2016年6月24日，為推進北京全國科技創新中心建設，深入實施《北京技術創新行動計劃(2014-2017年)》，加快我市能源互聯網領域技術創新及產業集聚發展，北京市科委面向社會公開征集能源互聯網領域科技儲備項目。
 

項目征集方向為：(一)面向能源互聯網應用的電力電子技術及裝備，新型儲能及智能電網(微網)。(二)多能源協同優化的智能分布式發電系統及裝備。(三)供需聯動預測及調度，智能運行控制與能量管理系統。(四)類型：包括具有重大創新突破的前沿技術研究、關鍵技術和高端裝備研發、集成技術與工程技術攻關、利用能源互聯網技術解決城市建設管理中熱點問題等。
 

儲能技術發展是保障清潔能源大規模發展和電網安全經濟運行的關鍵。儲能技術可以在電力系統中增加電能存儲環節，使得電力實時平衡的“剛性”電力系統變得更加“柔性”，特別是平抑大規模清潔能源發電接入電網帶來的波動性，提高電網運行的安全性、經濟性、靈活性。儲能技術一般分為熱儲能和電儲能，未來應用于全球能源互聯網的主要是電儲能。
 

儲能技術應用廣泛，市場需求潛力巨大，是能源互聯網中的關鍵環節：儲能技術的潛在需求很大，第一、光伏與風電等間歇性電源出力不穩定，當其發電占比達到較高比例時，會對電網造成一定的沖擊，從而需要配套一定比例的儲能來穩定風光電站的出力。第二、用電價格相對上網電價較高的地區，波峰波谷電價差異很大的地區，分布式配套儲能往往很容易具經濟性;微網、離網對于儲能的需求也很直接。第三、儲能應用于電力系統中將改變電能生產、輸送和使用同步完成的模式，彌補電力系統中缺失的“儲放”功能，以達到優化電力資源配置、提高能源利用效率之目的。第四、儲能技術進步還帶動了電動汽車的迅速發展。第五、在日漸興起的能源互聯網中，由于可再生能源與分布式能源在大電網中的大量接入，結合微網與電動車的普及應用，儲能技術將是協調這些應用的至關重要的一環，儲能環節將成為整個能源互聯網的關鍵節點;能源互聯網的興起將顯著拉動儲能的需求，助推儲能產業實現跨越式發展。
 

在能源互聯網背景下，電化學儲能、儲熱、氫儲能、電動汽車等儲能技術或設備圍繞電力供應，實現了電網、交通網、天然氣管網、供熱供冷網的“互聯”，儲能和能源轉換設備共同建立了多能源網絡的耦合關系。在未來的能源互聯網中，部分新能源發電將通過制氫、制熱等方式進行轉換，或以電化學儲能等雙向電力儲能設備存儲并適時返回電網。在各電力儲能技術的支撐下，新能源發電與熱電聯供機組、燃料電池、熱泵等轉換設備協調運行，實現了在新能源高效利用目標下，以電能為核心的多能源生產和消費的匹配。
 

儲能從技術原理上主要可分為適合能量型應用的電化學儲能、壓縮空氣儲能、熔融鹽蓄熱、氫儲能以及適合功率型短時應用的飛輪、超導和超級電容器儲能等。
 

抽水蓄能是目前技術最成熟、應用最廣泛的大規模儲能技術，具有規模大、壽命長、運行費用低等優點，目前效率可達70%左右，建設成本大致為3500元/kW~4000元/kW。缺點主要是電站建設受地理資源條件的限制，并涉及上、下水庫的庫區淹沒、水質的變化以及庫區土壤鹽堿化等一系列環保問題。
 

鈉硫電池具有能量密度大，無自放電，原材料鈉、硫易得等優點，缺點主要是倍率性能差、成本高，以及高溫運行存在安全隱患等。未來發展趨勢主要是提高倍率性能、進一步降低制造成本、提高長期運行的可靠性和系統安全性。
 

目前主要的液流電池體系有：多硫化鈉/溴、全釩、鋅/溴、鐵/鉻等體系，其中全釩體系發展比較成熟，已建成多個MW級工程示范項目，具有壽命長、功率和容量可獨立設計、安全性好等優點。缺點主要是效率和能量密度低、運行環境溫度窗口窄。發展趨勢主要是選用高選擇性、低滲透性的離子膜和高導電率的電極提升效率，提高工作電流密度和電解質的利用率以解決高成本問題等。
 

鉛碳電池是在傳統鉛酸電池的鉛負極中以“內并”或“內混”的形式引入，具有電容特性的碳材料而形成的新型儲能裝置。相比傳統鉛酸電池具有倍率高、循環壽命長等優點。但是碳材料的加入易產生負極易析氫、電池易失水等問題，發展趨勢主要是進一步提高電池比能量密度和循環壽命，同時開發廉價、高性能的碳材料。
 

鋰離子電池的材料種類豐富多樣，其中適合作正極的材料有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰;適合作負極的材料有石墨、硬(軟)碳和鈦酸鋰等。鋰離子電池的主要優點是：儲能密度和功率密度高，效率高，應用范圍廣;關注度高，技術進步快，發展潛力大。主要缺點是：采用有機電解液，存在安全隱患;壽命和成本等技術經濟指標仍待提升。
 

近年來以美國和日本為代表的發達國家對儲能電池的發展路線進行了探索，在實現電池的長壽命、低成本、高安全方面取得了一定的進展。以零應變材料為代表的長壽命電池材料、能夠擺脫鋰資源束縛的鈉系電池體系、基于固態電解質的全固態電池等是目前主要的研究熱點和發展趨勢。
 

壓縮空氣儲能具有規模大、壽命長、運行維護費用低等優點。目前傳統使用天然氣并利用地下洞穴的壓縮空氣儲能已經比較成熟，效率可達70%。近年來，國內外學者相繼提出了絕熱、液態和超臨界等多種新型壓縮空氣儲能技術，擺脫了對地理和資源條件的限制，但目前基本還處于技術突破或小規模示范階段，效率基本低于60%。發展趨勢主要是通過充分利用整個循環過程中的放熱、釋冷來提高整體效率，同時通過模塊化實現規模化。
 

熔融鹽蓄熱是利用熔融鹽使用溫區大、比熱容高、換熱性能好等特點，將熱量通過傳熱工質和換熱器加熱熔融鹽存儲起來，需要利用熱量時再通過換熱器、傳熱工質和動力泵等設備，將儲存的熱量取出以供使用，目前已在太陽能熱發電中實現應用。其優點主要是規模大，可方便配合常規燃汽機使用等。但目前還存在成本高、效率和可靠性低等缺點，發展趨勢主要是突破工質選擇和關鍵材料。
 

氫儲能是通過電解把水分解成氫氣和氧氣，實現電能到化學能的轉化，被認為是未來能源互聯網的重要支撐，日趨成為多個國家能源科技創新和產業支持的焦點。目前存在的問題主要是能量轉換效率低(總效率低于50%)、生產過程能耗大，需配套建立氫氣輸送管線、加氫站等相關基礎設施。在氫儲能的各環節中，制氫的主要發展趨勢是減少能耗、降低成本、提高轉化效率，儲氫主要是發展新型高效的儲氫材料、提高儲氫容器的耐壓等級，輸氫主要是發展抗氫脆和滲透的輸氫管道材料及研究氫與天然氣混合輸送的技術、建設及完善相關配套設施，用氫主要是發展低成本的氣體重整技術、降低氫燃料電池的成本、提高性能穩定性。
 

飛輪儲能具有功率密度高、使用壽命長和對環境友好等優點，其缺點主要是儲能密度低和自放電率較高，目前主要適用于電能質量改善、不間斷電源等應用場合。
 

超導儲能和超級電容器儲能在本質上是以電磁場儲存能量，不存在能量形態的轉換過程，具有效率高、響應速度快和循環使用壽命長等優點，適合在提高電能質量等場合應用。超導儲能的缺點是需要低溫制冷系統、系統構建復雜、成本較高等。超級電容器在大規模應用中面臨的主要問題是能量密度低，其發展趨勢主要是開發高性能電極及電解液關鍵材料技術，以提高儲能密度、降低成本。
 

全釩液流電池儲能技術因其具有儲能規模大(可達百兆瓦級)、充放電切換應答速度快，儲能介質為水溶液、安全可靠，電池均勻性好、使用壽命可達15年以上，生命周期的性價比高，材料和部件可循環利用，環境友好等突出的優勢，已經成為大規模儲能的首選技術之一，成為國際高技術競爭的新熱點。
 

大連化物所首席科學家張華民掛帥的全釩液流電池研發團隊與融科儲能一起，共申請了專利150余項，國際專利6項，形成了完整的自主知識產權體系，領軍國內外液流電池標準的制定。目前已成功實施了近30項應用示范工程，其中包括2012年實施的當時全球最大規模的5MW/10MWh遼寧臥牛石風電場全釩液流儲能系統，在國內外率先實現了該技術的產業化。當前正在實施的、由大連市政府支持的200MW/800MWh全釩液流電池儲能項目，也已被國家能源局確定為國家儲能示范項目。
 

國網遼寧電力公司運行管理的遼寧臥牛石風電場全釩液流電池儲能系統自2013年3月投運以來，在削峰填谷和減少棄風上發揮了重要作用，截至2015年底，該系統共減少棄風近760萬千瓦時，獲得直接經濟效益逾460萬元。此后，國網遼寧電力公司又陸續投運了兩座儲能電站，分別為和風楊家店儲能電站(鋰電池和全釩液流電池)和黑山龍灣儲能電站(全釩液流電池)。“從2015年的運行數據看，這三個風電廠的利用小時數都在2100小時以上，遠高于全網平均利用小時數1780小時。”國網遼寧電力有限公司副總經理王芝茗指出。
 

國家發改委氣候戰略與國際合作中心主任李俊峰認為，通過電網優化調度削峰填谷，包括將燃煤電廠改為調峰電廠，將是未來幾年政策上的首選。“‘十三五’期間，儲能還只能維持在技術研發、示范工程和產業鏈建設階段，國家應鼓勵在適宜的地方優先選擇液流電池技術，不再鼓勵鉛酸電池。”
 

目前，液流電池技術已在國際市場得到認可。美國在其2011年儲能發展規劃中已將液流電池作為首要支持發展的電池技術。美國2012年資助的22個儲能項目中液流電池占到12個，且規模最大的也是液流電池。加拿大安大略省2015年招標的5個儲能項目中，液流電池技術中標了4個。