2026年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規(guī)劃圖”細化為可行“施工圖”的關(guān)鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業(yè)又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應(yīng)鏈”“清潔低碳氫”等。這些術(shù)語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與生活演進的真實方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“混合儲能系統(tǒng)”這個名詞。

什么是混合儲能系統(tǒng)？

混合儲能系統(tǒng)（hybrid energy storage system，簡稱HESS）是指將兩種或兩種以上具有不同性能特點的儲能技術(shù)組合在一起，以實現(xiàn)系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化。

混合儲能系統(tǒng)的分類信息

混合儲能系統(tǒng)的詳細解釋

混合儲能系統(tǒng)可以是不同類型儲能技術(shù)的混合，如液流電池與磷酸鐵鋰電池、鈉離子電池與飛輪儲能、超級電容與磷酸鐵鋰電池等，也可以是同類型儲能技術(shù)的混合，如不同規(guī)格的磷酸鐵鋰電池、不同種鋰離子電池的組合等。通過將不同性能的儲能技術(shù)組合在一起，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)系統(tǒng)性能的優(yōu)化。

例如，液流電池具有較長的循環(huán)壽命和較高的能量密度，適用于長時儲能；而磷酸鐵鋰電池具有較高的功率密度和較快的響應(yīng)速度，適用于短時儲能。將兩者組合，可以在滿足電網(wǎng)調(diào)頻和負荷平衡需求的同時，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。

混合儲能系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其靈活性和可定制性。根據(jù)不同的應(yīng)用場景和需求，可以選擇不同的儲能技術(shù)組合，以實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。例如，在可再生能源消納方面，液流電池可以儲存多余的電能，在電力需求高峰時釋放；而飛輪儲能可以快速響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化，提供調(diào)頻服務(wù)。兩者結(jié)合，可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可再生能源的利用率。

然而，混合儲能系統(tǒng)也面臨一些問題。首先是系統(tǒng)的復(fù)雜性：涉及多種儲能技術(shù)的協(xié)同工作，需要精確的控制策略和優(yōu)化的能量管理系統(tǒng)。其次是不同儲能技術(shù)之間的兼容性和接口標準化問題，可能導(dǎo)致系統(tǒng)集成的難度增加。此外，混合儲能系統(tǒng)的初期投資較高，運營維護成本也相對較大，需要通過技術(shù)進步和政策支持來降低成本，提高經(jīng)濟性。

混合儲能系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

通過合理配置和優(yōu)化，混合儲能系統(tǒng)能夠彌補單一儲能技術(shù)的不足，提高系統(tǒng)的功率響應(yīng)能力、能量存儲能力、循環(huán)壽命和經(jīng)濟性，可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻、負荷平衡、可再生能源消納等領(lǐng)域。

在電網(wǎng)調(diào)頻方面：混合儲能系統(tǒng)可以提供快速響應(yīng)的調(diào)頻服務(wù)，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

在可再生能源消納方面：混合儲能系統(tǒng)可以儲存多余的可再生能源，在電力需求高峰時釋放，提高可再生能源的利用率和并網(wǎng)能力。

在電力負荷平衡方面：混合儲能系統(tǒng)可以平衡電力供需，降低電網(wǎng)負荷波動，提升電網(wǎng)的可靠性。

隨著技術(shù)的不斷進步和政策的支持，混合儲能系統(tǒng)的成本逐漸降低，性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴大。例如，2024年國家能源局發(fā)布的《新型儲能試點示范項目名單》，其中包括多個混合儲能項目，標志著混合儲能技術(shù)在實際應(yīng)用中的突破。此外，2022年，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，結(jié)合系統(tǒng)需求推動多種儲能技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，開展復(fù)合型儲能試點示范，為混合儲能系統(tǒng)的發(fā)展提供了政策支持。

未來，隨著新能源比例的不斷提高，電力系統(tǒng)對儲能的需求將更加多樣化，混合儲能系統(tǒng)將成為電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分。通過合理的技術(shù)組合和優(yōu)化的能量管理，混合儲能系統(tǒng)可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運行，為實現(xiàn)碳中和目標提供有力支撐。

混合儲能系統(tǒng)的綠色應(yīng)用難點

混合儲能系統(tǒng)作為一種新型的儲能技術(shù)，雖然具有多種優(yōu)勢，但在其發(fā)展過程中也面臨一些挑戰(zhàn)或爭議問題。

首先，混合儲能系統(tǒng)的建設(shè)可能涉及土地使用和環(huán)境影響等問題。如壓縮空氣儲能的地下儲氣空間的選擇和建設(shè)可能對周邊環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成影響；液流電池的潛在重金屬污染風(fēng)險需要強化監(jiān)管與應(yīng)急措施，需要進行充分的環(huán)境評估和風(fēng)險管理。

其次，混合儲能系統(tǒng)的運行可能涉及能源消耗和排放等問題。雖然混合儲能系統(tǒng)在放電過程中不直接排放污染物，但其壓縮和膨脹過程可能消耗大量能源，影響系統(tǒng)的整體效率和環(huán)境友好性。

此外，混合儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可持續(xù)性仍需進一步驗證。雖然混合儲能系統(tǒng)在理論上具有較低的應(yīng)用成本，但其建設(shè)和運營成本仍然較高，需要通過技術(shù)創(chuàng)新和政策支持來降低成本，提高經(jīng)濟性。

因此，在推動混合儲能系統(tǒng)發(fā)展的過程中，需要充分考慮其社會、環(huán)境和經(jīng)濟影響，制定相應(yīng)的政策和規(guī)范，確保其可持續(xù)發(fā)展。例如，制定混合儲能系統(tǒng)的技術(shù)標準和接口規(guī)范，促進不同儲能技術(shù)的兼容性和系統(tǒng)集成；加強對混合儲能系統(tǒng)的環(huán)境影響評估和監(jiān)管，確保其建設(shè)和運行符合環(huán)保要求；提供政策支持和資金補貼，降低混合儲能系統(tǒng)的初期投資和運營成本，促進其商業(yè)化應(yīng)用。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家能源局.《新型儲能試點示范項目名單》（國家能源局公告2024年第1號）.2024　

[2] 中華人民共和國國家發(fā)展改革委、國家能源局.《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》(發(fā)改能源〔2022〕209號).2022

策劃制作

作者丨劉語 中國科學(xué)院工程熱物理所研究員 長時規(guī)模儲能重點實驗室副主任

審核丨李存璞 特種化學(xué)電源全國重點實驗室教授 中國化學(xué)會科普工作委員會委員

責(zé)編丨楊楊 王夢如

審校丨徐來 張林林