中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：8月24-26日，由深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)與南方科技大學(xué)碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)與新型儲(chǔ)能技術(shù)青年科學(xué)家論壇在深圳召開。此次大會(huì)主題是“開拓新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
大會(huì)主辦方邀請(qǐng)6位院士及100位行業(yè)專家分別從新型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案、長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用、虛擬電廠、工商業(yè)儲(chǔ)能專場(chǎng)、新型儲(chǔ)能電池、新型儲(chǔ)能與電力市場(chǎng)、智能微電網(wǎng)、儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)宣貫、新型儲(chǔ)能技術(shù)青年科學(xué)家論壇等12個(gè)專場(chǎng)進(jìn)行充分討論交流。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的500余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1012位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中21家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品解決方案，在線觀眾超過4萬余人觀看了開幕盛況。
本次大會(huì)由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)和中國儲(chǔ)能網(wǎng)、中國儲(chǔ)能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)專家委員會(huì)提供學(xué)術(shù)支持！
8月24日下午，中國電力顧問工程集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院重力儲(chǔ)能公司副總工程師史沁鵬受邀在“長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用專場(chǎng)”分享主題報(bào)告，報(bào)告題目《重力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展與工程應(yīng)用》。
史沁鵬：各位同仁，我今天我交流的題目是《重力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展與工程實(shí)踐》。雖然我把工程實(shí)踐準(zhǔn)備了，但是可能時(shí)間關(guān)系不一定能展開說。主要是想跟大家介紹一下重力儲(chǔ)能技術(shù)作為一個(gè)比較新型的技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)不是在理論上或者只是在技術(shù)研究層面上，它其實(shí)已經(jīng)在工程實(shí)踐方面有落地的可能性了。主要包括背景、概述、工程實(shí)踐和總結(jié)。
背景方面，大家都知道儲(chǔ)能的整個(gè)背景是在“3060”雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)要求下的以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，當(dāng)然這個(gè)新型電力系統(tǒng)現(xiàn)在以新能源為主體不談了，但是要完成這個(gè)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，以風(fēng)光為代表的新能源的重要性還是很強(qiáng)。但是由于風(fēng)光三性或者四性的固有特性，在以其為主體的新型電力系統(tǒng)中無法滿足電量和容量平衡的電能基本要求，從能源的安全角度看，本身不能獨(dú)立成為能源，必須和具有時(shí)間和空間轉(zhuǎn)移特性實(shí)現(xiàn)電量轉(zhuǎn)移和功率支撐功能的儲(chǔ)能來組合。
這里重申這一點(diǎn)主要是強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的作用不只是平滑波動(dòng)這種容量的平衡，在電量平衡方面也要發(fā)揮作用，這也是長時(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值。所以去年院士的科協(xié)大會(huì)上把尋找“適用于新型電力系統(tǒng)的長周期儲(chǔ)能”作為9個(gè)重大工程技術(shù)難題之一
市場(chǎng)規(guī)模方面，從我們分析來講的話，新能源電量占比超過20%以后儲(chǔ)能將會(huì)成為一種剛需。所謂的電量占比超20%，實(shí)際上是總電量占比超20%。這種情況下也就意味著，在某個(gè)月或者是日或者是小時(shí)的這種滲透率的時(shí)候，新能源的滲透率要達(dá)到60%以上。我們后面有一個(gè)分析就能看到，如果新能源的電量或者滲透率占比超過60%以后，這個(gè)電能的輸出就不符合電力系統(tǒng)的要求了。
從左下角這個(gè)表里面也能看到，到目前為止，或者到去年，去年新能源的裝機(jī)已經(jīng)10億了。到今年7月份，剛剛發(fā)布的數(shù)據(jù)已經(jīng)12億了。按照這個(gè)規(guī)模去預(yù)測(cè)的話，到30年底，保守估計(jì)應(yīng)該在16億到18億左右的裝機(jī)規(guī)模，整個(gè)電量占比就會(huì)超過20%。所以在這種情況下，儲(chǔ)能到2030年的時(shí)候，就已經(jīng)不是像現(xiàn)在今天討論的，它只是作為一種可能性，而成為一種必然的剛需。
從右下角不同儲(chǔ)能形式的定位和發(fā)展趨勢(shì)來看，在2030年的時(shí)候，整個(gè)3到4億千瓦的新能源裝機(jī)理念，除了2035您中長期規(guī)劃的1.2億千瓦的抽蓄儲(chǔ)能之外，新型儲(chǔ)能最起碼要占到1到2億的水平。按照這個(gè)比例來說的話，其實(shí)包括抽蓄在內(nèi)的長時(shí)儲(chǔ)能最起碼要占到一半以上的規(guī)模。而從電量和整個(gè)投資的角度來看，應(yīng)該占比更大。而且更關(guān)鍵的，到2035年的時(shí)候，比較好的抽蓄選址，也就是比較具有經(jīng)濟(jì)性的這個(gè)抽蓄選址可能就不那么多了。這種情況下要在這十年里面找到可類比抽蓄的長時(shí)儲(chǔ)存形式。因?yàn)榇蠹叶贾?，現(xiàn)在抽蓄還是最主要的儲(chǔ)能形式。
長時(shí)儲(chǔ)能的定義，現(xiàn)在沒有明確的定義。從這個(gè)供給角度來講的話，一般認(rèn)為超過4個(gè)小時(shí)就算是長時(shí)儲(chǔ)能了。但是從需求的角度來講的話，我覺得長時(shí)儲(chǔ)能最起碼要能跟光伏一起，實(shí)現(xiàn)日內(nèi)的平衡。按照這個(gè)要求，應(yīng)該至少要達(dá)到8到10個(gè)小時(shí)的規(guī)模。
另外，從右圖這里也能看到，它還要實(shí)現(xiàn)能夠跨日、跨周甚至跨月的這么一個(gè)充電循環(huán)的尺度。
除此之外，作為新型電力系統(tǒng)的一個(gè)必要元素，可能具有構(gòu)網(wǎng)能力也是對(duì)長時(shí)儲(chǔ)能比較高的一個(gè)要求。
需求邏輯，首先我們認(rèn)為，在新型電力系統(tǒng)中，現(xiàn)有的以化石能源為基本負(fù)荷和調(diào)節(jié)電源的局面將不可持續(xù)。因?yàn)槿ツ甑拿弘娙萘侩妰r(jià)，大家對(duì)這個(gè)結(jié)論有點(diǎn)懷疑。我個(gè)人認(rèn)為容量電價(jià)這個(gè)政策是對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的認(rèn)可。也就是說整體上這個(gè)政策對(duì)儲(chǔ)能的必要性是一個(gè)削弱的作用。但是整體來看，只要是在雙碳約束的背景下，火電加上脫碳的指標(biāo)，不管這個(gè)脫碳的手段是這個(gè)CCUS，還是摻燒氨，度電成本都要增加到6毛到8毛以上。但是從新能源的角度來講，現(xiàn)在在一類地區(qū)，比如內(nèi)蒙的風(fēng)和青海的光，新能源本身的度電成本也要到一毛多，加上儲(chǔ)能的成本大概五毛錢左右，也是6毛錢到8毛錢的水平。所以整體來看，火電+脫碳和新能源+儲(chǔ)能兩者相比的話，新能源+儲(chǔ)能的整體綜合造價(jià)已經(jīng)具有可比性了。另外，從調(diào)節(jié)電源來看，新能源+儲(chǔ)能比火電的調(diào)節(jié)性能會(huì)更好。
雖然這一點(diǎn)隨著這個(gè)國際形勢(shì)有可能有變化，比如特朗普如果上臺(tái)之后，雙碳是不是還能這么堅(jiān)決的推下去，這個(gè)其實(shí)有一點(diǎn)疑問。但是整體來看，在雙碳的約束條件下，我們認(rèn)為隨著波動(dòng)性電源比例的逐步擴(kuò)大。綜合考慮氣電、輸電和電網(wǎng)靈活性各種因素，和新能源要去配套的儲(chǔ)能，必須要實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)長，從日內(nèi)變?yōu)槿臻g周月的調(diào)節(jié)。所以通過提供相關(guān)的這種支撐，儲(chǔ)能就從目前調(diào)節(jié)的角色就轉(zhuǎn)變?yōu)楹惋L(fēng)光共同作用來承擔(dān)基本負(fù)荷，長時(shí)儲(chǔ)能就成為新型電力系統(tǒng)的一個(gè)基本的組成，這是一個(gè)基本的判斷。
第二個(gè)情況，就是在下面這個(gè)圖里面看到的，在連續(xù)長時(shí)間低出力和極端天氣的條件下，需要儲(chǔ)能來實(shí)現(xiàn)跨日跨周的調(diào)節(jié)。
第三個(gè)場(chǎng)景，就是在目前新能源大基地+外送電力通道的這種電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中。最下面右下角這個(gè)表，是我們對(duì)內(nèi)蒙一個(gè)項(xiàng)目做的測(cè)算。在這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，其實(shí)14%個(gè)小時(shí)的儲(chǔ)能會(huì)比22%兩個(gè)小時(shí)的儲(chǔ)能，在提升可再生能源的這種電量輸送占比、通道的應(yīng)用水平和降低電網(wǎng)投資方面更有優(yōu)勢(shì)。
內(nèi)蒙最新的實(shí)際上細(xì)則已經(jīng)確定，獨(dú)立儲(chǔ)能時(shí)長都要求超過4個(gè)小時(shí)。剛才也說了，為什么只是4個(gè)小時(shí)，不是6個(gè)小時(shí)？其實(shí)可能更需要的是6個(gè)小時(shí)、8個(gè)小時(shí)，但是它只是只規(guī)定4個(gè)小時(shí)，一方面說明這個(gè)趨勢(shì)，另外一方面也是考慮了目前的儲(chǔ)能的技術(shù)發(fā)展的水平。
整個(gè)長期儲(chǔ)能的技術(shù)包括了機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能就包括壓縮空氣、抽水蓄能、重力儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能就包括鋰、鈉、碳、液流以及氫電耦合。整體來說各種儲(chǔ)能技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)，也都有自己的一些局限。比如抽蓄的劣勢(shì)就是在選址以及建設(shè)周期上。壓縮空氣的劣勢(shì)一方面是效率目前只能到70%；另外一方面它的造價(jià)選址存在巡優(yōu)的空間。
以鋰電為代表的電化學(xué)電池，最主要的就是在做規(guī)?；?，電力系統(tǒng)所需要的規(guī)?；瘯r(shí)候的安全性以及長時(shí)的經(jīng)濟(jì)性會(huì)差一些。所以我們整體上認(rèn)為，在安全性、經(jīng)濟(jì)性和建設(shè)條件等方面，目前還沒有能滿足所有場(chǎng)景需要的儲(chǔ)能技術(shù)。
以后儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展方向，一方面是現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步，另外一方面就是還需要一個(gè)其他的儲(chǔ)能形式。
這是前年關(guān)于重力儲(chǔ)能的一個(gè)研討會(huì)，會(huì)上包括兩院院士在內(nèi)的專家，對(duì)重力儲(chǔ)能進(jìn)行了一個(gè)研究后，認(rèn)為重力儲(chǔ)能是一個(gè)值得研究的方向。
從國家政策角度來講的話，包括去年的藍(lán)皮書和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄，都已經(jīng)把重力儲(chǔ)能納入了試驗(yàn)。另外在一些地方政策上，也都已經(jīng)計(jì)入了重力儲(chǔ)能。而且重力儲(chǔ)能作為一種新型技術(shù)，我們?cè)谧鲰?xiàng)目推薦的時(shí)候，某些地方把儲(chǔ)能作為一種產(chǎn)業(yè)來引入，而不是作為一個(gè)項(xiàng)目。所以這也是一個(gè)比較好的地方。
重力儲(chǔ)能技術(shù)本身比較簡單，它實(shí)際上就是咱們初中物理所學(xué)的牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律它的整體。因?yàn)槌樗钅鼙旧硪彩且环N重力儲(chǔ)能，所以我今天談的這個(gè)重力儲(chǔ)能和抽蓄，它的能量轉(zhuǎn)換路徑和基本原理都是完全一樣的。時(shí)間關(guān)系就不展開了。
剛才說它們兩個(gè)的基本原理是一樣的，從損耗的角度來講，把它的各種損耗，包括摩擦電機(jī)損耗、動(dòng)能損耗、庫輪損耗、電流損耗這些損耗都考慮在里面之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)重力儲(chǔ)能比抽水蓄能很明顯的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是它能很明確地控制它所運(yùn)行的重物速度。也就是說抽搐在水流過了水泵水輪機(jī)之后，速度是沒辦法控制的。所以必然會(huì)有一部分水流的動(dòng)能損失掉了。但是重力儲(chǔ)能在這方面的損失會(huì)做的比較好。所以整體來看的話，重力儲(chǔ)能會(huì)比抽水蓄能效率有一個(gè)比較好的提升，這個(gè)是從基本的原理上來討論的。
整個(gè)行業(yè)發(fā)展階段，目前各種技術(shù)路線都有一定的驗(yàn)證。但是從我們研究下來發(fā)現(xiàn)，千瓦級(jí)的項(xiàng)目和兆瓦級(jí)的項(xiàng)目是完全不一樣的，恨不得可以說完全就是兩個(gè)行業(yè)。所以從這方面來看的話，我們整體判斷，目前全球范圍內(nèi)應(yīng)該沒有能達(dá)到完全示范效果的這種工程項(xiàng)目。所以從這方面來看的話，天銀做的這個(gè)100兆瓦時(shí)項(xiàng)目和我們公司在張家口做的300兆瓦時(shí)項(xiàng)目，應(yīng)該在全球范圍內(nèi)對(duì)重力儲(chǔ)能行業(yè)都是一個(gè)比較大的促進(jìn)。
它的分類，按照落差時(shí)間路徑，包括了往地下打落差和在地面平地上建新的落差。再一個(gè)就是利用現(xiàn)有的山坡或者山體落差。
除此之外，從儲(chǔ)能介質(zhì)方面，除了固體之外，還有比如重力壓縮空氣和火災(zāi)水泵這種利用液體的重力儲(chǔ)能。
不同技術(shù)路線對(duì)比的話，我們認(rèn)為基于山地的重力儲(chǔ)能，它的優(yōu)勢(shì)在于它的投資比較低，結(jié)構(gòu)也比較穩(wěn)定，而且重物選擇的范圍是比較大的，從散料到大塊都可以。但是它的限制就是它的理論效率比較低，大概我們測(cè)算下來只有70%。另外它的選址可能也受到一定限制，這是一個(gè)最大的問題。構(gòu)筑物的選址是非常靈活，基本上沒有任何的限制。而且因?yàn)樗母叨缺容^有限，所以它的預(yù)期效率會(huì)高。但是它的問題也在于它的落差有限，就導(dǎo)致重力儲(chǔ)能所利用的核心資源很低，所以導(dǎo)致單位投資水平和度電成本比較高，而且同容量的情況下占地也比較大。再一個(gè)，十幾萬噸到三十多萬噸的重物，在100米的高空要運(yùn)行40年，如果萬一發(fā)生安全事故的時(shí)候，這個(gè)影響會(huì)非常大。所以這是兩種情況。
基于豎井，包括廢棄礦井和新建豎井，廢棄礦井的優(yōu)勢(shì)還是成本比較低。另外一個(gè)可以對(duì)廢棄資源進(jìn)行二次利用，但是它的問題也是選址會(huì)受到限制。綜合來看，新建數(shù)據(jù)在同規(guī)模容量的情況，投資和效率都是比較好的，選址也比較靈活，運(yùn)行環(huán)境也比較安全穩(wěn)定。所以這也是它的優(yōu)勢(shì)，這也是我們選擇這個(gè)豎井方式做示范項(xiàng)目的一個(gè)原因。當(dāng)然它的問題在于它的建設(shè)周期會(huì)比坡式的長，另外，它的技術(shù)和設(shè)備的這個(gè)難度會(huì)比較高比較大一些。
右邊這個(gè)表是不同技術(shù)路線所需要考慮的一些因素，就不再展開了。（見PPT）
整體上我們認(rèn)為規(guī)?；亓?chǔ)能電站一個(gè)最大的技術(shù)難點(diǎn)，就是重力儲(chǔ)能的低能量密度。因?yàn)樗哪芰棵芏却蟾乓粋€(gè)千瓦時(shí)要到十噸百噸級(jí)的能量密度。另外它是離散化的物理場(chǎng)景，和電力系統(tǒng)的大容量以及連續(xù)性的需求，這是一個(gè)很明顯的矛盾。
再一個(gè)的話，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行本身是不確定性的，而且它是分鐘級(jí)的一個(gè)時(shí)間尺度，和電力系統(tǒng)要求的確定性以及毫秒級(jí)的時(shí)間尺度，這也是一個(gè)根本性的矛盾。所以為了解決這些矛盾，要針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，從0到1去建立并聚焦這種對(duì)象，建立效率、投資水平等關(guān)鍵指標(biāo)的巡游模型，從而優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工藝程和損耗等指標(biāo)。另外，目前沒有相關(guān)的這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，所以要落實(shí)和工程化落地的相關(guān)解決方案以及供應(yīng)鏈。
最后，現(xiàn)在沒有成型的設(shè)備，也沒有成型的工程。所以為了降低這種研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，所以要?jiǎng)?chuàng)新一些新的設(shè)計(jì)手段。在你沒有工程的時(shí)候，要進(jìn)行仿真的分析，進(jìn)行虛擬調(diào)試，從而優(yōu)化我們的技術(shù)方案，降低研發(fā)周期和研發(fā)成本。
未來的發(fā)展方向，我們認(rèn)為首先是進(jìn)行工程化商業(yè)化的運(yùn)行示范。其次是要針對(duì)新型電力系統(tǒng)對(duì)長時(shí)儲(chǔ)能的高轉(zhuǎn)換效率，高經(jīng)濟(jì)性和構(gòu)網(wǎng)要求，在大單機(jī)容量、大能量通道密度、超大落差構(gòu)建路徑和超大型配套裝備，以及系統(tǒng)集成方面進(jìn)行一些研究。
跟其他儲(chǔ)能形式的對(duì)比，因?yàn)椴煌膬?chǔ)存類型和技術(shù)路線、投資水平、壽命時(shí)長、效率等各方面差異都比較大。對(duì)于長時(shí)儲(chǔ)能來說，電量是它的價(jià)值所在，所以全生命周期度電成本是它的最關(guān)鍵指標(biāo)。前我們測(cè)算下來的重力儲(chǔ)能的LCOE大概在0.4元錢左右。當(dāng)然這個(gè)也是有一定的邊界，比如要考慮到45年的運(yùn)行壽命，一天兩次的循環(huán)調(diào)用。但是整體上來看，它作為示范項(xiàng)目的時(shí)候，就已經(jīng)比較有競爭力了。
從調(diào)節(jié)性能來講，重力儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)每分鐘級(jí)的調(diào)節(jié)速率和啟停時(shí)間的調(diào)節(jié)。另外和其他的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)電源來做對(duì)比就能看到，它在這方面應(yīng)該只比這個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能要差，比其他所有的電源形式調(diào)節(jié)性能都要好。
所以綜合重力儲(chǔ)能在安全性、經(jīng)濟(jì)性、建設(shè)可行性，以及電網(wǎng)和環(huán)境友好性這些方面來看，它的綜合性能還是比較好的。比如和抽水蓄能相比，它的選址約束比較小，建設(shè)周期比較短。另外在沙戈荒大基地的這種場(chǎng)景下，和抽水蓄能的經(jīng)濟(jì)性方面的差異也會(huì)縮小。和其他新型儲(chǔ)能相比的話，它的運(yùn)行壽命和它的轉(zhuǎn)化效率，包括它具有構(gòu)網(wǎng)特性，因?yàn)樗且酝诫姍C(jī)為基礎(chǔ)的物理儲(chǔ)能，也是一個(gè)比較優(yōu)勢(shì)的地方。
華北院的工程實(shí)踐方面，首先請(qǐng)?jiān)试S我介紹一下華北院。華北院是能建的一個(gè)核心企業(yè)，我們擁有雙綜甲以及總承包一級(jí)的資質(zhì)。另外我們?cè)趦?chǔ)能方面的優(yōu)勢(shì)，我們是種類最多、場(chǎng)景最齊全和工程技術(shù)最先進(jìn)。種類最多，目前所有能想到的儲(chǔ)能形式，包括氫我們都在做。場(chǎng)景最齊全，包括最早的電網(wǎng)側(cè)和發(fā)電側(cè)，都是我們公司做的。工程技術(shù)最先進(jìn)方面，現(xiàn)在大家認(rèn)為儲(chǔ)能沒有工程技術(shù)，但是是因?yàn)楝F(xiàn)在是粗放的發(fā)展時(shí)期，所以大家不太講究工程技術(shù)。但從儲(chǔ)能的安全性和經(jīng)濟(jì)性來講的話，工程技術(shù)是一個(gè)比較重要的方面。
重力儲(chǔ)能方面，我們組建了國內(nèi)首個(gè)重力儲(chǔ)能的專職團(tuán)隊(duì)，我們是一個(gè)大概將近20人的團(tuán)隊(duì)。包括我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)里面也包括了外部的，包括兩院院士、全國勘察設(shè)計(jì)大師等在內(nèi)的專家團(tuán)隊(duì)。我們?cè)诩夹g(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈方面都做了一些工作。目前已經(jīng)形成了包括重力儲(chǔ)能工藝包和運(yùn)行及能量管控系統(tǒng)在內(nèi)的創(chuàng)新工程方案。我們?cè)谛陆ㄘQ井、廢棄礦井、山地、構(gòu)筑物等技術(shù)路線方面，均實(shí)現(xiàn)了工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建和項(xiàng)目儲(chǔ)備方面的一些布局，可以支持相關(guān)的項(xiàng)目落地。
豎井式方面，全球第一個(gè)提出了單機(jī)容量最大大概能到16兆瓦，單模塊容量最大大概在60兆瓦左右。然后系統(tǒng)效率大概78%，全國產(chǎn)自主可控產(chǎn)業(yè)鏈的這么一個(gè)基于新建豎井的模塊化工程方案，形成了十余項(xiàng)的基礎(chǔ)和工程技術(shù)。整體上的造價(jià)，目前短期內(nèi)應(yīng)該很難低于1萬塊錢每千瓦，如果算到千瓦時(shí)的話，大概在2000左右。
整體上的技術(shù)方案經(jīng)過專家評(píng)審，認(rèn)為相關(guān)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際的先進(jìn)水平。依托我們的技術(shù)方案的張家口赤城項(xiàng) 目，也入選了去年的國家能源局新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目。除此之外在這個(gè)項(xiàng)目建設(shè)前，我們也跟華北電力大學(xué)共建了一個(gè)物理場(chǎng)景的動(dòng)模式仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研一體化。就像剛才提到的，千瓦級(jí)的項(xiàng)目和兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能項(xiàng)目，它的差異非常大。所以為了在一個(gè)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上面能模擬出實(shí)際工程的場(chǎng)景，這個(gè)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的復(fù)雜程度也還是比較高的。
這是我們對(duì)重力儲(chǔ)能技術(shù)的分析，包括不同技術(shù)路線，我們對(duì)它的基礎(chǔ)性技術(shù)、緊迫性技術(shù)和前沿性技術(shù)都進(jìn)行了一定的分析。時(shí)間關(guān)系就不再展開了。
重力儲(chǔ)能工程實(shí)踐，最主要是在效率投資、系統(tǒng)運(yùn)行這些方面核心指標(biāo)的優(yōu)化。另外一個(gè)就是它的產(chǎn)業(yè)鏈塑造構(gòu)建。
然后在效率指標(biāo)方面，我們對(duì)它的損耗進(jìn)行了模型構(gòu)建之后，我們測(cè)算下來，系統(tǒng)綜合效率大概在77到82。
規(guī)?；a(chǎn)業(yè)鏈的問題，包括了落差、重物輸送、重物運(yùn)行及能量管控，以及電站集成方案等等。
落差構(gòu)建方面，主要說一下豎井式重力儲(chǔ)能，豎井式重力儲(chǔ)能，它的落差構(gòu)建要建設(shè)一條豎井，至少在目前來看，它不決定重力儲(chǔ)能項(xiàng)目的可行性。但是它是決定這個(gè)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目本身優(yōu)劣的一個(gè)因素。因?yàn)樗壳坝绊懻麄€(gè)項(xiàng)目投資造價(jià)大概在1億元左右的水平。
機(jī)電轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括輪機(jī)電機(jī)以及調(diào)速設(shè)備。
上下倉方面，經(jīng)濟(jì)合理的上下倉包括影響了土地空間利用和地下的工程量，同時(shí)它也影響實(shí)際電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、重物輸送系統(tǒng)的研究方向。而重物輸送系統(tǒng)，要根據(jù)重物儲(chǔ)能項(xiàng)目總體的要求來確定它運(yùn)行的節(jié)拍。另外根據(jù)節(jié)拍來確定輸送系統(tǒng)的設(shè)備能力和數(shù)量。
組合式重物塊的特點(diǎn)，首先就是它的數(shù)量很大，剛才也說十幾萬到幾十萬噸。另外它的參數(shù)直接影響機(jī)組運(yùn)行和安全。所以它要根據(jù)重物投資及殘值回收價(jià)值、重物塊的材質(zhì)和尺寸、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和規(guī)格等各方面的因素，來尋優(yōu)確定組合式重物塊以及它配套的這些附屬設(shè)施。
除了這些之外，還要以提高能量轉(zhuǎn)換路徑、能量轉(zhuǎn)換效率、降低成本、增強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)性等為目標(biāo)，來建立重力儲(chǔ)能電站的多目標(biāo)尋優(yōu)的模型。在此基礎(chǔ)上再去對(duì)機(jī)電協(xié)調(diào)、多變流器并網(wǎng)運(yùn)行和多電機(jī)調(diào)配功率進(jìn)行優(yōu)化，來實(shí)現(xiàn)電站的集成。
這是我們針對(duì)重力儲(chǔ)能需求自主開發(fā)的一個(gè)重力儲(chǔ)能仿真平臺(tái)，通過這個(gè)平臺(tái)，不光能實(shí)現(xiàn)方案展示的作用，還可以實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)、策略驗(yàn)證，包括模擬調(diào)試的一些功能，從而減少這設(shè)計(jì)開發(fā)的成本，提高工程效率和可靠性。
這是廠區(qū)的一個(gè)總平面，這個(gè)不再提了。
下一個(gè)階段的研究計(jì)劃，是希望單機(jī)容量能實(shí)現(xiàn)20兆瓦級(jí)，系統(tǒng)效率能大于80%，單位造價(jià)低于1500每千瓦時(shí)。同時(shí)在響應(yīng)電力系統(tǒng)需求的這種構(gòu)網(wǎng)特性上面能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的優(yōu)化。
這是斜坡式的一個(gè)方案，斜坡式的方案目前做到最大的單機(jī)容量，我們目前做下來可能只有大概五個(gè)兆瓦級(jí)左右，當(dāng)然它的單位投資成本會(huì)低一些，大概不到8000的這么一個(gè)水平。但是因?yàn)樗男蕰?huì)比較低，只有70出頭。整體看下來，它的經(jīng)濟(jì)性和豎井式是類似的。它的應(yīng)用場(chǎng)景的話，基本上在15到60度左右的坡度都是可以的。這是我們一些項(xiàng)目布局的情況。
總結(jié)下來，我們認(rèn)為在當(dāng)前新型電力系統(tǒng)建設(shè)的背景下，重力儲(chǔ)能作為一種長時(shí)大容量過網(wǎng)特性的儲(chǔ)能形式，因地制宜的建設(shè)，可以為這種新型儲(chǔ)能的發(fā)展開辟新的方向。尤其適合為沙戈荒大基地可再生能源的大規(guī)模消納提供支撐。而我們?cè)和ㄟ^前期的一些系統(tǒng)優(yōu)化和工程化應(yīng)用，也形成了一些解決方案。我們也希望與各位同行一起來共同促進(jìn)這種產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和行業(yè)的進(jìn)步。
謝謝大家！
