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新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐加快
2024-05-28 09:18 來(lái)源:江蘇監管辦管理員

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 廣東佛山,9條鋰電池技術(shù)路線(xiàn)在寶塘儲能電站“同臺比武”,裝機規模約占粵港澳大灣區新型儲能總量的1/5;

  湖北應城,世界首臺(套)300兆瓦級壓縮空氣儲能電站并網(wǎng),利用廢棄鹽穴作為儲氣庫,單次儲存的電量可供一座中小城市連續用電5小時(shí);

  江蘇如東,國內首個(gè)100兆瓦時(shí)重力儲能項目加緊建設,一棟高148米的儲能塔將通過(guò)提升和下放重力塊,進(jìn)行儲放電……

  今年以來(lái),新型儲能的不同技術(shù)路線(xiàn)持續落地。新型儲能是指除抽水蓄能外,以輸出電力為主要形式并對外提供服務(wù)的儲能技術(shù),包括電化學(xué)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(fā)即用方式,好比“超級充電寶”,新能源大發(fā)或者用電低谷時(shí)充電,新能源出力小或者用電高峰時(shí)放電,有利于促進(jìn)新能源開(kāi)發(fā)消納和電力系統安全穩定運行。

  今年的《政府工作報告》提出,“發(fā)展新型儲能”。截至今年一季度末,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3530萬(wàn)千瓦/7768萬(wàn)千瓦時(shí),較2023年一季度末增長(cháng)超過(guò)210%。當前新型儲能發(fā)展呈現哪些特點(diǎn)?還面臨哪些挑戰?記者進(jìn)行了采訪(fǎng)。

  裝機規模快速增長(cháng),技術(shù)創(chuàng )新不斷突破,應用場(chǎng)景更加豐富

  湖北應城300兆瓦壓縮空氣儲能電站,地下500米處,擁有150多萬(wàn)立方米儲氣空間的地下廢棄鹽穴,正進(jìn)行注氣排鹵調試。

  “鹽穴是地下鹽層被開(kāi)采后形成的腔穴,具備密閉性好、使用壽命長(cháng)、占地少等優(yōu)勢,是儲氣的理想場(chǎng)所。”中國能建數科集團副總經(jīng)理李峻說(shuō),目前壓縮空氣儲能電站的單位建設成本一般在每千瓦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,隨著(zhù)1萬(wàn)千瓦時(shí)電量從電池集裝箱內全部送出,廣西伏林鈉離子電池儲能電站成功投運。這是我國鈉離子電池儲能技術(shù)首次實(shí)現規模化應用。

  南方電網(wǎng)廣西電力科學(xué)研究院技術(shù)專(zhuān)家唐彬介紹,相比鋰離子電池,鈉離子電池資源來(lái)源廣泛、儲量豐富、價(jià)格低廉;而且可以在零下40攝氏度至80攝氏度的環(huán)境下工作,使用范圍更廣。目前該電站的鈉離子電池儲能系統能量轉換效率超過(guò)92%。

  風(fēng)電光伏發(fā)電間歇性、波動(dòng)性大,大規模、高比例接入需要儲能等調節性電源作為支撐。和受選址要求高、建設周期長(cháng)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(yōu)勢。

  近年來(lái),新型儲能日益成為我國建設新型能源體系和新型電力系統的重要支撐——

  裝機規模快速增長(cháng)。2023年,新型儲能新增裝機規模約2260萬(wàn)千瓦/4870萬(wàn)千瓦時(shí),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式、大型化趨勢,截至今年一季度末,10萬(wàn)千瓦以上的項目裝機占比為54.8%。

  技術(shù)創(chuàng )新不斷突破。電力規劃設計總院副院長(cháng)何肇介紹,雖然當前我國新型儲能技術(shù)路線(xiàn)仍以鋰離子電池儲能為主,占比超過(guò)95%,但各類(lèi)新技術(shù)路線(xiàn)的工程化應用正在加快。去年以來(lái),多個(gè)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,重力儲能、液態(tài)空氣儲能、二氧化碳儲能等新技術(shù)落地。

  應用場(chǎng)景更加豐富。走進(jìn)合肥美的暖通設備有限公司,屋頂光伏板、地面儲能箱整齊排列。“低谷電價(jià)或者光伏大發(fā)時(shí)儲電、高峰電價(jià)時(shí)放電,去年11月投運以來(lái),累計節約電費超過(guò)100萬(wàn)元。”公司工程部長(cháng)徐波說(shuō)。眼下,合肥正推進(jìn)肥西電網(wǎng)9個(gè)用戶(hù)側儲能項目建設,預計6月底前建成10萬(wàn)千瓦時(shí)的儲能調峰資源池,助力迎峰度夏。

  用戶(hù)側,可降低用能成本、提高用能質(zhì)量;電源側,加快推動(dòng)系統友好型新能源電站建設,提升新能源并網(wǎng)友好性;電網(wǎng)側,提供調峰、調頻等多種服務(wù),在電網(wǎng)薄弱區域增強供電保障能力……新型儲能可與電力系統源、網(wǎng)、荷等各環(huán)節融合發(fā)展,提升能源清潔利用水平和電力系統運行效率。

  加大研發(fā)力度,推進(jìn)融合創(chuàng )新平臺建設,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展

  儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游涉及原材料與設備,中游涉及儲能系統與集成,下游涉及電力系統儲能應用。國家能源局數據顯示,“十四五”以來(lái),新增新型儲能裝機直接拉動(dòng)投資超1000億元,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展。

  遠景動(dòng)力鄂爾多斯電池基地,經(jīng)過(guò)勻漿、涂布、輥壓、模切等多道工序,一塊塊藍色方形電芯陸續下線(xiàn),隨后將轉運至遠景儲能在河北、甘肅等地的裝配基地,組裝成一個(gè)個(gè)20尺5兆瓦時(shí)集裝箱儲能系統。

  “單個(gè)儲能集裝箱能儲存5000千瓦時(shí)電量。相比市場(chǎng)主流的20尺3.35兆瓦時(shí)儲能系統,單位體積容量更大,占地面積能減少約40%,循環(huán)壽命突破1萬(wàn)次,全生命周期度電成本下降約30%。”遠景集團高級副總裁田慶軍告訴記者,今年一季度,遠景儲能出貨量超過(guò)1.2吉瓦時(shí),同比增長(cháng)50%以上。

  田慶軍介紹,新型儲能正向大容量、高密度、超安全、長(cháng)循環(huán)、智能化方向升級。“未來(lái)新型儲能還有很大技術(shù)進(jìn)步空間,鋰電池儲能度電成本有望降至0.1元以下。屆時(shí),‘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,相比煤電具備成本競爭力,推動(dòng)實(shí)現碳達峰碳中和。”

  與此同時(shí),新型儲能產(chǎn)業(yè)部分核心部件和關(guān)鍵材料技術(shù)仍需攻克,產(chǎn)業(yè)鏈基礎和完備性還有待提升。眼下,國內相關(guān)企業(yè)、科研機構、高等院校等持續開(kāi)展新型儲能技術(shù)創(chuàng )新、應用布局等方面的研究,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)體系日趨完備。

  ——關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)力度持續加大。

  膨脹機是壓縮空氣儲能的關(guān)鍵設備之一,要在高壓、高負荷、高轉速下高效運轉,存在較高技術(shù)壁壘。“我們牽頭各大科研院所、頭部裝備企業(yè),協(xié)同開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)與工程實(shí)踐,攻克大容量、高參數、超長(cháng)時(shí)空氣壓縮/膨脹機組工藝設計等國際空白技術(shù),實(shí)現關(guān)鍵核心技術(shù)裝備100%國產(chǎn)化。”李峻介紹。

  近年來(lái),300兆瓦等級壓縮空氣儲能主機設備、全國產(chǎn)化液流電池隔膜、單體兆瓦級飛輪儲能系統等實(shí)現突破,助力我國儲能技術(shù)達到世界先進(jìn)水平。

  ——融合創(chuàng )新平臺建設加速推進(jìn)。

  廣州白云區,機器轟鳴、構架吊裝,一座專(zhuān)門(mén)用于新型儲能產(chǎn)品測試的220千伏變電站即將建成。“建成后,研發(fā)團隊和廠(chǎng)家可以在這里完成真實(shí)場(chǎng)景測試,讓產(chǎn)品快速走向市場(chǎng)。”國家地方共建新型儲能創(chuàng )新中心副總經(jīng)理、南網(wǎng)科技公司首席技術(shù)專(zhuān)家劉石介紹。

  作為新型儲能領(lǐng)域唯一一個(gè)國家制造業(yè)創(chuàng )新中心,國家地方共建新型儲能創(chuàng )新中心由廣東省政府和南方電網(wǎng)牽頭,聯(lián)合13家新型儲能材料、芯片、電池等上下游企業(yè)共同組建,打通“實(shí)驗室—制造—市場(chǎng)”的創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。

  中國能建中電工程儲能工程技術(shù)研究院院長(cháng)戚宏勛認為,新型儲能產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段,技術(shù)創(chuàng )新是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。要積極開(kāi)展儲能新材料、新技術(shù)、新裝備攻關(guān),推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用各環(huán)節有機融合,加快創(chuàng )新成果轉化,積極探索新型儲能應用市場(chǎng)。

  完善新型儲能政策體系,引導各類(lèi)儲能科學(xué)配置和調度運用

  江蘇今年迎峰度夏前將新增約400萬(wàn)千瓦新型儲能并入國家電網(wǎng),滿(mǎn)足電力保供及電網(wǎng)調節需求;廣東計劃到2025年新型儲能產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入達到6000億元,年均增長(cháng)50%以上……作為構建新型電力系統的重要技術(shù)和基礎裝備、實(shí)現碳達峰碳中和目標的重要支撐,新型儲能發(fā)展的市場(chǎng)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(guò)抽水蓄能。”中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長(cháng)陳海生說(shuō)。

  采訪(fǎng)中,記者也了解到,新型儲能接下來(lái)要實(shí)現規模化、產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化發(fā)展,仍需在安全、經(jīng)濟、綠色等方面下功夫。

  安全風(fēng)險防范這一底線(xiàn)需要守牢。隨著(zhù)電池容量和密度提升,特別是電化學(xué)儲能串并聯(lián)的數量多,儲能電站的安全風(fēng)險較為突出。清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院綠色儲能研究所所長(cháng)陳永翀認為,需要進(jìn)一步完善避免熱失控及燃燒爆炸的本質(zhì)安全控制技術(shù),“在保障安全的基礎上,綠色也是未來(lái)新型儲能技術(shù)的發(fā)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(shù),推動(dòng)全生命周期綠色發(fā)展,提升產(chǎn)業(yè)國際競爭力。”

  商業(yè)模式和政策機制有待進(jìn)一步完善。記者在采訪(fǎng)中了解到,相比于抽水蓄能等傳統靈活性資源,新型儲能成本較高、收益模式單一,是制約其規模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要因素。

  南方電網(wǎng)儲能公司儲能科研院負責人陳滿(mǎn)分析道,當前,技術(shù)經(jīng)濟性相對較好的鋰離子電池的度電成本仍高于抽水蓄能成本;鈉離子儲能尚在產(chǎn)業(yè)化應用初期,原材料的成本優(yōu)勢有待產(chǎn)業(yè)規模化發(fā)展后方能顯現;飛輪、重力等類(lèi)型新型儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化程度低,技術(shù)經(jīng)濟性尚不可比。

  與此同時(shí),新型儲能參與中長(cháng)期交易、現貨交易等市場(chǎng)規則還在逐步完善中,存在市場(chǎng)收益偏低等情況。不少采訪(fǎng)對象建議,加快推進(jìn)電力市場(chǎng)體系建設,充分考慮合理容量需求、價(jià)格可承受上限、電價(jià)疏導渠道等因素,健全電網(wǎng)側新型儲能“容量電價(jià)+電量電價(jià)”形成機制等;創(chuàng )新商業(yè)模式和應用場(chǎng)景,探索共享儲能、云儲能、儲能聚合等商業(yè)模式應用。

  “下一步,國家能源局將不斷完善新型儲能政策體系,鼓勵科技創(chuàng )新,持續推動(dòng)新型儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步,不斷引導各類(lèi)儲能科學(xué)配置和調度運用,支撐新型能源體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(cháng)邊廣琦表示。

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