实现“双碳”目标，传统能源逐步退出必须建立在新能源安全可靠的替代基础之上，但是目前，新能源大规模利用仍面临间歇性、波动性、不稳定的挑战。作为破题之道，储能可以平抑波动，支撑光电风电大规模并网，被视为新型电力系统的必要环节。在中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长、中国碳中和50人论坛成员赵天寿看来，储能技术必须满足规模化、高安全、低成本、长寿命、无地域限制等要求，这也是未来储能产业发展的重要方向所在。

实现碳中和需要规模化

高安全储能技术

问：在碳中和进程中，能源结构将发生颠覆性、革命性调整，储能在其中占据什么地位？

赵天寿：我国碳排放主要来源于化石能源的大规模使用。碳减排的关键，在于不断提高太阳能、风能等可再生能源在能源结构中的占比，化石能源比重相应降低。而目前，风、光实际比重约为4%，化石能源占比高达84%。为实现碳中和目标，前者占比需达到60%，后者要降低到10%左右。

近十年来，我国的光电、风电成本快速下降，为装机规模快速提升奠定了基础。但光电、风电存在间歇、不稳定特点，无法直接满足电网及用户的需求，成为制约其进一步扩大规模的主要障碍。储能就是利用专门装置与系统将能量储存，在需要时将能量释放，实现能量在时间和（或）空间上的转移，这是推动可再生能源大规模接入电网的必须环节。基于此，储能被认为是构建以新能源为主体的新型电力系统的必须环节。

问：这对储能产业提出了哪些要求？

赵天寿：据预测估算，为实现碳中和目标，光电、风电装机量将达到50亿千瓦，年发电量10万亿度，按10%-50%配备储能，储能容量就将在1万亿-5万亿度。面对如此大容量的需求，储能技术必须满足规模化、高安全、低成本、长寿命、无地域限制等要求。

在以新能源为主体的新型电力系统中，光电、风电在不同时间尺度下均存在不稳定性。在毫秒至分钟的时间范围内，光电风电受天气因素影响会出现功率的剧烈波动，易对电网短时间功率平衡与频率稳定造成冲击；在数十分钟至数小时范围内，光电风电的发电量不可控，无法跟踪电网的发电计划，无法响应电网调度；在数小时至数天甚至跨季节范围内，光电风电的发电量受气候变化影响，能量输出存在长周期波动性，与社会能量需求不匹配，难以确保全年能量稳定、可靠供应。例如，北方地区光伏发电的电量，冬夏两季可能相差一倍，若夏季恰好满足能量需求，冬季就会有较大能量缺口。

因此，储能系统还需满足不同时长能量储存的要求：针对毫秒至分钟范围的能量储存需求，需重点满足平滑风光出力、电网调频的要求；针对数十分钟至数小时范围的能量储存需求，需重点满足提高光电、风电消纳量、电网调峰的要求；针对数小时至数天甚至跨季节能量储存需求，则要重点满足长周期、大规模能量时移的要求，确保能源安全。