环保压力搅热储能业态

　　能源评论：储能的概念由来已久，随着可再生能源的大规模应用，储能再次吸引了人们的注意力。储能的用途都有哪些？

　　程院士：储能的概念大家都知道。随着智能电网概念的提出，储能成为一个很热的话题。在电力系统中，抽水蓄能电站就是一种储能，但是它受地理条件限制，需要建两个水位差较大的蓄水库，因此不能普及。

　　储能在国防中也有很多用途，如高能武器，需要足够大的能量和输出功率，如果直接供电，会给供电系统带来不小的冲击，造成电网波动。因此需要把能量先存起来然后再释放，激光炮、电磁炮等武器，都需要储能。所以储能对整个国民经济、国防建设都有很大的用途。

　　除此之外，我还想说说核聚变。它可以向人类提供最清洁而又取之不尽的能源。参与核聚变反应的原子，可直接取自海水中的氘，聚变之后会产生巨大能量。其实太阳本身就是一个聚变反应，所以如果能把核聚变实现了，能源问题就可以解决，但前提同样是如何把巨大的能量储存起来。

　　在全球化石能源渐趋枯竭，环境压力巨大的背景下，今年八国集团峰会就温室气体减排目标取得了“历史性共识”，即到2050年，发达国家应将温室气体总排放量减少80％，全球温室气体减排一半。

　　能源评论：减少80%，可不是个小数字。

　　程院士：发达国家要实现80%的碳减排，力度非常大，那恐怕未来交通、汽车都要实现电气化。中国也无法逃避二氧化碳减排的压力，目前我们减排4%都觉得很困难，很难想象80%如何完成。

　　能源评论：环境保护是人类面临的最紧迫问题。

　　程院士：可再生能源的大规模应用是一种必然选择，智能电网在提高可再生能源利用效率和降低环境保护压力方面可以发挥重要的作用，这方面的研究应该得到充分的关注。

　　未来电动汽车的发展会在很大程度上缓解这一压力。它可以将集中的大规模储能，分散到千千万万用户端，这个是很好的想法，因为集中建一个大的储能系统是很困难的事情。

　　将来电动汽车不加油，而是充电，而且电池可以互换，充电站可以集中对电池进行充电，如果电网需要也可以反向供给电网，对电网也是一种支撑。这是智能电网中的重要环节，可以称作用户电能，所谓用户电能就是可以参与电力系统的运行、电网的运行。

　　我认为发展电动汽车是应该下决心做的一件事，当然难度也非常大。

　　储能产业两大关键：政策与技术

　　能源评论：新能源汽车价格过高、性能以及基础设施等方面的不足，是最突出的问题。关于充电站的问题，谈谈您的建议？

　　程院士：首先要把电动汽车行业的运行机制定下来。电池标准要统一，在全国各地可以实现互换，也就是说电池并不属于车，电池永远属于充电站；对用户而言，没有新旧电池的区别。电池消耗的费用可以加到电的成本中，我认为这是比较现实的应对机制。

　　可以说，充电站是一个很大的行业，最好由电力行业来投资管理。因为充电站的建设涉及电网改造，一次投资肯定很大，电力企业可以通过收取电费的方式回收投资。

　　能源评论：您觉得国家应该制定什么样的政策？

　　程院士：国家要推动电动汽车产业，肯定也要投钱，需要进行经济技术评估，我认为可以先由西方国家去探索。而我国最迫切要解决问题，恐怕还是远距离输电问题。因为中国经济发展水平还很低，居民用电量占能源消耗量的比例较小，其他大部分是工业用电，现在能源短缺这个问题还是非常紧迫的事。

　　我赞成国家提倡适度消费，建设节约型社会的提法很好。

　　当然多点研究，多点储备，这是很对的，国家现在也认识到储能研究的重要性，要从国家经济发展角度多考虑。中国现在迫切解决的问题还是能源紧缺和安全问题。

　　我们还处于发展过程中。像欧美一些国家，电网容量基本上是不变的，考虑更多的是如何提高效率。当然我们也考虑经济效益，但是首先考虑的是经济要增长，老百姓的吃饭和就业问题。

　　能源评论：据您了解，目前储能技术有何新的进展或突破？

　　程院士：储能技术的发展有赖于材料突破，比如高密度电容。如果把纳米技术用于储能，就可以产出很高性能的电池，可以提高一个到两个数量级。比如原来10英寸体积现在1英寸就可以了，这个就很有用。

　　据我所知，有些材料本身就有储氢的能力。不是说把游离的氢储存起来，而是通过一些化学的方法把它存储起来，或者是物理吸附的方法把它储存起来，储存的氢并非气态，而且储存的密度还可以比液氢密度还要大，当然就好运输了。这些都是材料进步。这项研究都还是在实验室中，离实际应用还得一段时间。

　　依靠材料技术进步实现储能的应用，现在仍是一个未知数，不可能有一个确切的时间表，反正我们尽最大的努力去做。

　　能源评论：短时期内，如果储能还不能实现工业化，那新能源大规模并网问题如何解决？

　　程院士：目前，小规模储能是可以的。对于新能源接入电网造成的波动，完全可以从用电层面来解决，比如风电，在风小的时候，可以将它停掉，这是可以调节的，靠调度就可以实现。

　　同时，用户参与用电管理也很重要。智能电网从输电、配电一直到用户端，家里的电器也应该有一个网络把它管起来，它随时可以感受到系统状态的一些变化，然后可以调整自己的用电量，既不对居民生活造成影响，同时对电网运行也有好处。

　　当然，即使所有的措施都用到，也不能稳定系统，这时候就要有一定的旋转备用。像丹麦，风电比例30%，德国电网给它提供支撑，供电基本上很平稳，从丹麦的风力发电记录看，虽然已经相当平稳，但还是有波动。在这种情况下，有那么大的电网支撑，它也不可能减少旋转备用的容量。

　　这又涉及到另一个问题，因为旋转备用增加了投资，但不会产生经济效益。从投资人利益角度看，国家还应给一些政策。

　　可以粗略算一下，风电投资是常规火电投资的两倍，但利用小时数只有一般火电厂的三分之一，像美国、丹麦，它们是2000小时，相当于一般火电厂发电小时数的三分之一。所以相当于只有六分之一的投资成本可以发挥作用。回收成本需要很长时间。

　　能源评论：风电的运行成本低。

　　程院士：但是电费不贵，风电补贴政策是0.23元/千瓦时。设想电费提高10倍，增加到5元/千瓦时，大家自然就要节约用电了，同时投资回报也快了，这是一个自然平衡的过程，人类总是要找到解决问题的办法。这个趋势是改不了的，因为化石能源就这么多，越用越少，温室效应越来越加重，而且需要很长时间来消化。

　　能源安全影响世界和平

　　能源评论：储能技术在智能电网中的应用都有哪些？

　　程院士：储能的应用不仅可以优化能量管理、提高电网运行可靠性、抑制供电系统的频率漂移、功角稳定性的改善、改善系统电压稳定性、改善供电质量，还可以与可再生能源系统相结合，可以最大限度地发挥光伏发电和风力发电的经济效益，满足系统中电力的供需平衡。更重要的是将储能系统用于用户侧的能量管理系统，可以在系统的谷负荷期实现电能的储存，在系统的峰负荷期实现电能的生产，从而调节用户侧的电力需求。

　　能源评论：对储能系统有何要求？

　　程院士：概括起来说，需要有足够大的储能容量、足够快的功率响应速度、足够大的交换功率、足够高的储能效率、足够短的充放电周期、足够长的使用寿命、足够小的运行费用。电池有二次污染问题，怎么样尽量减少污染，也十分重要。最后就是价格要便宜。

　　所有这些因素加起来做一个好电池，这是一件很困难的事情。我相信世界各国都在解决这个问题，如果这个问题解决好，那就是很大的突破，那将是整个电工领域翻天覆地的变化。

　　能源评论：请您畅想一下，未来如果实现大规模储能应用，生活会发生怎样的变化。

　　程院士：设想如果能够将撒哈拉大沙漠中的太阳能全部利用，就可以解决整个欧洲的用电问题。现在我们设想，在太空建一个站，仍然利用太阳能，实现能量的收支平衡和真正零排放，如果真正能做到的话，那是很理想的。

　　能源是人类赖以生存的物质基础，能源问题就是国家安全问题。如果人类能摆脱对化石能源的依赖，就可以避免很多战争的爆发，那伊拉克战争还打什么，世界将实现真正的和平。■