中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著全球可再生資源占比不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)正不斷變化，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將迎來(lái)高速發(fā)展階段。 一方面，風(fēng)光發(fā)電的高出力時(shí)刻并不對(duì)應(yīng)用電的高峰時(shí)段，需要延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)放電時(shí)間；另一方面，高比例清潔能源并網(wǎng)帶來(lái)的凈負(fù)荷大幅波動(dòng)，不僅損壞電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，還將造成電網(wǎng)擁堵，使電網(wǎng)收到?jīng)_擊，造成更大的損失。 以光伏為例，光伏一天中大發(fā)平均時(shí)長(zhǎng)約為5小時(shí)，如果用電需求全部以光伏電力滿足，至少需要配置釋能時(shí)長(zhǎng)19小時(shí)以上的儲(chǔ)能。尤其是在未來(lái)高比例新能源發(fā)電接入電網(wǎng)的情況下，對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能存在剛需。 何為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，從定義來(lái)看，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是指持續(xù)放電時(shí)間不低于4小時(shí)的儲(chǔ)能技術(shù)；從技術(shù)路線來(lái)看，包括液流（全釩/鐵鉻/鋅溴等）、壓縮空氣、鐵鎳、鎳氫等。 市場(chǎng)方面，截止2023年9月，全球已投運(yùn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的裝機(jī)容量達(dá)1.4GW/8.2GWh，主要包括中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、阿聯(lián)酋等市場(chǎng)，這些主要國(guó)家都占比超過(guò)10%以上。 值得一提的是，而美國(guó)市場(chǎng)是海外主要的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)，到2030年，美國(guó)需要部署6GW-10GW的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目（＞10h）。 不僅如此，美國(guó)還通過(guò)激勵(lì)政策支持長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展，美國(guó)能源部(DOE) 將撥款 200 億美元用于資助長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能和綠色氫氣等技術(shù)；IRA法案方面，對(duì)于高于5kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)，到2026年給予最高30%的投資稅收減免。 美國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)需求：季節(jié)性需求突出 過(guò)去十年，美國(guó)電網(wǎng)增加了約9GW的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，在新增的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，90%以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間為4小時(shí)或更短，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)約占99%。 而2022年美國(guó)平均配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)約為3小時(shí)，且美國(guó)各州的大儲(chǔ)容量差異巨大，主要以加州和德州兩大市場(chǎng)為主，占營(yíng)運(yùn)中的全國(guó)儲(chǔ)能容量的72%，對(duì)儲(chǔ)能放電時(shí)長(zhǎng)要求更高。 以加州為例，預(yù)計(jì)到2045年，太陽(yáng)能將成為加州最主要的可再生能源，占比達(dá)75%。為平衡太陽(yáng)能發(fā)電，需要在白天存儲(chǔ)8到12個(gè)小時(shí)的電能，晚間需要最多時(shí)需連續(xù)放電12小時(shí)。 從季節(jié)來(lái)看，在全球極端天氣頻發(fā)的當(dāng)下，夏季異常高溫、冬季極寒等現(xiàn)象都將加大對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求。去年夏天，加州異常高溫導(dǎo)致了電力負(fù)荷不斷升高，甚至要求當(dāng)?shù)鼐用裨谙挛?點(diǎn)到夜間9點(diǎn)減少用電量，以節(jié)省電力減少大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。 而目前，加州大部分部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)放電時(shí)間在4小時(shí)以上，未來(lái)隨著不可控天氣因素的不斷變化，對(duì)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)要求更長(zhǎng)。 而在冬季的電力需求比夏季更為顯著。在美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的《超越4小時(shí)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇》研究報(bào)告中，我們得知美國(guó)冬季電力需求峰值期間通常高于4小時(shí)。 不僅如此，冬季電力需求峰值往往出現(xiàn)在夜間，太陽(yáng)能發(fā)電無(wú)法抵消的，疊加冬季供暖電氣化的用電需求，需要長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)提供更多的容量支撐。 美國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線、產(chǎn)品比較：鋰電VS全鐵、鐵鎳 從技術(shù)路線及相關(guān)產(chǎn)品方面來(lái)看，美國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)品的選擇范圍較大，包括鋰電、鎳氫、全鐵液流等。 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商Fluence的美洲分公司總裁John Zahurancik曾表示：“我們已經(jīng)看到儲(chǔ)能市場(chǎng)向更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間穩(wěn)步遷移。持續(xù)時(shí)間較短的用例往往更容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，而且通常是優(yōu)先考慮的因素?！?/section> 值得一提的是，F(xiàn)luence在10月13日發(fā)布了其最新一代Gridstack Pro儲(chǔ)能系統(tǒng)，在電池選擇上提供了括LFP和NMC兩個(gè)版本，可用于2小時(shí)、4小時(shí)儲(chǔ)能。 對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線的不同選擇，全鐵液流公司ESS總裁Craig Evans和首席技術(shù)官Julia Song曾表示，雖然鋰離子電池將在交通電氣化中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但更持久的電網(wǎng)儲(chǔ)能需要不同的電池。 目前，該公司已實(shí)現(xiàn)全鐵液流儲(chǔ)能系統(tǒng)的商業(yè)化，其產(chǎn)品主要用于公用事業(yè)規(guī)模的太陽(yáng)能項(xiàng)目，使這些太陽(yáng)能發(fā)電廠在夜間仍能提供數(shù)小時(shí)的電力，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的功能。該公司產(chǎn)品可提供2萬(wàn)次以上的循環(huán)，使用時(shí)長(zhǎng)高達(dá)25年。 訂單方面，2021年，ESS與SDenergy簽署協(xié)議，承諾2026年前向其供應(yīng)2GWh電池系統(tǒng)；2022年，ESS宣布與美國(guó)第六大社區(qū)所有的非營(yíng)利電力服務(wù)供應(yīng)商SMUD達(dá)成合作，供應(yīng)200MW/2GWh長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方案。 此外，美國(guó)初創(chuàng)公司Ener Venue近期宣布成功研發(fā)出能用30年的鎳氫電池技術(shù)，并宣稱該技術(shù)已被NASA認(rèn)可，可投入近地軌道及同步地球軌道衛(wèi)星的電池電源使用。 值得一提的是，該公司在2021年曾獲得1.25億美元融資，目前已累積獲得7GWh的儲(chǔ)能訂單。 從宇宙回到地面，目前Ener Venue鎳氫電池主要投入在儲(chǔ)能應(yīng)用中，且可提供長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能服務(wù)，循環(huán)壽命超3萬(wàn)次，可用30年。值得一提的是，該公司鎳氫產(chǎn)品可承受超高、超低溫度，不需要空調(diào)或熱管理系統(tǒng)，因此電池壽命更長(zhǎng)。
