储能在低碳城市建设中的发展机遇（储能前沿系列报道五）

随着社会环境问题日益加重，绿色低碳成为各国城市建设和社会发展的战略选择。减少化石能源使用、提高可再生能源发电水平、有效接纳可再生能源、降低电网系统负担，成为低碳城市能源体系的重要特征，也是低碳城市在规划和运行能源电力体系过程中的重要任务。应用在低碳能源体系 一套完善的能源体系通常包括能源生产和输送系统、储能系统、终端能源使用系统、能源控制系统等四个要素。在能源控制系统的统一管理和调度下，储能系统与能源生产和输送系统、终端能源使用系统相互配合，不仅可以保持区域整体的能源供需平衡和负荷的均衡化、提高能源利用效率、减少能量消耗、节省能源开支，而且能够增加可再生能源的导入比例，降低温室气体排放。以风力发电为代表，储能可以在跟踪计划出力、调频、平滑风电输出等方面发挥功效。一方面提高预测准确率、减少电力系统备用容量、提高并网能力；一方面减少可再生能源发电的波动性和不稳定性，提高可再生能源的并网发电率。目前，统筹规划大电网、分布式电源、用电负荷、输配电装置和储能设备、建立分布式微电网体系也是城市低碳能源系统的重要发展方向，通过恰当的激励机制和电价政策、安装先进的能源管理和监控系统，还可以进一步提高能源利用效率、削减峰值电力、减轻城市发展对电网扩容升级的压力。应用在智能建筑系统建筑物所消耗的能源多数为电能和热能，主要通过电力线路和热力管线由外界输入。提高建筑物能源自产自消的比例，优化建筑物的能源结构是提高建筑能效的一个重要方式。在智能建筑中，储能系统主要扮演以下三种角色。首先，储能系统为建筑构建起合理高效、安全可靠的供电系统，保证设备仪器不间断运行、改善电能质量。受污染的电能品质对计算机、精密电子设备、通信设备的运行极为有害，特别是发生突然停电事故时，将会对其造成严重损害。其次，对于分布式发电系统，储能系统储存多余电力，以备夜间和用电高峰期使用。储能可以起到削峰填谷、降低业主使用成本也优势明显，所以，先进的蓄冷蓄热设备也将成为未来智能建筑的重要组成部分，而配备储能系统也是未来智能建筑的一个必要条件。应用在智能交通系统以信息通信技术为基础，将电动汽车打造为智能汽车，促进电动汽车与能源网络和交通网络相互融合，已经成为未来智能交通系统的发展方向。随着电动汽车的推广和普及，车载电池不论在车辆使用阶段，还是使用寿命结束之后，都是一种十分有价值的储能资源，其能量存储的总量对于电网来说，又是一种保障和优化电网运行的积极资源。具体而言，电动汽车及其动力电池在储能领域的应用，主要包括光储式电动汽车充换电站、车电互联（V2G，Vehicle to Grid）等。目前，全球已经有多个城市正在开展智慧低碳城市的示范和实证项目。日本在横滨、丰田、京阪奈、北九州等4个城市开展社会实证项目，对智能电网及智能城市的相关技术、结构、商业模式等进行验证，包括需求响应、区域能源管理系统、能源使用可视化、车电互联系统、户用储能系统优化设计等，重点实现区域能源的整体优化使用。在欧洲，瑞典斯德哥尔摩、荷兰阿姆斯特丹、法国里昂、西班牙马拉加等城市正在积极探索智慧低碳城市的建设模式，他们正在利用光伏发电、电池系统和节能设备构建正能量楼宇和电动汽车智能充电系统，通过引入用电监控系统和社区能源管理网络，对区域内的电力供需进行有效调控。在国内明确提出了“新型城镇化”概念，推动新型城镇化的战略背景下，以低碳、智慧为理念开展城市建设，探索实施集约、高效、可持续的产能用能模式也变得尤为重要。作为先进能源体系的重要一环，储能将在低碳城市建设和能源系统构建中承担更多角色，获得更大发展机遇。（作者为中关村储能产业技术联盟研究经理）