中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:6月16日,國(guó)家能源局綜合司下發(fā)《關(guān)于開(kāi)展新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范工作的通知》,將開(kāi)展新型儲(chǔ)能的試點(diǎn)項(xiàng)目。正式宣布將新型儲(chǔ)能將納入國(guó)家重大工程項(xiàng)目庫(kù)!
本次示范工作以推動(dòng)新型儲(chǔ)能多元化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展為目標(biāo),組織遴選一批典型應(yīng)用場(chǎng)景下,在安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面具有競(jìng)爭(zhēng)潛力的各類(lèi)新型儲(chǔ)能技術(shù)示范項(xiàng)目?!兑?guī)則》指出,示范項(xiàng)目申報(bào)主體原則上為項(xiàng)目業(yè)主單位。確需聯(lián)合申報(bào)的,應(yīng)說(shuō)明必要性和具體分工。參與申報(bào)的單位應(yīng)為中華人民共和國(guó)境內(nèi)注冊(cè),具有獨(dú)立法人資格、無(wú)不良信用記錄的企業(yè),并擁有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)研發(fā)和融合創(chuàng)新能力。
近年來(lái)隨著能源應(yīng)用場(chǎng)景豐富和經(jīng)濟(jì)性逐漸顯現(xiàn),全球新型儲(chǔ)能發(fā)展將迎來(lái)快速發(fā)展期。目前,我國(guó)儲(chǔ)能企業(yè)正加速升級(jí),一方面致力于提升技術(shù)、降低成本,加速迎接光儲(chǔ)平價(jià)時(shí)代;一方面致力于感知下游需求,拓展應(yīng)用場(chǎng)景,將儲(chǔ)能市場(chǎng)進(jìn)一步做大。
新能源儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀
新型儲(chǔ)能所包括的技術(shù)類(lèi)型眾多,按照能量存儲(chǔ)方式不同主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱等幾大類(lèi)。每大類(lèi)技術(shù)當(dāng)中又有多種完全不同的技術(shù)路線(xiàn)。根據(jù)放電時(shí)長(zhǎng),可將其分為功率型電儲(chǔ)能、能量型電儲(chǔ)能以及儲(chǔ)熱(冷)技術(shù)。
一、壓縮空氣儲(chǔ)能(Compressed Air Energy Storage,簡(jiǎn)稱(chēng)CAES)
壓縮空氣儲(chǔ)能是機(jī)械儲(chǔ)能的一種形式。在電網(wǎng)低谷時(shí),利用富余的電能,帶動(dòng)壓縮機(jī)生產(chǎn)高壓空氣,電能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢(shì)能;電網(wǎng)高峰時(shí),空氣從儲(chǔ)氣室釋放,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,又將空氣的壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)屬于相對(duì)進(jìn)展較快、較為成熟的技術(shù),已進(jìn)入100MW級(jí)示范項(xiàng)目階段。
技術(shù)優(yōu)劣勢(shì):壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有容量大、工作時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性能好、充放電循環(huán)多等優(yōu)點(diǎn)。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)同宗同源,技術(shù)通用性強(qiáng),設(shè)備開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)較好,建造成本和運(yùn)行成本容易控制,具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
二、液流電池
液流電池具有容量大、安全性好、功率與容量解耦等優(yōu)點(diǎn),適合作為大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的選擇。全釩液流電池是目前最為成熟的液流電池體系,釩的多價(jià)態(tài)特性使得其面臨的技術(shù)問(wèn)題最少,技術(shù)最為成熟。但主要活性物質(zhì)釩的成本占系統(tǒng)成本比例高,限制了其造價(jià)的下降。
三、鈉離子電池
鈉離子電池具有理論成本低、特性與鋰離子電池相近、安全性好等優(yōu)點(diǎn),適合在對(duì)成本要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景下替代成本較高的鋰離子電池。鈉離子電池的正負(fù)極材料所需資源在地殼儲(chǔ)量豐富,分布均勻,且開(kāi)采更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保,被業(yè)界認(rèn)為是比鋰離子電池更具經(jīng)濟(jì)性的電池技術(shù)。
目前鈉離子電池技術(shù)主要分為三條路線(xiàn),即層狀過(guò)渡金屬鈉離子氧化物、普魯士藍(lán)、聚陰離子類(lèi)鈉離子化合物,三條路線(xiàn)均由行業(yè)龍頭企業(yè)布局,均處于實(shí)驗(yàn)室向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的階段。目前我國(guó)在鈉離子電池領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,
四、重力儲(chǔ)能
固體介質(zhì)的重力儲(chǔ)能是近期重力儲(chǔ)能商業(yè)化的主要發(fā)展方向,水介質(zhì)的新型重力儲(chǔ)能技術(shù)尚停留在理論研究階段,除傳統(tǒng)抽蓄外的新型水介質(zhì)重力儲(chǔ)能目前尚未有商業(yè)化的產(chǎn)品。
五、氫儲(chǔ)能
氫儲(chǔ)能屬于化學(xué)儲(chǔ)能,利用電能將低能物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高能物質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ),從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。目前,常見(jiàn)的化學(xué)儲(chǔ)能主要包括氫儲(chǔ)能和將氫進(jìn)一步合成燃料(甲烷、甲醇等)儲(chǔ)能。
長(zhǎng)遠(yuǎn)看,可以這些儲(chǔ)能載體性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn),在需要時(shí)將其轉(zhuǎn)化為電力系統(tǒng)的電能。目前,在化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中,氫儲(chǔ)能相對(duì)成熟,依托電解水制氫設(shè)備和氫燃料電池(或摻氫燃?xì)廨啓C(jī))實(shí)現(xiàn)電能和氫能的相互轉(zhuǎn)化。儲(chǔ)能時(shí),利用富余電能電解水制氫并存儲(chǔ),釋能時(shí),用氫燃料電池或氫發(fā)電機(jī)發(fā)電。
新能源儲(chǔ)能技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
趨勢(shì)一:長(zhǎng)壽命
2009年,國(guó)外最早的鋰離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)僅僅運(yùn)行了5年就宣告報(bào)廢。2010年1月國(guó)內(nèi)第一個(gè)MW級(jí)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能項(xiàng)目,也在運(yùn)行了短短3年后報(bào)廢。
中國(guó)電力科學(xué)研究院惠東認(rèn)為:如果儲(chǔ)能系統(tǒng)在全壽命過(guò)程期間,運(yùn)行溫度能保持在18℃-26℃之間,對(duì)電池的壽命影響最小,在減緩電池老化的同時(shí),也能將設(shè)備維持在最好的運(yùn)行狀態(tài)之中。
當(dāng)前陽(yáng)光電源最新發(fā)布的液冷儲(chǔ)能新品中,壽命短這一大技術(shù)痛點(diǎn)得到了有效緩解。陽(yáng)光電源的液冷技術(shù)也成為儲(chǔ)能熱管理新的技術(shù)方向。
趨勢(shì)二:極致安全
2022年3月21日,《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》正式印發(fā),方案中提到的,要立足安全,規(guī)范管理。加強(qiáng)新型儲(chǔ)能安全風(fēng)險(xiǎn)防范,保障新型儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行的全過(guò)程安全。而電池狀態(tài)檢測(cè)粗放、電芯熱失控預(yù)警缺失、聯(lián)動(dòng)保護(hù)不足、消防設(shè)計(jì)不足等是造成一系列儲(chǔ)能安全問(wèn)題的主要原因。
針對(duì)這一問(wèn)題,陽(yáng)光電源首先提出儲(chǔ)能“主動(dòng)安全”的新思路,在傳統(tǒng)“被動(dòng)防護(hù)”的基礎(chǔ)上,將電力電子技術(shù)應(yīng)用于主動(dòng)安全保護(hù)設(shè)計(jì),從電芯級(jí)、電池簇級(jí)、系統(tǒng)級(jí)等層級(jí)聯(lián)動(dòng)保障儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期安全。
趨勢(shì)三:超大容量
自2021年2月22日國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》以來(lái),國(guó)務(wù)院發(fā)文要求加快大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)研發(fā)推廣,提升電網(wǎng)匯集和外送能力,未來(lái)仍將聚焦于大容量、高參數(shù)、低污染三個(gè)方面,加速推進(jìn)我國(guó)能源資源利用效率于2030年達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
趨勢(shì)四:系統(tǒng)集成協(xié)同高效
儲(chǔ)能系統(tǒng)本身就是多種軟、硬件的集成,就像人類(lèi)的大腦,有無(wú)數(shù)個(gè)神經(jīng)突觸,但凡有極細(xì)小的偏差,就會(huì)影響系統(tǒng)整體效率的發(fā)揮。如果企業(yè)本身沒(méi)有集成生產(chǎn)的能力,即使這些來(lái)自于不同廠(chǎng)家“突觸”都實(shí)現(xiàn)了最高運(yùn)行效率,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)同高效。
在全系列液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)中,陽(yáng)光電源通過(guò)新型溫控、電池管理等多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,充分發(fā)揮電芯級(jí)、電池簇、系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì),讓各環(huán)節(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)互通,達(dá)到提壽命、增效率、降損耗的目的,實(shí)現(xiàn)從單一高效到協(xié)同高效的進(jìn)化。
趨勢(shì)五:主動(dòng)支撐電網(wǎng)
液冷儲(chǔ)能應(yīng)用層面,基于電力電子、電化學(xué)、電網(wǎng)支撐技術(shù)“三電融合”的平臺(tái)設(shè)計(jì)思路,陽(yáng)光電源新品助力電網(wǎng)、負(fù)荷之間形成源網(wǎng)荷儲(chǔ)柔性協(xié)同運(yùn)作,達(dá)到主動(dòng)支撐電網(wǎng)的高效應(yīng)用水平。
在發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)和用戶(hù)側(cè),液冷儲(chǔ)能產(chǎn)品都有較為全面的應(yīng)用渠道。不僅能實(shí)現(xiàn)新能源調(diào)頻、削峰填谷的應(yīng)用場(chǎng)景,平衡輸配電線(xiàn)路的供給平衡,促進(jìn)電網(wǎng)穩(wěn)定,而且可以提供離網(wǎng)供電功能,應(yīng)用于黑啟動(dòng)等應(yīng)用場(chǎng)景。并且在微網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景中也有穩(wěn)定表現(xiàn),足以配合新能源發(fā)電給偏遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)提供清潔能源。
隨著新能源滲透率提高,電網(wǎng)呈現(xiàn)不確定性和復(fù)雜性。新一代儲(chǔ)能系統(tǒng)需要從被動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)走向主動(dòng)支撐電網(wǎng),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和電網(wǎng)