡就是最好的證明，而中國光伏未來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。
儲能對于光伏來說就像水之與青蛙，有水的青蛙才能過的舒心得意。有了儲能，光伏發(fā)電能夠有效平衡掉太陽能發(fā)電的缺點(diǎn)，如不連續(xù)性、功率不穩(wěn)定性等，電網(wǎng)端對于分布式光伏的調(diào)峰調(diào)谷，功率匹配都可以借助儲能設(shè)施來實(shí)現(xiàn)。同時儲能也是未來智能微電網(wǎng)必不可少的組成部分。
隨著技術(shù)的成熟，智能電網(wǎng)可以根據(jù)分布式光伏的發(fā)電功率特性智能匹配一個合適的介于最小值和最大值之間的并網(wǎng)功率，當(dāng)功率過剩時光伏發(fā)電系統(tǒng)為儲能系統(tǒng)充電，當(dāng)太陽光線較弱時，光伏電站功率達(dá)不到要求時，儲能系統(tǒng)自動補(bǔ)足系統(tǒng)欠失功率，電網(wǎng)或許更愿意接受分布式能源，鑒于目前十個光伏電站十一個想并網(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(qū)并網(wǎng)比例不同，整體最低15%左右，最高20%左右)，儲能的應(yīng)用勢必增加這一比例;對于離網(wǎng)系統(tǒng)儲能自然更加必不可少，但是目前離網(wǎng)光伏系統(tǒng)少之又少，很重要的一部分原因是蓄電池成本過大，且使用壽命有效，未來多樣化儲能設(shè)施和儲能新技術(shù)也勢必降低這一成本，屆時離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)勢必又將進(jìn)入一番新的天地。
儲能系統(tǒng)助力光伏應(yīng)用多元化
1.氫氣儲能
有機(jī)構(gòu)預(yù)測下個能源時代將是氫能時代——以氫能作為主要能源的時代，氫能是絕對的清潔能源，且地球上氫的獲取來源廣泛，氫能供能的產(chǎn)物是水，是理想的未來能源。
“在新能源汽車的三分天下市場中，氫燃料電池汽車將來必占其一!”在中國科學(xué)院院士衣寶廉曾如是說道，與一般電動汽車相比，氫燃料電池汽車加氫過程僅需幾分鐘，且一次加氫的續(xù)航里程可達(dá)500公里至700公里，氫氣內(nèi)燃機(jī)或者氫氣燃料電池是氫氣動力車的主要動力技術(shù)，雪佛蘭、奔馳、本田、現(xiàn)代等汽車企業(yè)均發(fā)布了相關(guān)的概念車。自2015年初豐田發(fā)售第一款量產(chǎn)型氫燃料電池汽車起，氫氣作為新的能源燃料以一種更貼近人們?nèi)粘Ｉ畹姆绞阶哌M(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，爭奪氫能汽車市場。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(yuǎn)，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(yīng)成為合成天然氣(甲烷)。而光伏發(fā)電只是簡簡單單的一種，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，又極其適合未來氫能源供給站的自產(chǎn)自銷，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)，減少了許多運(yùn)輸成本和運(yùn)輸?shù)牟话踩蛩兀@一切的基礎(chǔ)是建立在光伏制氫技術(shù)有重大突破的基礎(chǔ)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)電的太陽能電池，傳統(tǒng)太陽能電池并不能把所有的太陽能吸收利用并轉(zhuǎn)化為電能，只有較少一部分光能被有效利用，然后轉(zhuǎn)換為電能。“全天候”太陽能電池得轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)太陽能電池。原因在于這種太陽能電池可以將沒有被吸收的可見光與近紅外光的能量儲存在電池片的材料中，太陽下山后再將其以單色可見光的形式釋放出來。單色可見光通過內(nèi)置的光吸收劑吸收后轉(zhuǎn)換為電能，達(dá)到太陽能電池在有無陽光的存在的條件下都可以發(fā)電的設(shè)想。優(yōu)化的全天候太陽能電池太陽光照時的光電轉(zhuǎn)換效率為10%，在夜晚的光電轉(zhuǎn)換效率為25%以上。同時，這一類太陽能電池在夜晚的發(fā)電時間可以持續(xù)數(shù)小時。
引入的這種能量存儲材料，為我們未來發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)提供了新的思路，隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，未來或許真的可以克服太陽能發(fā)的自身的不足，真正實(shí)現(xiàn)不受天氣和環(huán)境的影響。同時我們強(qiáng)烈希望有關(guān)研究機(jī)構(gòu)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)，再加之高效太陽能電池技術(shù)，屆時，太陽能電池也許能夠和傳統(tǒng)電池相抗衡的能力了，且其運(yùn)行場景和適用范圍也將發(fā)生翻天覆地的變化。
3.機(jī)械類儲能
機(jī)械類儲能一直是備受世界各國寵愛，早在上個世紀(jì)歐美和部分亞洲國家就利用機(jī)械類儲能方法對分布式能源進(jìn)行儲能，機(jī)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(shè)施的首選，缺點(diǎn)就是工程量浩大，能量損失嚴(yán)重。
而筆者認(rèn)為，機(jī)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(jī)帶動水泵，避免了復(fù)雜光伏系統(tǒng)的電能損失，在野外等特殊場合，太陽能輔助農(nóng)業(yè)蓄水市場前景廣闊，同時隨著光伏系統(tǒng)成本的下降和光伏系統(tǒng)本身的簡化，勢必成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的香餑餑;壓縮空氣儲能，可以通過建立工業(yè)區(qū)集中式壓縮空氣站，利用直流壓縮機(jī)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(yīng)用場景遍地，對于后期維護(hù)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，目前電池儲能是這個儲能行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，未來也必將占得巨大的市場份額，寶馬、特斯拉都電池大廠都樂忠于電池儲能的實(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(rèn)為，傳統(tǒng)電池儲能的發(fā)展極利于太陽能發(fā)電產(chǎn)品線的豐富，發(fā)揮出光伏發(fā)電得天獨(dú)厚的優(yōu)勢所在，如野外離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、便攜式光伏、光伏野外救援系統(tǒng)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，相信未來戶用光伏發(fā)展起來之后，各大廠商應(yīng)該會樂忠于對光伏產(chǎn)品線的豐富和太陽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(zhuǎn)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(guī)劃不當(dāng)，棄風(fēng)、棄光問題嚴(yán)重，可再生能源(光伏、風(fēng)力發(fā)電等)的發(fā)展受到了嚴(yán)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說，儲能技術(shù)水平在某種程度上將決定太陽能等能源發(fā)展水平。中國提出的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見也勢必將中國儲能提升到一個新的高度。儲能產(chǎn)業(yè)的高度提升，也將成為太陽能發(fā)電多元化的助推劑。
