當(dāng)前我國儲能技術(shù)的現(xiàn)實需求有如下幾方面：
1.風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電自身所固有的隨機(jī)性、間歇性特征，決定了其規(guī)模化發(fā)展必然會對電網(wǎng)安全運行帶來顯著影響，另外風(fēng)力發(fā)電往往在后半夜進(jìn)入發(fā)電高峰，而此時正是用電低谷，所以棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。因此必須要有先進(jìn)的大容量儲能技術(shù)做支撐，以穩(wěn)定風(fēng)機(jī)輸出，且能錯時發(fā)電，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的利用率，降低損耗。
研究表明，如果風(fēng)電裝機(jī)占裝機(jī)總量的比例在10%以內(nèi)，依靠傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)以及增加水電、燃?xì)鈾C(jī)組等手段基本可以保證電網(wǎng)安全;但如果所占比例達(dá)到20%甚至更高，電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運行將面臨巨大挑戰(zhàn)。目前為了減少對電網(wǎng)的沖擊，每一臺風(fēng)機(jī)需要配備其功率4%的后備蓄電池。另外還需要大約相當(dāng)于其功率1%的蓄電池用于緊急情況時收風(fēng)葉以保護(hù)風(fēng)機(jī)。電網(wǎng)對風(fēng)電輸出平穩(wěn)性的要求已成為風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。隨著風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)電與電網(wǎng)的矛盾越來越突出。如果需要平滑風(fēng)電90%以上的電力輸出，需要為風(fēng)電場配置20%左右額定功率的儲能電池;如果希望風(fēng)電場還能具有削峰填谷的功能，將需要配備相當(dāng)于40-50%功率的動態(tài)儲能電池;如果風(fēng)機(jī)離網(wǎng)發(fā)電，則需要更大比例的動態(tài)儲能電池。
中國風(fēng)能協(xié)會預(yù)計2020年中國風(fēng)電裝機(jī)會突破150GW，將占到全國發(fā)電量的10%左右。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是我國的多數(shù)風(fēng)電場屬于“大規(guī)模集中開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送”，對電網(wǎng)的運行和控制提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。大容量儲能產(chǎn)品成為解決電網(wǎng)與風(fēng)電之間矛盾的關(guān)鍵因素。即使按照風(fēng)電調(diào)控最低要求計算，5%的風(fēng)電儲能比例，2009年儲能電池的需求就將達(dá)到1GW，2020年儲能電池的需求將達(dá)到5GW;如果需要平滑90%以上的風(fēng)電輸出，儲能電池的需求還要增加3倍以上。
2.光伏發(fā)電
光伏發(fā)電是顯著受天氣影響的，對于目前大型光伏發(fā)電場主要是并網(wǎng)發(fā)電，但總的說來裝機(jī)容量在電網(wǎng)中所占比例非常小，其波動可以忽略不計。但隨著時間推移，其所占比例越來越大之后，不得不考慮儲能技術(shù)以平滑其輸出，減小對電網(wǎng)的影響。
目前來說，光伏發(fā)電對儲能電池的需求更多體現(xiàn)在離網(wǎng)型光儲或風(fēng)光儲項目上。
3.電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻
由于我國電力系統(tǒng)煤電比例較高，核電不參與調(diào)峰，水電、燃?xì)獍l(fā)電等調(diào)峰較好的電源所占比例較低，造成電力系統(tǒng)安全運行和調(diào)控管理困難。系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻也成為限制電網(wǎng)接受清潔能源的一個主要因素。
為應(yīng)對城市尖峰負(fù)荷，電力系統(tǒng)每年都要新增大量投資用于電網(wǎng)和電源后備容量建設(shè)，但利用率卻非常低。以上海為例，2004年～2006年間，為解決全市每年只有183.25小時的尖峰負(fù)荷，僅對電網(wǎng)側(cè)的投資每年就超過200億元，而為此形成的輸配電能力的年平均利用率不到2%。東北風(fēng)電在發(fā)展中首先面臨的也是調(diào)峰和調(diào)頻的問題，需要儲能技術(shù)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)公司共同承擔(dān)責(zé)任并解決調(diào)峰問題。
電網(wǎng)調(diào)峰的主要手段一直是抽水蓄能電站。由于抽水蓄能電站需建上、下兩個水庫，受地理條件限制較大，在平原地區(qū)不合適。采用大容量儲能電池的小型調(diào)峰系統(tǒng)從微觀角度多點調(diào)峰，不受地理條件限制，可大可小設(shè)計靈活，是抽水蓄能電站的有益補(bǔ)充。
4.通訊基站
通信基站和通信機(jī)房需要蓄電池作為后備電源，且時間通常不能少于10小時。對通訊運營商來講，安全穩(wěn)定可靠和使用壽命是最重要的，在這一領(lǐng)域，流體釩電池有著鉛酸電池?zé)o法比擬的先天優(yōu)勢：壽命長，維護(hù)簡單，能量存儲穩(wěn)定、控制精確、自放電少，可便捷調(diào)整能量的存儲量，總體使用成本低。
通信網(wǎng)絡(luò)中的基站動力系統(tǒng)中通常使用柴油發(fā)電機(jī)，在停電時提供長時間動力。柴油機(jī)在備用動力系統(tǒng)投資中占了很大一部分，而且需要持續(xù)不斷的機(jī)械維護(hù)以保證其可靠性;在實際應(yīng)用中，柴油機(jī)的利用率很低，因此其單位時間的使用成本比較高;系統(tǒng)中經(jīng)常使用的鉛酸電池由于自放電的原因，也需要經(jīng)常維護(hù)。流體釩電池完全可以替代動力系統(tǒng)中的鉛酸電池和柴油機(jī)的動力組合，提供高可靠性的直流電源的能量存儲解決方案。流體釩電池還可以很好地與網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域使用的地理分布很廣、數(shù)量眾多的太陽能電池進(jìn)行很好的匹配，替代目前太陽能供電系統(tǒng)中通常使用的鉛酸電池，降低維護(hù)量，減少成本，提高生產(chǎn)率。
5.分布式電站
大型電網(wǎng)自身的缺陷，難以保障電力供應(yīng)的質(zhì)量、效率、安全可靠性要求，對于重要單位和企業(yè)，往往需要雙電源甚至多電源作為備份和保障。分布式電站可以減少或避免由于電網(wǎng)故障或各種意外事件造成的斷電。醫(yī)院、指揮控制中心、數(shù)據(jù)處理和通訊中心、商業(yè)大樓、娛樂中心、政府要害部門、制藥和化學(xué)材料工業(yè)、精密制造工業(yè)等領(lǐng)域是分布式電站發(fā)展的重點領(lǐng)域，流體釩電池可以在分布式電站的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
對于目前很多遠(yuǎn)離主電網(wǎng)的場合，如海島、哨所、采礦采油井、移動牧場、野外施工地等，對風(fēng)光儲一體化電站解決方案也提出了真實的需求。
構(gòu)建智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
在人類現(xiàn)代文明的發(fā)展中，電網(wǎng)是迄今為止建造的最復(fù)雜的系統(tǒng)工程之一，從發(fā)電，輸電，配電直到用電，電網(wǎng)與國民經(jīng)濟(jì)和我們普通百姓的日常生活無不息息相關(guān)。但目前實際狀況是：一方面?zhèn)鹘y(tǒng)電網(wǎng)存在智能化程度低、運行效率低等諸多亟待解決的問題，另一方面又面臨全球范圍內(nèi)氣候變暖、能源短缺的窘?jīng)r。2003年，美國能源部組織相關(guān)專家對電力工業(yè)的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行反思和展望，提出了“智能電網(wǎng)”的概念。中國國家電網(wǎng)公司也明確提出了在2020年之前分三個階段實施智能電網(wǎng)建設(shè)的具體規(guī)劃。
發(fā)展智能電網(wǎng)的目標(biāo)是建設(shè)節(jié)能、環(huán)保、高效、可靠、穩(wěn)定的現(xiàn)代化電網(wǎng)，其中與之相配套的一個很重要的核心環(huán)節(jié)就是發(fā)展大規(guī)模的電力儲能技術(shù)。
儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)以及電動汽車發(fā)展必不可少的支撐技術(shù)，可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，可以提高電力設(shè)備運行效率、降低供電成本，還可以作為促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補(bǔ)償負(fù)荷波動的一種手段。智能電網(wǎng)的構(gòu)建促進(jìn)儲能技術(shù)升級、推動儲能需求尤其是大規(guī)模儲能需求的快速增長，從而帶來相應(yīng)的投資機(jī)會。
隨著儲能技術(shù)的大量應(yīng)用必將在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)設(shè)計、規(guī)劃、調(diào)度、控制方面帶來變革。儲能技術(shù)關(guān)系到國計民生，具有越來越重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值，目前儲能在中國的發(fā)展剛剛起步。國家應(yīng)該盡快研究儲能技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究的投入，切實鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，掌握自主知識產(chǎn)權(quán);從規(guī)模儲能技術(shù)發(fā)展起始階段就重視環(huán)境因素，防治環(huán)境污染;充分發(fā)揮儲能在節(jié)能減排方面的作用，把對新能源的鼓勵政策延伸到儲能環(huán)節(jié)。近年來，我國電網(wǎng)峰谷差逐年增大，多數(shù)電網(wǎng)的高峰負(fù)荷增長幅度在10%左右，甚至更高。而低谷負(fù)荷的增長幅度則維持在5%甚至更低。峰谷差的增加幅度大于負(fù)荷的增長幅度，在電網(wǎng)中引入儲能系統(tǒng)成為了實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)峰的迫切需求。
儲能技術(shù)擁有廣泛的應(yīng)用前景，但實現(xiàn)規(guī)模化儲能當(dāng)前仍是一個世界性難題。目前，我國約有40個儲能示范項目，而規(guī)模在1000千瓦級的項目為數(shù)不多。這些儲能項目多起到示范、探索性作用，并不具備產(chǎn)業(yè)化意義。
由于我國的能源中心和電力負(fù)荷中心距離跨度大，電力系統(tǒng)一直遵循著大電網(wǎng)、大電機(jī)的發(fā)展方向，按照集中輸配電模式運行，隨著可再生能源發(fā)電的飛速發(fā)展和社會對電能質(zhì)量要求的不斷提高，儲能技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。儲能技術(shù)主要的應(yīng)用方向有：風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)組成的局域網(wǎng)，用于偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、工廠及辦公樓供電;通信系統(tǒng)中作為不間斷電源和應(yīng)急電能系統(tǒng);風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)整;作為大規(guī)模電力存儲和負(fù)荷調(diào)峰手段;電動汽車儲能裝置;作為國家重要部門的大型后備電源等。隨著儲能技術(shù)的不斷進(jìn)步，安全性好、效率高、清潔環(huán)保、壽命長、成本低、能量密度大的儲能技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，必將帶動整個電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
