廣東佛山,9條锂電池技術路線在寶塘儲能電站“同台比武”,裝機規模約占粵港澳大(dà)灣區新型儲能總量的1/5;
湖北(běi)應城,世界首台(套)300兆瓦級壓縮空氣儲能電站并網,利用廢棄鹽穴作爲儲氣庫,單次儲存的電量可供一(yī)座中(zhōng)小(xiǎo)城市連續用電5小(xiǎo)時;
江蘇如東,國内首個100兆瓦時重力儲能項目加緊建設,一(yī)棟高148米的儲能塔将通過提升和下(xià)放(fàng)重力塊,進行儲放(fàng)電……
今年以來,新型儲能的不同技術路線持續落地。新型儲能是指除抽水蓄能外(wài),以輸出電力爲主要形式并對外(wài)提供服務的儲能技術,包括電化學儲能、壓縮空氣儲能、重力儲能等。它們可改變電力系統傳統的即發即用方式,好比“超級充電寶”,新能源大(dà)發或者用電低谷時充電,新能源出力小(xiǎo)或者用電高峰時放(fàng)電,有利于促進新能源開(kāi)發消納和電力系統安全穩定運行。
今年的《政府工(gōng)作報告》提出,“發展新型儲能”。截至今年一(yī)季度末,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3530萬千瓦/7768萬千瓦時,較2023年一(yī)季度末增長超過210%。當前新型儲能發展呈現哪些特點?還面臨哪些挑戰?記者進行了采訪。
裝機規模快速增長,技術創新不斷突破,應用場景更加豐富
湖北(běi)應城300兆瓦壓縮空氣儲能電站,地下(xià)500米處,擁有150多萬立方米儲氣空間的地下(xià)廢棄鹽穴,正進行注氣排鹵調試。
“鹽穴是地下(xià)鹽層被開(kāi)采後形成的腔穴,具備密閉性好、使用壽命長、占地少等優勢,是儲氣的理想場所。”中(zhōng)國能建數科集團副總經理李峻說,目前壓縮空氣儲能電站的單位建設成本一(yī)般在每千瓦6000元至8000元,正逐步接近抽水蓄能電站的建設成本。
5月11日,随着1萬千瓦時電量從電池集裝箱内全部送出,廣西伏林鈉離(lí)子電池儲能電站成功投運。這是我(wǒ)國鈉離(lí)子電池儲能技術首次實現規模化應用。
南(nán)方電網廣西電力科學研究院技術專家唐彬介紹,相比锂離(lí)子電池,鈉離(lí)子電池資(zī)源來源廣泛、儲量豐富、價格低廉;而且可以在零下(xià)40攝氏度至80攝氏度的環境下(xià)工(gōng)作,使用範圍更廣。目前該電站的鈉離(lí)子電池儲能系統能量轉換效率超過92%。
風電光伏發電間歇性、波動性大(dà),大(dà)規模、高比例接入需要儲能等調節性電源作爲支撐。和受選址要求高、建設周期長等因素影響的抽水蓄能不同,新型儲能具有布局靈活、建設周期短、響應速度快等優勢。
近年來,新型儲能日益成爲我(wǒ)國建設新型能源體(tǐ)系和新型電力系統的重要支撐——
裝機規模快速增長。2023年,新型儲能新增裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時,是“十三五”末裝機規模的近10倍。新型儲能電站建設逐步呈現集中(zhōng)式、大(dà)型化趨勢,截至今年一(yī)季度末,10萬千瓦以上的項目裝機占比爲54.8%。
技術創新不斷突破。電力規劃設計總院副院長何肇介紹,雖然當前我(wǒ)國新型儲能技術路線仍以锂離(lí)子電池儲能爲主,占比超過95%,但各類新技術路線的工(gōng)程化應用正在加快。去(qù)年以來,多個300兆瓦等級壓縮空氣儲能項目、100兆瓦等級液流電池儲能項目、兆瓦級飛輪儲能項目開(kāi)工(gōng),重力儲能、液态空氣儲能、二氧化碳儲能等新技術落地。
應用場景更加豐富。走進合肥美的暖通設備有限公司,屋頂光伏闆、地面儲能箱整齊排列。“低谷電價或者光伏大(dà)發時儲電、高峰電價時放(fàng)電,去(qù)年11月投運以來,累計節約電費(fèi)超過100萬元。”公司工(gōng)程部長徐波說。眼下(xià),合肥正推進肥西電網9個用戶側儲能項目建設,預計6月底前建成10萬千瓦時的儲能調峰資(zī)源池,助力迎峰度夏。
用戶側,可降低用能成本、提高用能質量;電源側,加快推動系統友好型新能源電站建設,提升新能源并網友好性;電網側,提供調峰、調頻(pín)等多種服務,在電網薄弱區域增強供電保障能力……新型儲能可與電力系統源、網、荷等各環節融合發展,提升能源清潔利用水平和電力系統運行效率。
加大(dà)研發力度,推進融合創新平台建設,帶動産業鏈上下(xià)遊協同發展
儲能産業鏈上遊涉及原材料與設備,中(zhōng)遊涉及儲能系統與集成,下(xià)遊涉及電力系統儲能應用。國家能源局數據顯示,“十四五”以來,新增新型儲能裝機直接拉動投資(zī)超1000億元,帶動産業鏈上下(xià)遊協同發展。
遠景動力鄂爾多斯電池基地,經過勻漿、塗布、輥壓、模切等多道工(gōng)序,一(yī)塊塊藍(lán)色方形電芯陸續下(xià)線,随後将轉運至遠景儲能在河北(běi)、甘肅等地的裝配基地,組裝成一(yī)個個20尺5兆瓦時集裝箱儲能系統。
“單個儲能集裝箱能儲存5000千瓦時電量。相比市場主流的20尺3.35兆瓦時儲能系統,單位體(tǐ)積容量更大(dà),占地面積能減少約40%,循環壽命突破1萬次,全生(shēng)命周期度電成本下(xià)降約30%。”遠景集團高級副總裁田慶軍告訴記者,今年一(yī)季度,遠景儲能出貨量超過1.2吉瓦時,同比增長50%以上。
田慶軍介紹,新型儲能正向大(dà)容量、高密度、超安全、長循環、智能化方向升級。“未來新型儲能還有很大(dà)技術進步空間,锂電池儲能度電成本有望降至0.1元以下(xià)。屆時,‘不穩定的新能源+新型儲能調節’的度電成本有望降至0.3元以下(xià),相比煤電具備成本競争力,推動實現碳達峰碳中(zhōng)和。”
與此同時,新型儲能産業部分(fēn)核心部件和關鍵材料技術仍需攻克,産業鏈基礎和完備性還有待提升。眼下(xià),國内相關企業、科研機構、高等院校等持續開(kāi)展新型儲能技術創新、應用布局等方面的研究,推動産業體(tǐ)系日趨完備。
——關鍵技術裝備研發力度持續加大(dà)。
膨脹機是壓縮空氣儲能的關鍵設備之一(yī),要在高壓、高負荷、高轉速下(xià)高效運轉,存在較高技術壁壘。“我(wǒ)們牽頭各大(dà)科研院所、頭部裝備企業,協同開(kāi)展技術攻關與工(gōng)程實踐,攻克大(dà)容量、高參數、超長時空氣壓縮/膨脹機組工(gōng)藝設計等國際空白(bái)技術,實現關鍵核心技術裝備100%國産化。”李峻介紹。
近年來,300兆瓦等級壓縮空氣儲能主機設備、全國産化液流電池隔膜、單體(tǐ)兆瓦級飛輪儲能系統等實現突破,助力我(wǒ)國儲能技術達到世界先進水平。
——融合創新平台建設加速推進。
廣州白(bái)雲區,機器轟鳴、構架吊裝,一(yī)座專門用于新型儲能産品測試的220千伏變電站即将建成。“建成後,研發團隊和廠家可以在這裏完成真實場景測試,讓産品快速走向市場。”國家地方共建新型儲能創新中(zhōng)心副總經理、南(nán)網科技公司首席技術專家劉石介紹。
作爲新型儲能領域唯一(yī)一(yī)個國家制造業創新中(zhōng)心,國家地方共建新型儲能創新中(zhōng)心由廣東省政府和南(nán)方電網牽頭,聯合13家新型儲能材料、芯片、電池等上下(xià)遊企業共同組建,打通“實驗室—制造—市場”的創新鏈和産業鏈。
中(zhōng)國能建中(zhōng)電工(gōng)程儲能工(gōng)程技術研究院院長戚宏勳認爲,新型儲能産業正處于快速發展階段,技術創新是推動産業進步的關鍵。要積極開(kāi)展儲能新材料、新技術、新裝備攻關,推動産學研用各環節有機融合,加快創新成果轉化,積極探索新型儲能應用市場。
完善新型儲能政策體(tǐ)系,引導各類儲能科學配置和調度運用
江蘇今年迎峰度夏前将新增約400萬千瓦新型儲能并入國家電網,滿足電力保供及電網調節需求;廣東計劃到2025年新型儲能産業營業收入達到6000億元,年均增長50%以上……作爲構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備、實現碳達峰碳中(zhōng)和目标的重要支撐,新型儲能發展的市場前景廣闊。“今年新型儲能裝機占儲能裝機比例有望高于50%,超過抽水蓄能。”中(zhōng)關村(cūn)儲能産業技術聯盟理事長陳海生(shēng)說。
采訪中(zhōng),記者也了解到,新型儲能接下(xià)來要實現規模化、産業化、市場化發展,仍需在安全、經濟、綠色等方面下(xià)功夫。
安全風險防範這一(yī)底線需要守牢。随着電池容量和密度提升,特别是電化學儲能串并聯的數量多,儲能電站的安全風險較爲突出。清華四川能源互聯網研究院綠色儲能研究所所長陳永翀認爲,需要進一(yī)步完善避免熱失控及燃燒爆炸的本質安全控制技術,“在保障安全的基礎上,綠色也是未來新型儲能技術的發展方向,例如完善儲能電池易回收結構設計和綠色回收技術,推動全生(shēng)命周期綠色發展,提升産業國際競争力。”
商(shāng)業模式和政策機制有待進一(yī)步完善。記者在采訪中(zhōng)了解到,相比于抽水蓄能等傳統靈活性資(zī)源,新型儲能成本較高、收益模式單一(yī),是制約其規模化、産業化發展的重要因素。
南(nán)方電網儲能公司儲能科研院負責人陳滿分(fēn)析道,當前,技術經濟性相對較好的锂離(lí)子電池的度電成本仍高于抽水蓄能成本;鈉離(lí)子儲能尚在産業化應用初期,原材料的成本優勢有待産業規模化發展後方能顯現;飛輪、重力等類型新型儲能技術産業化程度低,技術經濟性尚不可比。
與此同時,新型儲能參與中(zhōng)長期交易、現貨交易等市場規則還在逐步完善中(zhōng),存在市場收益偏低等情況。不少采訪對象建議,加快推進電力市場體(tǐ)系建設,充分(fēn)考慮合理容量需求、價格可承受上限、電價疏導渠道等因素,健全電網側新型儲能“容量電價+電量電價”形成機制等;創新商(shāng)業模式和應用場景,探索共享儲能、雲儲能、儲能聚合等商(shāng)業模式應用。
“下(xià)一(yī)步,國家能源局将不斷完善新型儲能政策體(tǐ)系,鼓勵科技創新,持續推動新型儲能技術産業進步,不斷引導各類儲能科學配置和調度運用,支撐新型能源體(tǐ)系和新型電力系統建設。”國家能源局能源節約和科技裝備司副司長邊廣琦表示。