新能源發電和儲能技術結合的發展越來越受全世界的關注。本號此前介紹過海上風電與儲氫技術結合、風電與新型“納米鹽”儲熱技術結合，引起了各位海粉兒的關注。近日，西門子歌美颯宣布在德國北部的漢堡正式投運了用火山石將過剩的電能轉化為熱能的新型電熱儲能（ETES）示范項目，設計儲存容量為130MWh，進一步推進儲能和新能源發電結合、與電網結合技術的發展。
引言
顯而易見，電力已經是人類生產生活不可或缺的一部分，日常生活中電子設備用電、夜晚照明，工業生產設備供電，甚至越來越多的交通工具也轉向使用電力。幾十年來，能源利用格局在變化，電力行業也呈現出一些新的特點：
·為應對環境問題，全球正在致力于發展建設一個全新的可再生能源系統，發電側的結構在變化；
·高電壓和離網解決方案技術的突破，使電力遠距離輸送越來成熟，原來越充足；
·“智能建筑”等數字技術的發展和需求側管理日益完善，幫助用戶可以更高效地使用電力；
對于電力可靠性的要求和電力系統智能化要求越來越高。
但是，現在的電網和很多大型火電廠一樣，大都是幾十年前建成（當然國內電網的建設還是日新月異、發展迅速的），這樣的系統在應對未來能源結構轉型中“前景黯淡”。
特別是隨著近些年可再生能源發電的不斷增長和傳統能源發電的逐步式微，可再生能源在電力系統中的“滲透率”越來越高。電網作為一個精密控制的系統，需要時刻保證電力供需雙方的平衡，而風電和太陽能發電具有間歇性的特點，給電力系統的穩定性和運行效率帶來了不小的麻煩。
可再生能源滲透率的影響
這就要求現有的電網能夠及時靈活調整，以適應用電需求變化以及可再生能源發電的波。辦法之一就是增加儲能，這樣如果夜間風電發出的電力高于用戶需求時，可以把剩余電力存儲起來；當用電需求高于發電出力時，系統可以通過儲能設施及時補充出力，提高電網運行效率。因此儲能對平衡電力系統具有非常重要的作用，可以使電網系統更加穩定、可靠。
儲能技術選擇
西門子歌美颯在選擇儲能技術路線時，認為好的儲能技術最好具有以下特點：
·可以利用現有電力基礎設施
·技術簡單可靠
·效率高、經濟可行
·可以大規模應用
·不受地理環境限制（例如在山區）
·有利于環境保護
基于以上原因考慮，雖然現今普遍使用的儲能電池是未來能源轉型中的一支重要力量，但是很明顯不能滿足西門子歌美颯的要求。
經研究考慮，西門子歌美颯選擇采用熱儲能的發展路線。
幾種儲能技術的比較 Source：SGER
由上圖可以看出，受系統造價及運行成本的影響，電池（包括液流電池）比較適合于中小規模的儲能系統；抽水蓄能雖然裝機容量比較高，但是系統建設受到自然條件的影響，大規模推廣存在困難；H2 /甲烷儲能受到能量循環效率限制，效率不高；而熱儲能方式可以在儲能規模、儲能時間長度、循環效率以及使用壽命上優于其他幾類儲能技術，非常適合電力儲能系統。
西門子歌美颯電熱儲能技術
大約10年前，西門子歌美颯的技術人員開始開發研究一種低成本、大規模的儲能系統解決方案，用火山石將過剩的電能轉化為熱能存儲起來 —— 即電熱儲能技術(ETES)，其實這項技術是基于John Ericsson 19世紀50年代提出的想法基礎上開發。
這種技術的儲能原理很簡單，就是將可再生能源產生的多余電能，通過用一種巨大的“吹風機”，將成千上萬噸的火山碎石加熱到600攝氏度，從而將電能轉化為熱能；當電網需要儲能系統發電時，通過的傳統的蒸汽輪機就可將儲存的熱能轉化為電能。如果與外界隔離好的話，火山石的熱能可以儲存幾個星期。
理論上講，這類項目的裝機規模沒有上限。據了解，最早2025年可以實現1GWh規模的儲能項目投產。
采用這種儲能方式不僅能與可再生能源相結合，而且可以與傳統的發電廠結合，因此不需要浪費資源將舊發電廠處理。基本上熱力發電廠都可以使用這種儲能技術，只需要將電廠的熱島部分進行升級改造，其余的部分都可以重新使用，提高了現有社會資源的使用。當然也可以和能源密集型行業結合，比如鋼鐵行業等。
西門子歌美颯ETES項目介紹
·西門子歌美颯ETES示范項目于2019年投入試運行，項目基本情況：
·項目獲得了德國經濟能源部的經費支持
·使用了超過1000噸的火山石，火山石溫度可被加熱到600攝氏度，存儲能量高達130MWh
·系統可通過傳統蒸汽輪機將熱能轉化成電能
·發電機能夠以1.4MW的額定功率連續發電24小時
結語
本號此前介紹的“納米鹽”儲能技術也是一種熱儲能的方式，相比較，小編認為“納米鹽”儲能技術的儲能保存時間較長且儲能效率高，而火山石儲能的系統規模可以做的更大。
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