儲能——新能源的“孿生兄弟”
能源，是與國民經濟可持續發展和國家安全緊密相關的重大話題。當前，擺在我們面前的現實矛盾是一直依賴的化石能源日益枯竭，且傳統能源利用方式引起的環境惡化日趨嚴重。一個典型的例子是近年來霧霾天氣在我國出現得日益頻繁，已經嚴重影響了國民健康，這也使得人們對清潔能源的需求更為迫切。因此，節約化石能源、提高化石能源利用效率、實現節能減排以及研究開發和大規模可再生能源，實現能源多樣化成為世界各國能源發展戰略的共識。
在哥本哈根世界氣候大會上，美國作為發達國家的代表承諾2020年溫室氣體比2005年減排17%，我國作為發展中國家的代表承諾2020年單位國內生產總值碳減排40%~45%。新能源和節能環保產業已被定為我國的戰略性新興產業。
在相關政策的大力推動下，我國新能源產業有了較快發展。尤其是風能、太陽能發電裝機容量大幅增加。據統計，2013年，我國新增風電裝機容量16088.7兆瓦，同比增長24.1%，截至2013年末，累計裝機容量91412.89兆瓦，同比增長21.4%。新增裝機和累計裝機兩項數據均居世界第一。據國家能源局數據，截至2013年末，累計并網太陽能裝機容量14790兆瓦。僅2013年，我國太陽能新增并網裝機容量11300兆瓦，年度新增裝機容量為全球第一。
但是，可再生能源的快速發展給電網的安全穩定運行帶來一定挑戰。風能、太陽能發電輸出具有隨機性、間歇性的非穩態特性，對于電網側來說，不像火力發電廠那樣能夠按照發電計劃輸出功率，滿足電網負荷與發電平衡的調度需求。因此，大規模可再生能源集中并網對電網調峰和運行穩定性產生較大沖擊，造成部分已建成的新能源設施不能如期并網運行，不僅給設施投資建設企業造成巨大損失，而且造成大量的“棄風”和“棄光”，嚴重影響新能源產業的可持續發展。風能、太陽能等可再生能源的并網消納已經成為發展的瓶頸問題。
儲能技術是電力系統發展歷程中一直渴望的技術，它可將間歇的、不穩定、不可控的可再生能源變成穩定、可控，高電能質量的優質能源，真正實現清潔能源、穩定電力的美好愿景。
為此，儲能技術也和新能源、互聯網技術一起并稱為第三次工業革命的核心技術，是能源互聯網時代的電能存儲器。當前，美國、日本等發達國家都在集國家之力，從資金、政策等方面為大型工業儲能產業的發展創造條件，力爭在第三次能源變革中占據先機。2012年，美國能源部制定了詳細的儲能技術和產業發展規劃。美國加州儲能法案規劃2020年儲能裝機容量將達到最大電力負荷的5%，并制定了諸如儲能電價、稅收減免等激勵政策，推動儲能產業的發展。日本政府在2013年度啟動首批能源特別追加預算，投入286億日元（約3.6億美元），實施大規模儲能技術在間歇式電源接入、電網調峰、分布式供電領域用應用示范驗證。據國際權威資訊機構麥肯錫預測，2025年儲能技術對全球經濟價值貢獻將超過1萬億美元，市場前景廣闊。
液流電池——儲能大家族中的中堅力量
在儲能大家族中，按照技術類型劃分，主要包括物理儲能和化學儲能。各種儲能技術具有不同的技術特點和應用領域。物理儲能主要包括抽水儲能、壓縮空氣儲能。這兩種儲能技術具有規模大、壽命長、安全可靠、運行費用低的優點，建設規模一般在百兆瓦級以上，儲能時長從幾小時到幾天。其中抽水儲能是目前在電力系統中應用最為廣泛的儲能方式，全球總裝機容量達127吉瓦，占儲能總裝機容量的99%。但兩種儲能方式都需要特殊的地理條件和配套設施，建設的局限性較大。化學儲能相比于物理儲能具備系統簡單、安裝便捷以及運行方式靈活等優點，建設規模一般在千瓦～百兆瓦級別，液流電池、鋰電池、鈉硫電池、鉛炭電池是目前電力系統用儲能的主流技術。
液流電池是由美國科學家thallerl.h.（nasalewisresearchcenter）于1974年提出的一種電化學儲能技術。液流電池是通過活性物質發生氧化還原反應來實現電能和化學能的相互轉化。充電時，正極發生氧化反應，活性物質價態升高；負極發生還原反應，活性物質價態降低。放電時則正好相反，正極發生還原反應，活性物質價態降低；負極發生氧化反應，活性物質價態升高。與傳統二次電池直接采用活性物質做電極不同，液流儲能電池的電極均為惰性電極，只為電極反應提供反應場所，活性物質通常以離子狀態存儲于電解液中。正極和負極電解液分別裝在兩個儲罐中，通過送液泵實現電解液在管路系統中的循環。運行過程中，全液態液流電池氧化還原反應表現為離子價態的變化，沉積型液流電池表現為金屬的沉積與溶出。
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