前沿资讯!紧紧牵住科技创新“牛鼻子”，引领新型储能高质量发展
——《“十四五”能源领域科技创新规划》新型储能技术解读
(相关资料图)
杜忠明
目前，国家能源局、科技部已联合印发《“十四五”能源领域科技创新规划》（以下简称《规划》），明确了“十四五”能源领域科技创新发展目标、重点任务和保障措施。作为支撑新型电力系统构建的关键技术，《规划》对储能技术进行专章部署，从5个方面提出储能技术发展路线图，重点明确新型储能从集中攻关、试验示范到推广应用的重点技术方向。《规划》的印发实施将为新型储能技术创新指明路径，有力推动新型储能高质量发展。
一、科技创新是破解新型储能高质量发展瓶颈的重要抓手
进入“十四五”，我国新型储能从研发示范阶段迈向商业化发展初期，2021年底全国新型储能装机规模超过400万千瓦，各类储能技术创新发展呈现“百花齐放”的良好态势。锂离子电池储能技术在高效率、低成本、长寿命等方面取得长足进步，国内产业链持续完善，初步具备商业化发展条件；先进压缩空气储能、全钒液流电池等技术基本处于领跑、并跑阶段，有力带动了产业发展；新型储能智慧调控、系统集成等技术发展迅速，相关示范工程核心技术指标达到国际先进水平。
“十四五”时期是我国实现碳达峰目标的关键期和窗口期，也是新型储能发展的重要战略机遇期。新型储能是新型电力系统的重要标志，为推进新型电力系统建设，有必要加快新型储能的规模化发展。随着新能源规模不断增大，电力系统对调节能力需求大幅提升，新型储能建设周期短、选址简单灵活、调节能力强等优势逐渐凸显，加快推进先进储能技术规模化应用势在必行。但我们也要清醒认识到，我国新型储能发展仍面临成本疏导机制不明朗、标准体系不完善、安全事故偶有发生等问题，在不同程度上制约我国新型储能行业发展。而新型储能技术发展仍然不够成熟是造成上述问题的重要原因之一，当前部分新型储能技术尚在跟跑、少数核心部件仍依赖进口，对新型电力系统中新型储能规划设计和调度运行机理的研究有待深入，部分新型储能技术仍存在亟待突破的瓶颈。
因此，强化新型储能科技创新，是不断推动各类新型储能技术成熟的必由之路，也是破解新型储能发展制约的重要抓手。《规划》在对“十四五”我国能源领域科技创新工作进行全面部署的同时，准确把握新型储能等各领域技术创新在实现碳达峰、碳中和目标中的作用和定位，聚焦新型储能技术重点前沿方向，有力通过推动新型储能技术创新引领新型储能高质量发展。
二、《规划》紧扣新型储能功能定位进行系统性研发部署
《规划》着眼新型储能在构建新型电力系统的全方位作用，紧扣典型场景下新型储能的功能定位，远近统筹、多管齐下，对新型储能技术创新进行了系统性部署，着力提升新型储能对于电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力的支撑能力。
《规划》聚焦电网调峰、新能源消纳等应用场景，重点部署能量型储能技术装备及系统集成的攻关任务。对于锂离子电池，重点突破长寿命、低成本、高安全的本体技术；对于铅碳电池，重点突破能量管理技术；对于液流电池，重点突破关键材料、电堆设计及系统集成技术；着力推进钠离子电池、液态金属电池、固态锂离子电池、锂硫电池、水系电池等新一代高性能电化学储能技术，及储热蓄冷、储氢、机械储能等多元化储能技术的集中攻关。同时，重点开展GWh级锂离子电池、大规模压缩空气储能电站和高功率液流电池储能电站技术示范。
《规划》聚焦电力系统调频、平滑新能源功率波动等应用场景，重点部署功率型储能技术装备与系统集成研究。对于飞轮储能，重点研发大功率飞轮材料、高速轴承以及系统集成等关键技术；对于功率型电化学储能，重点研发电化学超级电容器、高倍率锂离子电池等功率型储能器件；对于电磁储能，集中攻关超导、电介质电容器等电磁储能技术。同时，推动10MW级超级电容器、高功率锂离子电池、兆瓦级飞轮储能系统示范。
《规划》聚焦分布式储能应用的新业态、新模式，重点部署分布式储能与分布式电源协同聚合技术研究。重点开展分布式储能系统聚合方法，储能系统聚合调峰、调频及紧急控制等理论研究；集中攻关广域布局的分布式储能、储能电站规模化集群协同的成套技术，以及岛屿可再生能源开发与智能微网关键技术；推动基于区块链技术在分布式储能参与市场化交易中的应用。
三、《规划》聚焦新型储能共性技术开展针对性重点攻关
《规划》聚焦当前新型储能技术发展和应用中的共性问题，着眼于大规模电化学储能状态评估、安全防护、回收利用等全生命周期的关键环节，针对性部署共性技术攻关任务，着力破解提升新型储能效率、寿命、安全、经济性水平的关键问题。
《规划》对于新型储能共性关键技术提出具体的集中攻关任务，重点开展基于储能电池单体和模组短时间测试数据预测长日历寿命的实验验证和模拟仿真研究，实现储能电池25年以上的循环寿命及健康状态的监测和评价；要求开展低成本可修复再生的新型储能电池技术研究，研发退役电池剩余价值评估、单体电池自动化拆解和材料分选技术，实现电池修复、梯次利用、回收与再生；明确推动储能单体和系统的智能传感技术研究，以及推动储能电池全寿命周期的安全性检测、预警和防护研究；提出基于正向设计，开展适合梯次利用的动力电池设计与制造，以及梯次利用场景分析、快速分选、系统集成和运维等关键技术研究。
此外，《规划》在新型储能共性技术的示范试验方面，提出开展电化学储能系统安全预警、系统多级防护结构及材料等关键技术研究，示范大型锂电池储能电站的整体安全性设计、能量智能管控及运维、先进冷却及消防等关键技术。（作者系电规总院党委书记、院长）
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