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| 編輯推薦： |
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在新型电力系统中，储能、氢能、智能电网对高比例大规模可再生能源的应用将发挥重要的作用。本书在梳理相关领域翔实数据的基础上，以图解的形式为读者展现相关领域发展现状、发展趋势与关键技术。全书首先阐述了储能、氢能与智能电网在“多能融合”技术体系中的重要地位。随后用三个篇章分别介绍了三个领域的发展历史、发展现状、产业与政策情况、关键技术内涵及发展方向，形成了储能、氢能与智能电网的技术清单及未来发展路线图，并提出“碳达峰、碳中和”目标下我国相关技术与产业发展的对策建议。全书对“多能融合”理念下三个领域协同发展的方向提出了建议。本书可为相关技术人员、研究人员和管理人员系统性了解储能、氢能、智能电网提供有益的参考，也可作为相关从业人员的工具书。
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| 內容簡介： |
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在新型电力系统中，储能、氢能、智能电网对于高比例大规模可再生能源的应用将发挥重要的作用。本书在梳理相关领域翔实数据的基础上，以图解的形式为读者展现相关领域发展现状、发展趋势与关键技术。全书首先阐述了储能、氢能与智能电网技术对于实现大规模可再生能源消纳、化石能源高效利用、构建低碳化智能化的“多能融合”体系的重要意义。随后用三个篇章分别介绍了三个领域的发展历史、发展现状、产业与政策情况、关键技术内涵及发展方向，形成了储能、氢能与智能电网的技术清单及未来发展路线图，并提出“碳达峰、碳中和”目标下我国相关技术与产业发展的对策建议。全书最后对“多能融合”理念下三个领域协同发展的方向提出了建议。本书可为从事相关工作的技术人员、科研人员和管理人员系统性了解储能、氢能、智能电网提供有益的参考，也可作为相关从业人员的工具书。
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| 關於作者： |
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李婉君，工学博士，研究员。中国科学院大连化学物理研究所科技处副处长兼低碳战略研究中心副主任。长期从事科技管理与服务，先后负责国际合作、重大项目管理等工作。近期主要从事“多能融合”技术体系、基于技术与数据的能源及科技等战略研究。作为核心骨干参与了中国科学院“变革性洁净能源关键技术与示范”A类先导项目子课题一，“碳中和重大院士咨询”项目专题四，中国工程院中法氢能联合战略研究，国际工程与技术科学院理事会能源终端用户脱碳研究等多项国内外咨询研究项目；参与辽宁省、大连市、新疆自治区、山西省等多项地区及行业能源及“双碳”战略研究课题。
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| 目錄：
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第1章 绪论 / 1
第2章 储能篇 / 4
2.1 储能概述 4
2.1.1 储能技术分类 4
2.1.2 储能应用场景 6
2.2 全球储能发展现状 8
2.2.1 美国储能发展情况 12
2.2.2 欧洲储能发展情况 14
2.3 中国储能发展现状 17
2.3.1 中国储能发展情况 17
2.3.2 储能政策 26
2.3.3 储能产业 35
2.4 典型储能技术 43
2.4.1 机械储能 43
2.4.2 电磁储能 67
2.4.3 电化学储能 72
2.4.4 热储能 100
2.4.5 化学储能 105
2.5 储能专利及文献分析 109
2.5.1 专利态势分析 109
2.5.2 文献态势分析 112
2.6 储能技术发展展望 115
2.6.1 储能面临的挑战及发展方向 115
2.6.2 储能技术发展路线图 117
2.7 “碳达峰、碳中和”目标下储能领域对策建议 119
2.7.1 升级优化新型储能技术，研发储备变革性储能技术 119
2.7.2 推进新型储能应用示范，促进优秀科技成果转化落地 119
2.7.3 完善储能市场机制建设，创新储能发展商业模式 120
2.7.4 建立健全储能标准体系，强化储能项目管理 120
第3章 氢能篇 / 121
3.1 氢能概述 121
3.1.1 氢能技术分类 121
3.1.2 氢能应用场景 124
3.2 国际氢能发展现状 125
3.2.1 全球氢能生产概况 125
3.2.2 全球氢能消费概况 129
3.2.3 主要国家和地区氢能产业现状及推进方向 137
3.2.4 进出口贸易 153
3.3 我国氢能发展现状 154
3.3.1 政策导向 154
3.3.2 我国氢能产业现状 166
3.4 氢能领域关键技术清单 174
3.4.1 制氢 174
3.4.2 储氢 189
3.4.3 输氢 199
3.4.4 用氢 202
3.5 氢能技术专利及文献分析 206
3.5.1 专利态势分析 206
3.5.2 文献态势分析 222
3.6 氢能技术发展展望 235
3.6.1 概述 235
3.6.2 我国氢能发展面临的挑战 235
3.6.3 未来发展趋势 236
3.6.4 氢能技术发展路线图 240
3.7 “碳达峰、碳中和”目标下氢能领域对策建议 245
3.7.1 强化氢能政策体系的统筹规划和规范引导 245
3.7.2 加强区域产业政策协同效应 245
3.7.3 加强氢能产业链布局及关键环节技术创新 245
第4章 智能电网篇 / 247
4.1 智能电网概述 247
4.1.1 智能电网定义 247
4.1.2 智能电网特征 249
4.1.3 智能电网标准体系 250
4.1.4 智能电网相关政策文件 252
4.2 世界智能电网发展概况 254
4.2.1 发展简史 254
4.2.2 各国智能电网发展和模型 257
4.2.3 未来数据预测 262
4.3 中国智能电网发展概况 263
4.3.1 中国智能电网发展历史 263
4.3.2 智能电网基础数据 265
4.3.3 智能电网的模型与架构 297
4.4 智能电网关键技术清单 305
4.4.1 电源侧 306
4.4.2 电网侧 315
4.4.3 负荷侧 332
4.4.4 储能侧 337
4.5 智能电网专利及文献分析 337
4.5.1 专利态势分析 337
4.5.2 文献态势分析 345
4.6 智能电网技术发展展望 351
4.6.1 智能电网发展趋势 351
4.6.2 智能电网技术发展路线图 352
4.7 “ 碳达峰、碳中和”目标下智能电网行业对策建议 355
4.7.1 保障国家能源安全和社会发展 355
4.7.2 升级构建新型电力系统 355
4.7.3 推动大规模高比例新能源的持续开发利用 355
4.7.4 构建灵活开放的统一电力市场体系 356
第5章 总结 / 357
参考文献 / 360
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| 內容試閱：
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加快推动能源转型是实现“双碳”目标的首要任务和重要保障。当前我国发电端仍以传统煤电为主，电力部门是二氧化碳排放的第一大户。2021 年，中央财经委员会第九次会议提出构建以新能源为主体的新型电力系统。2022 年，总书记在党的二十大报告中提出加快规划建设新型能源体系。电力居于能源转换利用中心位置，因此新型电力系统是新型能源体系的重要组成和关键环节。相比传统电力系统，新型电力系统具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动的特点。新型电力系统的构建将密切连接一次能源和二次能源，实现多种能源间的灵活高效智能转换，从根本上改变目前我国化石能源为主的发展格局，推动能源消费的电气化和电力消费的清洁化。其中，储能、氢能及智能电网是构建新型电力系统的支撑技术，在工业、建筑、交通运输等高碳排放领域也有着广阔的应用前景。作为战略性新兴技术，储能、氢能、智能电网目前面临着技术、产业、政策等一系列挑战，亟须通过合理布局创新链、产业链、政策链，实现技术与产业的快速发展。
储能是指通过介质将能量储存起来，在需要时再释放出来的一种技术。近年来，储能作为保障可再生能源消纳、保证电网稳定安全运行的重要手段引起广泛关注，在全球范围内已步入高速发展期。储能可适用于电力系统发、输、配、用、调度各个环节，为电力系统的安全稳定运行提供保障，是支撑新型电力系统稳定运行的关键核心技术。近年来，各种储能技术不断成熟，技术路线百花齐放，新技术不断涌现，储能安全性、经济性、先进性不断提高，应用场景不断丰富。作为全球最大的能源生产国与消费国，我国高度重视储能产业的发展，目前累计装机规模位居世界第一。同时我国在抽水蓄能、锂离子电池及各类型储能技术领域也取得了一系列突破：建设了全球最大的丰宁抽水蓄能电站；连续多年成为全球最大的锂离子电池生产国、出口国与消费国；全球领先的压缩空气储能、液流电池、钠离子电池等示范项目纷纷落地。但从发展现状来看，目前除抽水蓄能以外的新型储能技术仍处于由商业化初期向规模化发展的阶段，作为一项具有重要战略意义的新兴产业，储能仍面临着经济、市场、技术、环境和政策等多方面的挑战。
氢气是一种清洁高效、可再生的二次能源，是良好的储能载体，同时兼具燃料、工业原料等多重属性，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，也是实现交通运输、工业、建筑和能源领域绿色低碳转型的重要载体。将可再生能源发电与氢能结合，通过氢气的大规模储存，构建调节周期长、储能容量大的氢储能系统，可以平抑可再生能源的间歇性和随机性，有助于形成氢电互补的能源支撑体系，助力打造以可再生能源为主的新型电力系统，对我国构建“多能融合”的新型能源体系具有重要战略意义。我国是世界上最大的制氢国，且可再生能源装机量全球第一，具备巨大的清洁低碳氢能供给潜力。目前，我国氢能产业发展迅速，已初步掌握氢能制、储、运、加、用等各个环节的主要技术和工艺，在部分区域实现氢燃料电池汽车、“风光氢储一体化”和“氢进万家”等示范项目。在相关政策支持下，企业投资氢能产业热情高涨，众多大型企业带头加速氢能产业链布局。然而，从总体上看，我国氢能产业起步较晚，相比国际先进水平，在创新能力、技术水平、产业发展形态和路径等领域尚面临一系列问题与挑战，需要加强顶层设计和规划，提升产业创新能力，推动氢能产业健康有序发展。
智能电网是在传统电力系统基础上，通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术形成的新一代电力系统，具有高度信息化、自动化、互动化等特征，可以更好地实现电网安全、可靠、经济、高效运行。从1882 年上海外滩15 盏电弧灯被点亮，到国家电网公司在2009 特高压输电技术国际会议上正式提出坚强智能电网概念，再到2021 年3 月总书记在中央财经委员会第九次会议上作出构建新型电力系统的重要指示，智能电网作为新型电力系统的枢纽平台，近年来在电源侧、电网侧、负荷侧和储能侧均得到了长足的发展，相关技术不断取得突破，大型工程陆续建成投运。我国连续多年发电装机容量、电力生产和电力消费均位居世界首位，很好地满足了社会和经济发展的需要，但也面临一些问题。2020 年我国电力行业二氧化碳排放占比超过40%，“双碳”目标下我国能源电力供应体系急需发生根本变革，新能源发电将成为电力生产的主体。在此背景下，各种智能电网技术的发展和相关工程的投运将推动能源系统适应大规模高比例新能源的持续开发利用；形成由各类微型电源和负荷组成的微电网，实现局部的电力平衡和能量优化；建设灵活开放高效的电力市场体系；促进源网荷储各环节深度融合，提升能源综合利用效率；代替化石能源，支撑各领域终端用能碳排放下降；保障我国能源安全和社会发展需求，推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系。
鉴于此，本书针对储能、氢能与智能电网领域的技术、产业和政策等方面的发展现状及趋势进行分析，旨在明确各领域产业发展的关键领域及存在的主要问题，并提出对策建议。全书共分为五章。第1 章概述了“双碳”目标下“多能融合”技术理念中储能、氢能与智能电网的特点及其关键作用。第2 章讨论了包括抽水蓄能、新型储能等各类型储能技术的发展现状、技术内涵、技术特点、典型案例，并阐明了储能技术未来的发展方向，并从技术、应用、体系建设等多角度提出进一步推动储能产业发展的对策建议。第3 章梳理了氢能的发展现状、热点及趋势，讨论了制、储、运、加、用等各个环节的关键氢能技术的特点、经济性、研发态势，厘清了氢能技术领域的研究热点及发展方向，并提出推动我国氢能领域有序健康发展的对策建议。第4 章介绍了智能电网相关技术的发展历程、发展现状与发展趋势，讨论了源、网、荷、储等各环节关键技术的技术内涵、未来发展方向和典型工程实践，基于文献和专利数据对智能电网技术进行领域态势分析，并提出我国智能电网行业发展的对策建议。第5 章对“多能融合”理念下三个领域协同发展的方向提出了建议。
本书在编写过程中参阅了许多专家及同人的相关著作、论文、报告等资料，得到了中国科学院A 类战略性先导科技专项“变革性洁净能源关键技术与示范”项目的支持，在此表示衷心感谢。
本书涵盖了储能、氢能与智能电网技术的产业链、创新链、政策链等内容，助力构建首尾相连、互为供需、互联互通的科技创新链条，有助于读者全面了解各领域技术的基本原理、应用现状与发展方向。
囿于作者水平，文中不妥及疏漏之处在所难免，敬请读者指正。
编者
2024年10月
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