中国储能网讯：9月8日，中国科学院过程所国际储能研究中心主任丁玉龙教授出席了由中国储能网举办的“储能技术在微电网与分布式能源中的应用”高层研讨会，并在大会上发表了主题演讲。以下为演讲内容：

　　各位专家大家下午好！我今天讲跟前面不太一样的课题，对储热和深冷大家接触不太多。

　　大家知道能量，但是我们现在储能的分类很麻烦，有化学能，物理能等各种能，龙生九子，各有不同。大家简单想一下就是两种能量：一是动能，二是势能，需要从跨空间和时间的尺度去理解。势能和动能在不同的空间和时间尺度形成了所有储能的基础。

　　我们很多搞储能的人员对能量的质量不太了解。能量是分级的，质量不一样，电磁能是最高，热能最低。从电磁能到热能可以基本实现百分之百的转换，从电能到热能是35%的转换。因而，能量应根据需要，按质量（级）来存储和释放，不一定非得要储电。

　　第二，为什么要储能？我们常规电力，发电负荷率低，电网利用率低，就是50%左右的数值。二是可再生能源发电，间歇性、被动性、未并网，弃风和光，分布式能源我们搞了很多，这里就不再多说。大型核电的挑战也比较大，调峰能力非常弱，这个最好的调峰转到25%，对核电的安全性和寿命有很大影响。在工业过程中，工业预热浪费超过10亿顿标煤/年，电力行业去年煤耗是18.69亿吨，这个不是标煤。储能，特别是储热的贡献是不可小视，这个能量跟我们电网同样重要。

　　刚才大家都讨论技术成熟度，这里有一张在西方和美国认可度比较高的技术分级图：1到3级是大学和研究所，属于技术研究；投资应该是国家和慈善机构事。3到6级是技术转换，也是企业和国家投资；3级是工业界，由企业投资。现在就是乱了，其实2级和3级都是国家投的。

　　我把我刚才讲的概念用于储能技术里面，这个纵轴是正在发展的技术，中间是正在发展的技术，上面是已经成熟的技术。因为我要讲储热和储冷，这个是已经发展了，但是还没有成功。
至于经济性，有专家在前面已经讲过，在这里我就不再多讲。这个图里面，储热是最左边。

　　论使用寿命，超级电容和飞轮的使用寿命相对比较长。

　　关于国内外的部署，这个属于基础研究。中国对973和863项目的支持经费是2.0亿左右，去年是1.6亿，今年又支持了一些研究。在德国大概是18亿人民币，英国是10亿人民币，英国今年投了7到8个亿吧。美国是160亿，日本也投了一些，韩国宣称要投320亿。07年我去韩国交流的时候，他们不知道有储能，我跟他们在这方面做了很多的交流，他们觉得自己落后太多了，现在再跟他们交流，他们已经做的相当好了。[page]
　　现在简单讲一下储热和储冷的技术。

　　储热，这个包括很热、非常热。我们平常所说的热就是跟生活相关，你要高质量储热的话，特别与电相关的话就是要非常热，大概在一千度左右，至少在六七百度以上。

　　储冷，就是零下196度的问题。

　　储热深冷我们近两年才开始重视，这个热处在中间位置，上面是一次能源，下面是二次能源。大家可以看一下，全球90%的能源预算是围绕热的转换、输送和存储。后面这些就是太阳能热发电，必须有储热而且这个技术比其他任何技术都要好，效率更高。

　　二是弃风电，这个可以解决地区约20%的供暖需求，储热是关键技术。

　　三是发电，包括核电，与储热技术集成可以打幅度利用发电余热，提高调峰能力，甚至可以提高3倍左右，这个实际上是理论上的东西，但是已经把实际的东西放进去了。
四是压缩空气储能、电动汽车，空调的使用使里程数降低30%到40%，电动汽车将储的热或者冷的电池组合，夏天我们需要冷，这是要储冷与电池相组合，在冬天储热与电池相组合。另外就是工业余热。

　　储热和储冷的物理机理，横轴是温度，是环境温度的温差，这个温差决定了储热力。如果向热的方向走是提高温度，如果向冷的方向走就是这条线，就是对同样的温差储冷比储热好。温度越高分子动能越高，所以能量温度越高。

　　储热分为两部分，热和冷。我从05年开始做液化空间的储能。这个概念很简单：发电厂或可再生能源发电，进入空分和液化厂生产液态空气。需要电的时候，液态空气由于是液体需要加压，耗很少的功，利用环境空气进行加热，把冷取出来存在那儿下回再用，最后就是送入电网，就是这样一个道理。

　　再就是它的使用范围，这是一个电网用的图，一个是储热时间，再就是功率要求。

　　对于大型的深冷储能，储热时间从可小时级一直到上千小时，功率最好是一个兆瓦以上的，就是兆瓦以下的储能是太贵了，小型的也可以，我是用在移动的一个能源。小型为什么也可以呢？我可以从厂里买气，因为那个成本很低，比我们用汽油还便宜。

　　关于这方面的概念是在1977年提出来的。后来到了80年代和90年代，三菱等等企业在做这个工作，大家做了大量的研究。

　　这是我自己做的路线图，05年开始的，到小的，到中级的，到现在这是伦敦附近的示范厂。他们现在正在建6兆瓦/30兆瓦小时的示范厂，位于伦敦的东南角。

　　大家会问到性能比较，这是抽水蓄能、压缩空气和深冷储能。论储能密度，深冷储能比压缩空气多2到3倍，但是比抽水蓄能多很多。按效率来讲深冷储能可以到90%。[page]
　　下面我给大家讲深冷储能还有什么其他的用途。这是深冷储能与调峰发电厂的集成。虽然是理论研究，但是所有的效率都包含在内，这里没有什么新的技术，只是把调峰电集成起来了。

　　这是深冷储能，这是燃气电站。这里面的好处是可以把二氧化硫变成干冰，我们现在的二氧化硫补给要牺牲10%的发电效率，但这个不需要。在现有调峰电站的基础上集成本系统后，在不改变燃料消耗系统的前提下，调峰能力可增加约一倍。对新建的调峰电站集成本技术后，在同样的调峰容量要求下，系统的装机容量可以减少约50%。

　　这个就是我们的一个合作，也是我们的一个专利。这是一回路，这是二回，这是三回路，这就把热扔出去了。我们把核电站的部分把深冷和储能集中起来了。这个我就不解释了。调峰能力约为额定功率的3倍，储能部分的效率与抽水蓄能相当，大概是70%到80%之间，投资成本为抽水蓄能的2/3。

　　储热的关键是材料，现在有很多材料，一是成本高，二是寿命比较短，三是性能不行，能量不能快速储存，需要的时候又不能很简单快速的取出。我们做了一个评估调研，这是一个质量储能密度，现有的不到一兆，现在我们需要做的就是到这儿，而不是到这儿。具体我就不再多讲。

　　这个过程要成为一个系统会是很大的挑战，而且这方面做的很少。这是我回国以后开始做的一些工作，具体就是热电用户、电源和热源储电管理铅，但是现在我们没有这样一个平台。
这个是储热材料研究的最新进展。我们也做了一个微型的系统，做了模拟电源。我们买不起风机和光伏板，主要从储电和储热的角度考虑的。这方面我们已经做了好多年。

　　生产方面我们也做了一些小型系统，具体就不再讲了。

　　另外一方面我们储热的材料和系统的建设平台。

　　再就是关于应用，就是我们用在哪儿？一个就是太阳能发电，这个有两种技术，一个是光伏，一个是光热，光伏是用在太阳能短的部分，光热是用在太阳能长的部分，一个是聚光，一个是热电材料，优缺点我不讲了。大型的太阳能的应用肯定是需要光热的，小型用光伏就可以了。一个兆瓦你说是大型还是小型？从电网的角度讲是非常小，而光热发电达到几百兆瓦是没有问题的。[page]
　　这是太阳能热发电在全球的一个情况，西班牙做的最好，再就是美国，再就是塔式做到2.43%，槽式到96.04%。太阳能热发电效率究竟可以达到多少？当温度聚光达到1千度的时候，实际效率可以达到60%以上。在这里还有一个跟大家共享，刚才我说了太阳能热发电是我们最关键的技术，热机效率是随温度增加而增加；聚光效率呈一条线下降，温度越高，聚光效率越差。这两个组合有个聚焦点，这里有比出来的一些数据，蝶式的在600到3000，塔式是300到1000，线性菲涅耳是150以下，槽式是80到100，未来的方向一定是塔式或蝶式，但是蝶式做不了很大。

　　我最近三年一直跟西班牙Abengoa公司合作，我去过他们的塔里面，研发中心和控制室我都可以去过。我的工作主要做储热材料和高温热流体和导热油，我们导热油已经用到200多度或者是300度多一点。发展了402度高度传热流体，发展了纳微结构溶盐储热换热流体，其缺点第一是腐蚀性，第二是导热性特别低，就是0.5。美国还说到2008年能到0.58，但是现在我们最好的数据到4了，一般也是1以上，就是到这样一个情况。

　　另外就是分布式能源系统的应用，这个就是200千瓦柴油机的系统。我们为什么要用柴油机系统来做？出发点在哪儿？很简单，现在柴油机效率35%左右，好的到40%，原因是尾气是以余热的形式排除的，现在把柴油机的多余的热存起来，在负荷要求低的时候就不开了，这个整体效率可以到60%。而且短期范围之内可以用柴油机进行调峰，在短时间内可以调好几倍。另外就是弃风问题，我们现在情况下弃风是可以用储热来解决的。

　　北边风电的特征一个是反季节，一个是反向，一个是供暖季节的风很大。这是内蒙古几个月份的分布，夏天的时候风不是太好。另外一个特点，因为供暖季节很强，不得不以热定电，储电很难解决弃风问题。因为它不是为了平滑波动，主要是供热的问题，所以这个储电技术很难解决这样一个问题。

　　我从08年就开始发展这样一个系统，我们专利早就出去了，但是我没有在会议上讲过。这里面就是一个风电厂，在弃风的时候把弃风变成热，从电到热。变成这个以后就储在这里面，需要的时候加热蒸汽也行，用空气也行。我们具体发展的是与热相联的地方肯定要弃的，这是出于安全考虑，所以这个是循环的。供热还得水蒸汽，我们发展一个能源管理系统。现在我们正在做一个兆瓦级这样一个系统，成本核算，供热是3到4年，这里面关键是政策支持需要电网同意，你在风厂制作程度热，用热能去发电肯定太贵了，就是让他进入这个电网，交给电网一个过路费就可以了。热电联供是4到6年。

　　从风电制热到供暖不是一个简单的过程，必须有一个风的模型，这个模型必须和系统联起来。从宏观角度谈是很简单，但实际上技术含量的门坎很高。储能的目的不是为了储能而储能，能不储就不储，任何过程都会有能量损失。储能不只是储电。储热是太阳能热发电系统的关键技术，储热可以有效解决我国现阶段三北地区的弃风问题。

　　谢谢大家！（本稿内容未经演讲者确认）