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不久前，西班牙馬德里理工大學團隊開發的“阿馬德烏斯”電池項目，被歐盟委員會評選為2022年最佳發明之一。這款電池采用高溫儲熱技術，可以存儲太陽能、風能高產時的過剩能量，在用電高峰再將其釋放。評委會認為，這款發明“具有高能量密度、高整體效能，所用材料資源豐富且成本低廉。它的廣泛應用，能夠幫助我們更好利用綠色清潔的可再生能源。”

發(fa)展可再生能源(yuan)(yuan)是減(jian)少全球溫室氣(qi)體排(pai)放的(de)重要途徑。不過，由于電(dian)力(li)(li)的(de)即發(fa)即用(yong)性與可再生能源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)的(de)波(bo)動性，可再生能源(yuan)(yuan)電(dian)力(li)(li)供需存(cun)在(zai)一定程度的(de)錯(cuo)配(pei)。在(zai)用(yong)電(dian)高峰(feng)時，目前主(zhu)要由燃煤、天然氣(qi)等調(diao)峰(feng)機(ji)組來達到電(dian)力(li)(li)的(de)靈活調(diao)節。為了真正(zheng)實現可再生能源(yuan)(yuan)對化(hua)(hua)石能源(yuan)(yuan)的(de)大規模(mo)替(ti)代，急需利用(yong)儲能技術替(ti)代化(hua)(hua)石能源(yuan)(yuan)調(diao)峰(feng)機(ji)組，實現可再生電(dian)力(li)(li)供應與消費(fei)的(de)無縫銜(xian)接(jie)。

儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)主(zhu)要分為(wei)物(wu)理儲能(neng)(neng)(neng)、電化(hua)學儲能(neng)(neng)(neng)、熱儲能(neng)(neng)(neng)和化(hua)學儲能(neng)(neng)(neng)等。當前全球(qiu)應(ying)用最(zui)為(wei)普遍的(de)(de)抽水蓄能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)就屬于物(wu)理儲能(neng)(neng)(neng)。但由于工程選(xuan)址難度高、建設周期(qi)長等，僅(jin)靠抽水蓄能(neng)(neng)(neng)難以適應(ying)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)電力(li)調峰(feng)需求(qiu)。電化(hua)學儲能(neng)(neng)(neng)是(shi)近年(nian)(nian)來(lai)全球(qiu)增(zeng)速(su)(su)最(zui)快的(de)(de)新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)。截至2021年(nian)(nian)底，全球(qiu)新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)累計裝機(ji)規模超過2500萬(wan)千瓦，其中鋰(li)離子電池(chi)(chi)市場份額(e)達到90%。新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)汽車產業的(de)(de)爆發式增(zeng)長帶(dai)動了鋰(li)離子電池(chi)(chi)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)快速(su)(su)進步(bu)，也使其在儲能(neng)(neng)(neng)領域(yu)的(de)(de)商業應(ying)用成(cheng)為(wei)可能(neng)(neng)(neng)。

較之車用動(dong)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，儲能設備在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統中的(de)(de)運行(xing)情況更為(wei)復雜。比如(ru)，在(zai)以太陽能為(wei)主(zhu)的(de)(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)(xi)統中，如(ru)果儲能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站只能持(chi)續短時放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，那(nei)么用戶在(zai)后(hou)半夜仍面臨停電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)風險；若是遭遇連續無風的(de)(de)陰雨(yu)天，儲能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站就會面臨更嚴峻(jun)的(de)(de)長(chang)時供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)力(li)。在(zai)當前交通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)化(hua)背景下，全球鋰資源已出現供(gong)不應求(qiu)的(de)(de)局面，僅僅依靠鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)技術難以滿足未來(lai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統對大(da)容量、長(chang)周期儲能的(de)(de)需要。

相較而言，熱儲能技術在“長時儲能”領域更具經濟性。它以儲熱材料為媒介，將太陽能等以熱能的形式先儲存起來，在需要時釋放。以往，儲熱技術主要應用在供暖、熱水、冰蓄冷等低溫熱源的存儲和利用。近年來，隨著太陽能熱發電與工業余熱回收技術的發展與運用，中高溫儲熱的需求不斷增長。目前我國光熱發電項目裝機容量已達到538兆瓦，儲熱介質普遍選擇硝酸鹽材料，熔融狀態工作溫度范圍為290—560攝氏度，可實現高達10小時以上的儲能時長。

馬德里理工大學團隊設計的新型儲熱技術采用硅合金材料，在材料成本、儲熱溫度、儲能時長方面的優勢值得期待。硅是地殼中第二豐富的元素，每噸硅砂的成本僅為30—50美元，為熔鹽材料的1/10。此外，硅砂顆粒的儲熱溫差比熔鹽高得多，工作溫度最高可達1000攝氏度以上，更高的工作溫度也有助于提升光熱發電系統的整體能效。

除(chu)了熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)技術，壓縮空(kong)氣、氫氨儲(chu)能(neng)(neng)等在(zai)“長時(shi)(shi)(shi)儲(chu)能(neng)(neng)”方(fang)面也(ye)(ye)(ye)有很大潛力。美國(guo)(guo)(guo)能(neng)(neng)源部于2021年(nian)(nian)公(gong)布了“長時(shi)(shi)(shi)儲(chu)能(neng)(neng)攻關”計劃，目標在(zai)10年(nian)(nian)內將時(shi)(shi)(shi)長超過10小時(shi)(shi)(shi)的儲(chu)能(neng)(neng)系(xi)統成本降低90%以上。丹麥(mai)、德國(guo)(guo)(guo)等歐洲國(guo)(guo)(guo)家在(zai)跨季節儲(chu)熱(re)領(ling)域(yu)也(ye)(ye)(ye)有長期布局。我(wo)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家發展(zhan)改革委、國(guo)(guo)(guo)家能(neng)(neng)源局2022年(nian)(nian)3月印發的《“十四五”新型(xing)儲(chu)能(neng)(neng)發展(zhan)實施方(fang)案》也(ye)(ye)(ye)提出要(yao)推動多時(shi)(shi)(shi)間(jian)尺度(du)新型(xing)儲(chu)能(neng)(neng)技術試點示范，重(zhong)點試點示范壓縮空(kong)氣、液(ye)流電池、高(gao)效(xiao)儲(chu)熱(re)等日(ri)(ri)到周、周到季時(shi)(shi)(shi)間(jian)尺度(du)儲(chu)能(neng)(neng)技術。未來，“長時(shi)(shi)(shi)儲(chu)能(neng)(neng)”將在(zai)全球能(neng)(neng)源轉(zhuan)型(xing)中(zhong)發揮日(ri)(ri)益重(zhong)要(yao)的作用。

（作者(zhe)：劉堅國家發改委能源研究所副研究員）