中國儲能網訊：隨著“3060”雙碳目標的提出，我國能源電力領域迎來前所未有的發(fā)展機遇，作為新能源裝機和新型儲能裝機主力，“五大六小” 搶抓發(fā)展機遇，加快綠色轉型升級，勇挑時代重任，成為了國內儲能項目建設的主力軍。
所謂“五大”：即五大電力央企，分別為國家電力投資集團有限公司（簡稱：國家電投）、國家能源投資集團有限責任公司（簡稱：國家能源）、中國華能集團有限公司（簡稱：中國華能）、中國華電集團有限公司（簡稱：中國華電）、中國大唐集團有限公司（簡稱：大唐集團）。
所謂“六小”：即六小豪門，分別為：國投電力控股股份有限公司（簡稱：國投電力）、中國廣核集團有限公司（簡稱：中廣核）、中國長江三峽集團有限公司（簡稱：三峽集團）、華潤電力控股有限公司（簡稱：華潤電力）、中國節(jié)能環(huán)保集團有限公司（簡稱：中國節(jié)能）、中國核工業(yè)集團有限公司（簡稱：中核集團）。
38.71 GWh! 搶占我國新型儲能市場半壁江山
日前，國家能源局公布了新型儲能最新數據，截至2024年一季度末，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達35.30GW /77.68GWh，其中2022年-2024Q1期間新增裝機規(guī)模占總裝機規(guī)模的85%以上。而以“五大六小”為代表的電力央企更是占據了我國新型儲能裝機市場的半壁江山。
據CESA儲能應用分會產業(yè)數據庫不完全統(tǒng)計，2022-2024Q1期間，“五大六小” 電力央企的新型儲能累計裝機規(guī)模達38.71GWh，約占該期間新型儲能裝機量的55%。其中，國家電投、三峽集團和中核集團分別以11.96GWh、5.24 GWh、4.58 GWh的累計裝機量位列前三名。而國家電投更是分別以2.04GWh、8.12GWh和1.80GWh的新增裝機容量持續(xù)領跑2022年度、2023年度和2024Q1裝機市場，累計裝機量占“五大六小”累計裝機量的30%以上。另外，國家能源、華能集團、華潤電力、大唐集團、華電集團和中廣核裝機量在1～5GWh區(qū)間，國投電力和中國節(jié)能裝機量小于1GWh。
從2022-2023年期間裝機量同比增速來看，除國投電力外，其余10家電力央企的年均增速區(qū)間為35%～807%，平均年增速為241.63%。三峽集團、華電集團和國電投分別以806.38%、503.37%和298.38%的年均增速位居前三名，中節(jié)能、大唐集團和國家能源分別以84.53%、82.04和35.07%的年均增速位居第8-10名。
19個國家級示范項目入選，引領新技術落地
國家能源局2024年第1號公告發(fā)布了56個新型儲能試點示范項目名單，其中“五大六小”電力央企共計19個項目入選，涵蓋了6種技術路線，其中鋰離子電池儲能項目數量最多，有7個；其次是壓縮空氣儲能、混合儲能和飛輪儲能項目，各3個；全釩液流電池項目排在第三位，有2個；第四位是鉛炭電池項目，有1個。6條技術路線既有物理又有化學儲能技術，既有短時又有長時儲能技術，既有長壽命又有本征安全儲能技術，基本涵蓋了目前最具市場潛力的儲能技術路線。
從所屬集團看，國家電投入選項目最多，技術路線“五花齊放”，涵蓋了鋰離子電池、壓縮空氣儲能、鉛炭電池、全釩液流電池和混合儲能技術。國家能源和中國華能并列第二，技術路線分別是1項壓縮空氣+2項飛輪儲能、1項壓縮空氣+2項鋰離子電池。三峽集團、中核集團和中國華電以2個入選項目并列第三，技術路線分別是2項鋰離子電池、1項鋰離子電池+1項飛輪儲能、2項混合儲能。
國家電投
全面布局儲能產業(yè) 深耕液流電池、壓縮空氣儲能技術
國家電力投資集團有限公司（簡稱“國家電投”）是中央直接管理的特大型國有重要骨干企業(yè)，由中國電力投資集團公司與國家核電技術有限公司于2015年5月重組成立。國家電投是我國第一家擁有光伏發(fā)電、風電、核電、水電、煤電、氣電、生物質發(fā)電等全部發(fā)電類型的能源企業(yè)；是全球最大的光伏發(fā)電企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)和清潔能源發(fā)電企業(yè)。截至2024年2月底，國家電投資產規(guī)模1.77萬億元，員工13萬人，所屬二級單位64家。
據CESA儲能應用分會產業(yè)數據庫不完全統(tǒng)計，2022-2024Q1期間，國家電投在新型儲能裝機量上持續(xù)領跑，累計裝機規(guī)模超11.96 GWh，占“五大六小”裝機總量的30.90%。
國家電投自2016年開始布局儲能產業(yè)，業(yè)務涉及技術研發(fā)和工程化應用，涵蓋大型清潔能源基地配儲、儲能聯(lián)合火電機組調頻、深度調峰、清潔供暖、用戶側電儲能儲熱(冷)等眾多領域。技術研發(fā)方向涵蓋政策領域重點布局的所有技術路線，包括鋰離子電池、鉛炭電池、飛輪儲能、壓縮空氣、鐵鉻液流電池、儲熱/冷；創(chuàng)新性布局卡諾電池、液態(tài)壓縮空氣稀有氣體產出技術，并前瞻性的布局了鈉離子電池和固態(tài)電池技術，其中重點在壓縮空氣儲能和液流電池儲能技術上發(fā)力。
1、壓縮空氣儲能技術
依托成員企業(yè)上海發(fā)電設備成套設計研究院有限責任公司（簡稱：上海成套院）自主研發(fā)掌握了大規(guī)模長時壓縮空氣儲能關鍵技術，具備10-150MW儲能系統(tǒng)集成和工程轉化實施能力，在甘肅定西市通渭縣打造了壓縮空氣+鋰電池組合式網側共享儲能電站創(chuàng)新示范項目。
此外，國家電投與清華大學就鹽穴壓縮空氣儲能項目開展合作，建設湖南衡陽百兆瓦級鹽穴非補燃式壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范項目，實現裝機規(guī)模100MW/400-600MWh，系統(tǒng)效率65%，核心裝備制造100%國產化。
2、鐵-鉻液流電池技術
鐵-鉻液流電池具備長壽命（循環(huán)次數＞20000次），長時儲能（數小時至數天）、高安全、適應性強（-40℃～70℃）、易于規(guī)?；葍?yōu)點，目前主要技術瓶頸為離子互串，電池正極
負極電解液交叉污染、析氫、離子交換膜價格高、 Cr離子活性差、電流密度低等。國家電投自研了電堆關鍵技術、電解液關鍵技術、儲能系統(tǒng)集成技術，推出了10kW/60kWh、45～90kW/360kWh、1MW/4～8MWh儲能模塊?，F階段研發(fā)成果：電流密度達到140mA/cm2，未來將達到210mA/cm2、350mA/cm2；實現了模塊化設計與組裝：以6小時系統(tǒng)為例，模塊化儲能產品建設周期由174天降低至75天，用時降低57%；電堆功率密度提高100%，整個系統(tǒng)占地面積大幅度縮小。
該技術已有兩個示范項目：張家口-百千瓦級鐵-鉻液流電池儲能系統(tǒng)：系統(tǒng)功率 250kW、儲能容量 1.5MWh、電池堆數量8個、單堆功率 30kW、AC/AC系統(tǒng)轉化效率>70%、系統(tǒng)充放電切換時間≤200ms；1MW/6MWh鐵-鉻液流電池儲能系統(tǒng)：霍林河循環(huán)經濟“源網荷儲用”儲能項目配置鐵-鉻液流電池儲能系統(tǒng)，實現了鐵-鉻液流電池兆瓦級示范以及大規(guī)模應用。
3、數能技術實證與示范基地
除了在技術研發(fā)上深耕，國電投同樣注重技術的實證與示范應用，建有數個數能技術實證與示范基地。例如共和基地：2016年6月并網，分散儲能9.2MWh，集中儲能7.5MWh，5個廠家4種類型儲能電池（磷酸鐵鋰電池、三元鋰離子電池、鋅溴液流電池、全釩液流電池），以能量型儲能電池為主，以產品實證為主。大慶基地：2021年12月并網，16.6MWh，6個廠家7種類型儲能電池（磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鈦酸鋰電池、全釩液流電池、超級電容器、混合電容器、飛輪儲能），以能量型、功率型儲能電池為主，以產品、系統(tǒng)實證為主。
三峽集團
依托源網荷儲項目 開展規(guī)模化科技創(chuàng)新
中國長江三峽集團有限公司（簡稱：三峽集團）“因水電而起，因水電而強”，但其能源轉型正呈現百花齊放的態(tài)勢。截至2023年底，國內新能源業(yè)務已覆蓋全國31個省市區(qū)，裝機規(guī)模突破4900萬千瓦。中國三峽新能源（集團）股份有限公司作為三峽集團新能源業(yè)務的戰(zhàn)略實施主體，承載著發(fā)展新能源的歷史使命。近年來，三峽能源積極發(fā)展陸上風電、光伏發(fā)電，大力開發(fā)海上風電，加快推進以沙漠、戈壁、荒漠為重點的大型風電、光伏發(fā)電基地建設，深入推動源網荷儲一體化和多能互補發(fā)展，積極開展抽水蓄能、新型儲能、氫能、光熱等業(yè)務，基本形成了風電、太陽能、儲能、戰(zhàn)略投資等相互支撐、協(xié)同發(fā)展的業(yè)務格局。
據CESA儲能應用分會產業(yè)數據庫不完全統(tǒng)計，2022-2024Q1期間，三峽集團累計新型儲能裝機超5.24 GWh，2023年同比年增速高達806.38%，位列裝機量第二名，年均增速第一名，占“五大六小”裝機總量的13.54%。
自2020年起，三峽集團聯(lián)合清華大學、華北電力大學、中國科學院、天津大學等20余所國內頂尖科研機構和院校，綜合考量全球先進儲能技術與我國地理氣候、經濟效益等因素，瞄準以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)亟需解決的規(guī)模化儲能技術、并網技術、一體化調度技術、商業(yè)模式等問題，以國內首個源網荷儲一體化國家級示范項目：三峽烏蘭察布源網荷儲一體化綜合應用示范基地項目為依托，搭建起了“百花齊放”的新型儲能試驗場。
三峽烏蘭察布源網荷儲一體化綜合應用示范基地項目包含4個子項目，分別為“源+儲+網”模式的新一代電網友好綠色電站示范項目、源網荷儲一體化綠色供電工業(yè)園區(qū)示范、“源+網+荷”模式的源荷互動綠色大數據中心示范項目、“網+儲”模式以及關鍵節(jié)點電網側儲能示范項目。
儲能技術配置方面：以磷酸鐵鋰電池儲能技術為主，含小規(guī)模水系鈉離子電池儲能、熔鹽熱儲能和壓縮空氣儲能系統(tǒng)。
智慧調控方面：共設計了7種集中調度運行模式：頂峰供電運行模式、最大化消納利用運行模式、系統(tǒng)調峰電站運行模式、近區(qū)新能源共享調峰電站運行模式、參與電力現貨市場優(yōu)化運行模、功率跟蹤運行模式、平滑出力波動控制模式，通過多種運行模式的靈活組合，實現風光儲電站的最優(yōu)化運行，提供系統(tǒng)級調峰服務。
科研成果方面：多項研發(fā)成果投運，創(chuàng)下多個“國內之最”和“行業(yè)首次”紀錄，如：“源網荷儲一體化”功率路由器示范工程、大規(guī)模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺、兆瓦時級固態(tài)鋰離子電池儲能關鍵技術及工程應用項目、兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)工程應用、短時高頻飛輪儲能系統(tǒng)等。
除三峽烏蘭察布源網荷儲一體化綜合應用示范基地項目外，三峽能源還依托“山東慶云儲能電站”和“江蘇豐儲共享儲能電站”等儲能項目探索了峰谷電價差、容量補償、儲能容量租賃形式（1對N）等共享儲能電站多種收益模式。
國家能源集團
堅持多元化、快速化、規(guī)?；?、效益化、科學化發(fā)展
國家能源投資集團有限責任公司（簡稱：國家能源）于2017年11月28日正式掛牌，是由中國國電集團公司和神華集團有限責任公司聯(lián)合重組成立的中央骨干能源企業(yè)，2023年世界500強排名第76位。公司所屬二級管理單位82家，擁有中國神華、龍源電力2家A+H股上市公司，國電電力、長源電力、龍源技術、英力特A股上市公司。
“十四五”以來，國家能源集團堅持多元化、快速化、規(guī)?；?、效益化、科學化發(fā)展新能源。據CESA儲能應用分會產業(yè)數據庫不完全統(tǒng)計，2022-2024Q1期間，國家能源累計新型儲能裝機超3.67 GWh，位列裝機量第四名，占“五大六小”裝機總量的9.47%。
去年11月，國家能源投資集團有限責任公司副總經理傅振邦先生在2023世界儲能大會上介紹，“近三年來，儲能領域研發(fā)投入超50億元，我們依托獨特的煤電化運一體化運營模式，充分發(fā)揮產業(yè)鏈優(yōu)勢、資金優(yōu)勢、工程組織優(yōu)勢，為儲能技術發(fā)展提供了豐富的創(chuàng)新實踐場景?！?
1、 技術路線多元化
1.1 裝機規(guī)模最大的22MW磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)
國家能源集團堅持系統(tǒng)集成、耦合協(xié)同技術路線，在2023年6月，由國能寧夏靈武發(fā)電有限公司建設實施了“22兆瓦磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)”耦合熱電聯(lián)產示范工程。該工程通過了工信部工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心組織的成果鑒定，技術整體達到國際領先水平，填補了我國飛輪儲能、參與火電調頻相關領域的空白。
磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)由36臺630KW的飛輪儲能單體并聯(lián)組成，采用預制地井安裝、純機械儲能，響應時間達毫秒級，充放電次數可達1000萬次以上，充放電效率超過90%。該項目有三個世界之最，一是目前全球裝機總規(guī)模最大的飛輪儲能項目，為22兆瓦。一個是單體儲電量最大的飛輪，為125千瓦時。還有一個是單體儲電參數最高的飛輪，為500千瓦。該項目可滿足15分鐘的充放電能力，可以有效支持大電網的安全穩(wěn)定運行。
另外該項目實現了兩個技術創(chuàng)新，一是掌握了大規(guī)模陣列飛輪儲能在火電調配項目的運行和控制方法；二是通過磁懸浮狀態(tài)使大型轉子磁懸浮穩(wěn)定支持軸承，實現了飛輪轉子的大型化。
目前，該項目核心技術取得6項發(fā)明專利、制定2項團體標準，項目投運以來，機組一次調頻綜合合格率由60-70%提升到平均92%，年綜合收益3000余萬元，收益明顯，推廣價值高。
1.2 全釩液流儲能模塊亮相博鰲零碳示范區(qū)
國家能源集團海南公司承建的博鰲零碳示范區(qū)采用了全釩液流電池長時儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)由國家能源集團北京低碳清潔能源研究院開發(fā)，采用60kW/240kWh全釩液流電池儲能模塊，接入博鰲論壇新聞中心光儲直柔系統(tǒng)，實現了新能源綠電就地消納和削峰填谷等功能，為后續(xù)大規(guī)模推廣提供了技術支撐。
2、 工程應用快速化、規(guī)模化
2024年4月，國家能源集團龍源電力“風電機組轉速調節(jié)及儲能管理研究及應用”科技項目成果通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會科技成果鑒定，達到國際領先水平。針對在運風電場和風電機組不具備一次調頻及慣量響應的問題，龍源電力工程技術公司提出風電機組儲能協(xié)同參與一次調頻的控制策略、風電機組儲能容量配置優(yōu)化方法，并建立風電機組“氣動-機械-電氣耦合”仿真模型，開展多工況風儲聯(lián)合參與風電機組慣量響應動態(tài)特性和性能邊界的仿真研究，實現風電場一次調頻和慣量響應功能、風儲功率的合理分配與自動調節(jié)功能。項目同步開發(fā)了風電、儲能聯(lián)合參與慣量響應調節(jié)控制軟件，通過電網頻率和設備運行數據的精準采集、高速傳輸、自動計算，實現了風電場頻率波動的雙邊快速響應調節(jié)，可解決風電機組無法功率上調問題。
目前，該項目研究成果已應用于云南、安徽、吉林等區(qū)域20余座風電場，完成712兆瓦風電機組技術改造工作，預計全年可避免因考核而發(fā)生的費用約2000萬元，具有顯著的經濟效益和社會效益，為構建安全、穩(wěn)健、綠色的新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。
3、 開拓運營模式，追求效益最大化
浙江溫州梅嶼100MW/200MWh虛擬電廠由國家能源集團浙江公司牽頭具體實施，國家能源集團新能源院作為研發(fā)單位，聯(lián)合中國電科院、華北電力大學等國內一流研發(fā)機構提供工程規(guī)劃設計、關鍵技術研發(fā)、全流程技術支持和全壽命周期運行服務。項目組自主研發(fā)能量管理平臺，聚合周邊分布式資源和可控負荷，最終建成整體規(guī)模不低于200MW的新型虛擬電廠，開拓新型儲能應用和虛擬電廠運營新模式。
該電廠是國內首個以大容量集中式儲能電站為主體的虛擬電廠、首個以虛擬電廠參與輔助服務全要素的商業(yè)運營示范工程、首個以大容量儲能電站為主體的虛擬電廠運行評價平臺、首個全流程合規(guī)的高標準大型儲能電站標桿示范工程，該項目的順利實施填補了我國集中式儲能電站應用的技術空白，推動新型儲能技術邁入快速發(fā)展新階段。該項目已于2024年1月并網投運。
總之，“五大六小”電力央企作為我國能源轉型升級和新型儲能裝機的主力軍，正在通過科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新的深度融合發(fā)展新質生產力，助力我國“雙碳”目標的實現，為全球能源革命貢獻中國方案。
