儲(chǔ)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(duì)于中國(guó)的意義是空前絕后的，中國(guó)對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)的扶持也是空前的，中國(guó)戰(zhàn)略性能源在過(guò)去的數(shù)年，長(zhǎng)期受制于歐美各國(guó)，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(lái)光伏產(chǎn)業(yè)能夠幫助中國(guó)擺脫困境;目前光伏產(chǎn)業(yè)已然成為具有中國(guó)特色的標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)，其世界性地位無(wú)人能夠撼動(dòng)，中國(guó)政府對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)的扶持有效穩(wěn)固住了這一絕對(duì)性?xún)?yōu)勢(shì)。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(guó)，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(guó)光伏未來(lái)也必將成為世界光伏的佼佼者。而儲(chǔ)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(chǔ)能對(duì)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(chǔ)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(xù)性、功率不穩(wěn)定性等，電網(wǎng)端對(duì)于分布式光伏的調(diào)峰調(diào)谷，功率匹配都可以借助儲(chǔ)能設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)儲(chǔ)能也是未來(lái)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(gè)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(guò)剩時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，當(dāng)太陽(yáng)光線較弱時(shí)，光伏電站功率達(dá)不到要求時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)自動(dòng)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(gè)光伏電站十一個(gè)想并網(wǎng)，而電網(wǎng)對(duì)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(chǔ)能的應(yīng)用勢(shì)必增加這一比例;對(duì)于離網(wǎng)系統(tǒng)儲(chǔ)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(guò)大，且使用壽命有效，未來(lái)多樣化儲(chǔ)能設(shè)施和儲(chǔ)能新技術(shù)也勢(shì)必降低這一成本，屆時(shí)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)勢(shì)必又將進(jìn)入一番新的天地。

　　

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)助力光伏應(yīng)用多元化

　　

　　1.氫氣儲(chǔ)能

　　

　　有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)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(duì)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(guó)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(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(dòng)力車(chē)的主要?jiǎng)恿夹g(shù)，雪佛蘭、奔馳、本田、現(xiàn)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?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(jìng)相進(jìn)入，爭(zhēng)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(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(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(yīng)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(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(chǔ)能新思路

　　

　　不久前中國(guó)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(tǒng)太陽(yáng)能電池并不能把所有的太陽(yáng)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(yáng)能電池得轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)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?jī)?chǔ)存在電池片的材料中，太陽(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(nèi)置的光吸收劑吸收后轉(zhuǎn)換為電能，達(dá)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(shè)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(zhuǎn)換效率為10%，在夜晚的光電轉(zhuǎn)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(xù)數(shù)小時(shí)。

　　

　　引入的這種能量存儲(chǔ)材料，為我們未來(lái)發(fā)展儲(chǔ)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(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(xiàn)不受天氣和環(huán)境的影響。同時(shí)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(chǔ)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(tǒng)電池相抗衡的能力了，且其運(yùn)行場(chǎng)景和適用范圍也將發(fā)生翻天覆地的變化。

　　

　　3.機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能

　　

　　機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能一直是備受世界各國(guó)寵愛(ài)，早在上個(gè)世紀(jì)歐美和部分亞洲國(guó)家就利用機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能方法對(duì)分布式能源進(jìn)行儲(chǔ)能，機(jī)械儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等，鑒于其技術(shù)相對(duì)較低，是早期儲(chǔ)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(chǔ)能依然有和光伏發(fā)電相輔相成的地方，如抽水儲(chǔ)能，我們可以利用直流電機(jī)帶動(dòng)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(chǎng)合，太陽(yáng)能輔助農(nóng)業(yè)蓄水市場(chǎng)前景廣闊，同時(shí)隨著光伏系統(tǒng)成本的下降和光伏系統(tǒng)本身的簡(jiǎn)化，勢(shì)必成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的香餑餑;壓縮空氣儲(chǔ)能，可以通過(guò)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(chǔ)能

　　

　　化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能主要包括蓄電池儲(chǔ)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(chǎng)景遍地，對(duì)于后期維護(hù)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，目前電池儲(chǔ)能是這個(gè)儲(chǔ)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、特斯拉都電池大廠都樂(lè)忠于電池儲(chǔ)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(chǔ)能電站的原材料。

　　

　　而筆者認(rèn)為，傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能的發(fā)展極利于太陽(yáng)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(shì)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(lái)戶(hù)用光伏發(fā)展起來(lái)之后，各大廠商應(yīng)該會(huì)樂(lè)忠于對(duì)光伏產(chǎn)品線的豐富和太陽(yáng)能電池對(duì)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(zhuǎn)換，提高光伏電能的利用效率。

　　

　　儲(chǔ)能技術(shù)一直備受各國(guó)能源、交通、電力、電訊等行業(yè)的關(guān)注，對(duì)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(guó)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(wèn)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(chǔ)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(chǔ)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(guó)提出的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)也勢(shì)必將中國(guó)儲(chǔ)能提升到一個(gè)新的高度。儲(chǔ)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。