隨著新能源的日益普及，以及電網(wǎng)調(diào)峰、提高電網(wǎng)可靠性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要性日益凸顯。美國(guó)從政策法規(guī)、技術(shù)研發(fā)、示范工程等方面大力支持電力儲(chǔ)能發(fā)展，本文介紹了其相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并提出了對(duì)我國(guó)的借鑒意義。
一、制定政策法規(guī)，啟動(dòng)儲(chǔ)能市場(chǎng)
美國(guó)政府對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的政策支持力度較大，已將儲(chǔ)能技術(shù)定位為支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)，相關(guān)的法案、計(jì)劃、投資和補(bǔ)貼政策不斷出臺(tái)。在良好的形勢(shì)下，美國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)一直穩(wěn)步增長(zhǎng)，在2010年達(dá)到6億美元，預(yù)計(jì)未來(lái)每年平均增長(zhǎng)26.6%，到2015年將接近20億美元。
2010儲(chǔ)能修訂法案（S.3617）
2010年7月20日，一項(xiàng)儲(chǔ)能法案提交到美國(guó)參議院，該項(xiàng)法案是對(duì)2009年儲(chǔ)能法案的修訂，提供了各種類型的補(bǔ)貼政策。根據(jù)該法案，美國(guó)對(duì)大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備（額定容量至少1000千瓦并維持1小時(shí)）將提供20%的投資稅收抵免，對(duì)應(yīng)用于家庭、工廠、商業(yè)中心的分布式可再生能源的儲(chǔ)能設(shè)備提供30%的投資稅收抵免。用于插電式混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能設(shè)備（能夠應(yīng)用于智能電網(wǎng)，控制時(shí)間充放電）也可享受30%的投資稅收抵免。符合條件的儲(chǔ)能設(shè)備需要有至少80%的儲(chǔ)能效率。
2010加州儲(chǔ)能法案（AB 2514）
加州儲(chǔ)能法案規(guī)定了兩期儲(chǔ)能目標(biāo)以及完成時(shí)間，其要求加州公用事業(yè)委員會(huì)在2012年3月1日之前啟動(dòng)制定私營(yíng)電力公司兩期儲(chǔ)能目標(biāo)的程序，并且在2013年10月1日之前發(fā)布這兩項(xiàng)目標(biāo)。同時(shí)規(guī)定，私營(yíng)電力公司到2015年12月3日必須實(shí)現(xiàn)第一期目標(biāo)，到2020年12月31日必須實(shí)現(xiàn)第二期目標(biāo)。同時(shí)，給予所有地方公共電力公司一年的寬限期，將在2014年10月1日前確定第一個(gè)目標(biāo)，并且必須在2016年12月31日之前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，第二期目標(biāo)必須在2021年12月31日之前實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)法案不包括加州范圍內(nèi)擁有客戶數(shù)低于60000個(gè)的電力公司。該法案將提供110萬(wàn)美元用于建立儲(chǔ)能監(jiān)管機(jī)制，通過(guò)監(jiān)管采購(gòu)程序、評(píng)價(jià)成本效益、監(jiān)察儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)納稅人的影響等，來(lái)促進(jìn)實(shí)現(xiàn)兩期目標(biāo)。
其他政策
在奧巴馬頒布的新能源政策中要求所有新能源項(xiàng)目必須配備儲(chǔ)能技術(shù)方案。在美國(guó)“電網(wǎng)2030”計(jì)劃中，大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)列為優(yōu)先級(jí)最高的目標(biāo)技術(shù)。此外，美國(guó)為儲(chǔ)能發(fā)展提供了很大的資金支持。2009年上半年，美國(guó)政府撥款20億美元用于支持包括大規(guī)模儲(chǔ)能在內(nèi)的電池技術(shù)研發(fā)。2009年8月5日，撥款24億美元支持電動(dòng)汽車的發(fā)展，其中就有一部分經(jīng)費(fèi)用于車用動(dòng)力儲(chǔ)能電池的開(kāi)發(fā)。同年10月27日，在美國(guó)能源部制定的關(guān)于智能電網(wǎng)資助計(jì)劃中，安排的儲(chǔ)能技術(shù)項(xiàng)目超過(guò)了其他所有項(xiàng)目，達(dá)19個(gè)，資金支持力度也最大。同年11月，美國(guó)能源部又撥款2億美元支持規(guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)的研發(fā)。2010年7月，美國(guó)能源部再次撥款2765萬(wàn)美元用于電網(wǎng)儲(chǔ)能計(jì)劃。
二、加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，開(kāi)展示范工程
電力儲(chǔ)能的發(fā)展離不開(kāi)政府部門、能源企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等多方的積極參與，通過(guò)試點(diǎn)項(xiàng)目、研究報(bào)告等方式深入推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的研究、試驗(yàn)和商業(yè)化示范。美國(guó)能源部（DOE）、美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）以及派克研究（Pike Research）等定期推出儲(chǔ)能方面的研究報(bào)告，如DOE的年度儲(chǔ)能研發(fā)進(jìn)展報(bào)告、Pike公司的儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助服務(wù)報(bào)告等。這些對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)基礎(chǔ)研究的投入，使得美國(guó)能夠在儲(chǔ)能領(lǐng)域提出問(wèn)題并解決問(wèn)題，不斷審視發(fā)展情況，進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。同時(shí)，在研究的基礎(chǔ)上，美國(guó)大力開(kāi)展多種類型的示范項(xiàng)目，儲(chǔ)能技術(shù)呈多元化發(fā)展格局，加快了儲(chǔ)能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的步伐。
1.電池儲(chǔ)能技術(shù)
在新能源并網(wǎng)中的應(yīng)用
大規(guī)模風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等間歇性新能源的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，而發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是有效應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的解決方案。
在美國(guó)，佛羅里達(dá)州建造了2*5kW*4h全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于光伏并網(wǎng)發(fā)電，該系統(tǒng)于2007年投入運(yùn)行，對(duì)于平滑輸出和儲(chǔ)能發(fā)揮了重要作用。
在分布式能源中的應(yīng)用
電力儲(chǔ)能技術(shù)在分布式發(fā)電中起著重要作用，可以提高發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，保證區(qū)域（微）型電網(wǎng)的平衡供需。隨著并網(wǎng)的分布式能源系統(tǒng)越多，對(duì)電網(wǎng)的沖擊越大，因此需要開(kāi)發(fā)和建設(shè)配套的儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)保證發(fā)電和供電的連續(xù)和平穩(wěn)。
目前，離網(wǎng)式分布式能源主要應(yīng)用電池儲(chǔ)能，例如，美國(guó)AEP公司將于2010年建成以鋰離子電池進(jìn)行儲(chǔ)能的3MW社區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)（CES），該儲(chǔ)能系統(tǒng)主要是用于社區(qū)分布式能源。
在“削峰填谷”中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)引入儲(chǔ)能技術(shù)后，可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負(fù)荷，而且可以更有效地利用電力設(shè)備，降低供電成本，滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
在美國(guó)，夏威夷毛伊島安裝了一個(gè)1.5萬(wàn)千瓦的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，和從瓦胡島風(fēng)電場(chǎng)購(gòu)買的電力配套運(yùn)行。該風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量為3萬(wàn)千瓦，計(jì)算機(jī)將保持電池在一天中的大多數(shù)時(shí)間處于半充電狀態(tài)。如果風(fēng)力驟然增強(qiáng)或減弱，電池將平穩(wěn)電流。該儲(chǔ)能裝置的成功之處在于其擁有頻率調(diào)節(jié)功能。電池系統(tǒng)可以在電價(jià)較低時(shí)儲(chǔ)存電力，而在電價(jià)較高時(shí)送出電力。該電池系統(tǒng)可以容納1萬(wàn)千瓦時(shí)的電量，相當(dāng)于一個(gè)3萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)滿負(fù)荷運(yùn)行20分鐘產(chǎn)生的電力。
在電能質(zhì)量管理方面的應(yīng)用
在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提高電能質(zhì)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的供電可靠性。美國(guó)在這項(xiàng)應(yīng)用上有很多成功的經(jīng)驗(yàn)。
在阿拉斯加費(fèi)爾班克斯市有一個(gè)重達(dá)1400噸的鎳鎘電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，占地面積相當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)，可以滿足4萬(wàn)千瓦的電力需求。該系統(tǒng)已安裝兩年，避免了81次停電事故。2010年3月，美國(guó)德克薩斯州安裝了由80個(gè)電池模塊組成的容量為4MW的鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以持續(xù)供電8小時(shí)。
2.其他形式的儲(chǔ)能技術(shù)
美國(guó)使用的另外一種儲(chǔ)能技術(shù)是抽水蓄能。目前，效率最高的儲(chǔ)能形式當(dāng)屬抽水蓄能電站，其效率在70%到85%之間。加州最大的抽水蓄能設(shè)施之一是海爾姆斯（Helms）抽水蓄能設(shè)施。該設(shè)施通過(guò)發(fā)電模式可產(chǎn)生120萬(wàn)千瓦的電力，通過(guò)泵送模式可產(chǎn)生93萬(wàn)千瓦的電力。太平洋燃?xì)馀c電力公司（PG&E）在加州東部莫?jiǎng)P勒米河（Mokelumne River）建設(shè)40萬(wàn)千瓦到120萬(wàn)千瓦的抽水蓄能電站進(jìn)行可行性研究，該項(xiàng)目將有助于應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電。
此外，美國(guó)還使用其他方法儲(chǔ)存電力。紐約州的一家電力公司建設(shè)一座由200個(gè)飛輪組成的電力儲(chǔ)存裝置。每個(gè)飛輪上方安裝一種可交替作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)使用的裝置，能夠在飛輪里儲(chǔ)存或獲取能量。美國(guó)能源部為兩個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目提供資金支持，其中一個(gè)是為紐約州北部耗資1.25億美元的15萬(wàn)千瓦的項(xiàng)目提供3000萬(wàn)美元支持，另一個(gè)是為北加州耗資3.5億美元的30萬(wàn)千瓦的項(xiàng)目提供2500萬(wàn)美元支持。這兩個(gè)項(xiàng)目都在負(fù)荷低谷時(shí)段儲(chǔ)存電力，并在負(fù)荷高峰時(shí)段送出電力。
四、對(duì)我國(guó)的啟示
我國(guó)“十二五”期間將重點(diǎn)支持新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在能源行業(yè)，新興產(chǎn)業(yè)涉及風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用，以及智能電網(wǎng)、分布式能源、車用新能源等技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。這些新興產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用，都需要依靠高效、綠色的儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品。結(jié)合美國(guó)儲(chǔ)能的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)有幾點(diǎn)值得借鑒。一是加強(qiáng)儲(chǔ)能規(guī)劃和激勵(lì)性政策。我國(guó)新能源的快速發(fā)展沒(méi)有配套的儲(chǔ)能規(guī)劃，而且與電網(wǎng)、電源脫節(jié)。在新近確定的七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中，提出要加強(qiáng)新能源并網(wǎng)及儲(chǔ)能，還需給予更多這樣的政策激勵(lì)，出臺(tái)財(cái)政補(bǔ)貼政策、嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展；二是積極開(kāi)展儲(chǔ)能技術(shù)示范項(xiàng)目。我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)起步比較晚，技術(shù)還不成熟，隨著可再生能源的普及應(yīng)用、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設(shè)，及時(shí)掌握儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的最新信息和數(shù)據(jù)，加大儲(chǔ)能研發(fā)和應(yīng)用示范力度，突破關(guān)鍵技術(shù)，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域；三是建立儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，降低成本。目前儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品成本偏高，這有可能使浪費(fèi)能源比儲(chǔ)能更經(jīng)濟(jì)，需要建立儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)健康快速發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)新能源振興和落實(shí)節(jié)能減排國(guó)策。
