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可再生能源发电利用及储能、节能环保技术

（1）概念阐述和关键技术基于可再生能源的能源系统是解决世界范围内的能源利用

问题和环境污染问题的有效途径，是能源利用走可持续发展道路的必然选择和有效措施。

以可再生能源的高效、清洁利用为核心，可再生能源发电技术和储能技术等领域快速发展，

在世界范围内获得越来越多的关注。

可再生能源发电系统

从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，利用水能、风能、太阳能发电最为

现实，前景广阔。可再生能源发电系统可分为单一能源发电系统和混合能源发电系统。其

中单一能源发电系统与其他系统相对独立，较易受到可再生能源自身局限性的影响。混

合能源发电系统主要有两类：一类是利用风、光、水能等可再生能源进行互补结合，克服

单一种类的可再生能源在使用时连续、稳定的缺陷。另一类是将可再生能源与现有的

化石能源（天然气、沼气、生物质能、地热能等）进行结合的混合发电系统。保证可再

生能源的发电系统连续、稳定的输出电力，并确保供电质量是可再生能源发电的关键技术。

目前的主要技术前沿包括：能源系统构成设计和动态模型建立、混合系统热力循环特性，

区域内可再生能源就地利用最大化、天然气使用最小化和全范围多能源供需平衡、能量

管理和调度控制系统等。可再生能源的发展方向是通过分布式可再生能源和能源智能微

网等方式，构建风、光、水、火、储多能互补系统，开发面向用户电、热、冷、气等多种

用能需求的终端一体化集成系统。混合可再生能源发电系统已经开始在美国、欧洲等世界

各国电力系统中投入应用。

先进储能技术

储能技术是通过在电力需求低时储电、在电力需求高时放电的方式帮助电网更好地融

合风电、水能、太阳能等可再生能源发电的一种技术。广义的电力储能技术可定义为实

现电力与热能、化学能、机械能等能量之间的单向或双向存储设备。按照储存介质的

同，储能技术可以分为机械类储能、电气类储能、电化学类储能、热储能和化学类储能

等。机械类储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；电气类储能主要包括超

级电容器储能和超导储能等；电化学类储能主要包括各类电池，例如铅酸电池、锂离子

电池、钠硫电池和液流电池等；热储能将热能储存在隔热容器的媒质（如相变材料）中，

需要时可以被转化为电能，也可直接利用热能而再转化为电能；化学类储能主要是指

利用氢或合成天然气作为二次能源的载体，例如通过电解水合成氢气和天然气进行二次利

用。目前抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术，占全球总储能容量的98%。而压缩

空气储能、铅酸电池、锂电池等近年来发展势头迅猛，在全球范围内已成为最具竞争力

的储能技术。其关键技术包括：大容量储能的规划及与可再生能源发电的协同调度技术、

基于储能的能量流优化和能量调度技术、储能与能量转换装置的集成设计和协调配置等。

（2）发展现状与未来发展趋势

•可再生能源发电技术

根据21世纪可再生能源政策网络（REN21）发布《全球可再生能源现状报告2018》，

2017年可再生能源发电占到全球发电量净增加值的70%，这是现代历史上可再生能源

发电量增长最大的一年。目前全球对新增可再生能源发电的投资已超过对新增化石燃料

和核能发电投资总和的两倍以上。由于成本竞争力的提高，2017年可再生能源投资占

电力行业总投资的比例超过三分之二，同时可再生能源在电力行业的份额仍将会继续上升。

根据国家能源局统计，2017年我国可再生能源发电量为1.7万亿千瓦时，同比增长1500

亿千瓦时；可再生能源发电量占全部发电量的26.4%，同比上升0.7个百分点。其中，

水电为11945亿千瓦时，同比增长1.7%；风电为3057亿千瓦时，同比增长26.3%；

光伏发电为1182亿千瓦时，同比增长78.6%；生物质发电为794亿千瓦时，同比增长

22.7%。全年弃水电量为515亿千瓦时，在来水好于去年的情况下，水能利用率达到96%

左右；弃风电量为419亿千瓦时，弃风率为12%，同比下降5.2个百分点；弃光电量

为73亿千瓦