隨著全球能源互聯網建設的推進，光伏、風電等可再生能源發電將會迎來高速發展。而“十四五”期間將是我國實現碳達峰的關鍵期，可再生能源比例將持續提升，最終取代火力發電成為主力能源。在火電占比逐漸下降、承擔深度調峰壓力巨大的新形勢下，儲能技術無疑是有效緩解大規模可再生能源并網壓力的一種有效技術手段。

儲能技術涉及領域非常廣泛，按儲能方式可分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、重力儲能、電池儲能、蓄熱儲能等，按應用場景則可分為電網側儲能、電源側儲能、用戶側儲能。電源側儲能主要包括集中式新能源利用、調頻輔助服務應用、調峰輔助服務應用3種應用模式，在各種儲能方式中，除傳統的抽水蓄能以外均可用于電源側儲能。儲熱技術具有更強的調節能力和持續供給能力，在電源側儲能中應用十分廣泛。

純太陽能光熱發電

在純太陽能熱發電領域，儲熱是核心技術之一。目前，國際上已經建成運行和正在建設的純太陽能熱電站大多配置了儲熱系統。用于光熱發電的儲熱系統以熔融鹽儲熱為主，儲熱溫度可達500℃以上。儲熱系統的引入進一步提高了純太陽能熱發電系統中太陽能貢獻度，優化了系統性能，以50MW太陽能光熱塔式發電項目為例，有研究者分析了是否配備儲熱系統時電站性能情況。可見，配備儲熱系統時的電站性能明顯優于無儲熱系統。

圖：50MW光熱發電機組搭配儲熱前后性能對比

太陽能光熱-化石燃料互補發電

純太陽能熱發電可以實現完全清潔發電，但對設備要求較高且裝機容量受限，因此有研究者設計了太陽能與化石燃料互補的發電技術。太陽能與化石燃料熱互補發電做到了太陽能光熱和化石燃料的取長補短，一方面化石燃料發電系統的穩定性可以在一定程度上平抑太陽能輻照頻繁波動對太陽能側發電量的影響；另一方面由于耦合了太陽能，可以有效減少傳統化石能源發電系統的消耗并改善環境問題，也有效解決了太陽能利用不穩定和發電成本高等問題。因此，太陽能與化石燃料互補發電系統是目前解決太陽能高效利用的重點發展方向。

圖：配置儲熱的太陽能-燃煤熱互補發電機組

太陽能熱互補發電系統同樣需要搭配儲熱。一方面，儲熱系統與太陽能-化石能源熱互補系統相結合，可以提高太陽能利用率，進一步節省化石燃料消耗量，提高整個機組經濟性，另一方面，熱互補系統總運行時長將大幅提高，且可使太陽能側的輸出保持穩定，有利于系統的安全性和高效性。有科研人員對搭配儲熱系統的太陽能-燃煤熱互補發電機組進行了建模計算，根據測算結果，一套660MW光熱互補發電機組在搭配雙罐熔融鹽儲熱系統后，最高可節約煤15.55%，提高系統熱電效率3.3%。

搭配儲熱裝置的熱電聯產

熱電聯產是最早將電源側儲熱投入實際生產的領域。由于存在峰谷差，熱電聯產機組受供熱限制而不能充分投入運行，導致熱電調度無法高效運行，故機組調峰能力被“以熱定電”限制，將熱電聯產技術與儲熱技術相結合，可以有效降低用能峰谷差，減少一次能源消耗。此外，儲熱系統可以實現熱電聯產機組的熱電解耦，提高了冬季取暖期的調峰能力。目前，國內外的熱電聯產機組已普遍使用以水蓄熱技術為主的儲熱裝置。

圖：配置儲熱的熱電聯產機組

根據對我國目前在運的北方熱電聯產機組的數據分析，配置儲熱系統的機組調峰能力均有大幅度提高。北方地區的一臺300MW熱電聯產機組，在配備儲熱裝置后調峰容量從15.5%提升至37%，最大電出力提升了64.6MW。

電源側儲熱需擴大產業規模技術提升是關鍵

儲熱技術是具有廣闊發展前景的節能技術。電力體制改革和“雙碳”目標的提出給能源行業帶來了新的機遇和挑戰，隨著新能源裝機占比的上升，電源側調峰能力受到了更高的要求。儲熱技術在電源側的應用能做到兼顧調峰和能源清潔化，是未來我國電力系統不可或缺的組成部分。除了上文提到的光熱發電和熱電聯產領域之外，電源側儲熱技術還可應用于多能互補系統等其他新型能源系統，打造全面、穩定、清潔的綜合能源服務。

另一方面，以光熱發電為主的電源側儲熱技術裝機容量提升緩慢，主要原因是受到現有技術的限制。從儲熱介質而言，需要尋找兼顧儲熱溫度、儲熱密度和傳熱能力的優質儲熱材料，從儲熱方式而言，顯熱/潛熱混合儲熱能降低系統成本、提升熱效率，從儲熱系統設計而言，優化系統設計能大幅度降低成本并提高系統安全性。因此，儲熱技術的提升是行業發展關鍵，只有研發了更多新技術，才能讓儲熱在電源側的應用更加成熟。