新型儲能 “新新”向榮

　　國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國新型儲能已投運裝機超3000萬千瓦，提前完成2025年突破3000萬千瓦的目標。

　　如果說可再生能源是經(jīng)濟發(fā)展的動力引擎，新型儲能則是其中關(guān)鍵的助推力量。多年來，三峽集團加強新型儲能前瞻性研究布局、加大科研投入力度，致力于打造創(chuàng)新、安全、高效的“助推器”。

　　豐富技術(shù)路線，探索多元落地場景

　　數(shù)據(jù)表明，“十四五”以來，我國新增新型儲能裝機直接推動經(jīng)濟投資超1000億元，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游進一步拓展，成為我國經(jīng)濟發(fā)展新動能。

　　儲能，是通過一定介質(zhì)或者設(shè)備把能量存儲起來，在需要時釋放出來的過程。簡單來說，就是解決能量產(chǎn)生和使用不同步的問題。儲能系統(tǒng)不僅能為電網(wǎng)運行提供調(diào)峰調(diào)頻備用等服務(wù)，還能提高風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源的消納水平，促進電力體制改革，助推我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。

　　目前，中國已成為全球儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究最活躍的國家之一，新型儲能相關(guān)論文、專利等知識產(chǎn)權(quán)居全球首位，但相應(yīng)的創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用并非易事。

　　從儲能技術(shù)來看，電化學(xué)儲能安全、高效、經(jīng)濟的“不可能三角”亟待解構(gòu);從儲能配套來看，電網(wǎng)“發(fā)輸變配用”向“源網(wǎng)荷儲協(xié)同”轉(zhuǎn)換，數(shù)字化、智能化配套設(shè)備呼喚突破。

　　2023年2月，國家標準化管理委員會和國家能源局聯(lián)合印發(fā)《新型儲能標準體系建設(shè)指南》，提出到2025年在電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、可逆燃料電池儲能、超級電容儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能等領(lǐng)域形成較為完善的系列標準。

　　自2020年起，三峽集團聯(lián)合中國科學(xué)院、清華大學(xué)等10余所國內(nèi)頂尖科研機構(gòu)和院校，綜合考量全球先進儲能技術(shù)與我國地理氣候、經(jīng)濟效益等因素，搭建起“百花齊放”的新型儲能試驗場。

　　內(nèi)蒙古草原腹地，由三峽集團所屬科學(xué)技術(shù)研究院牽頭建設(shè)的烏蘭察布儲能技術(shù)研發(fā)試驗基地，一座座創(chuàng)新綜合基地、標準廠房、科研中心“落戶”于此，多組“集裝箱”緊密排列。打開箱門，固態(tài)鋰離子電池、新一代全釩液流電池等探索新型儲能技術(shù)路線的實驗設(shè)備有序運行。

兆瓦時級固態(tài)鋰離子電池儲能關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用項目(三峽科研院供圖)

　　目前，三峽集團在儲能領(lǐng)域入選國家能源局首臺(套)重大技術(shù)裝備共計4項。這些試驗成果經(jīng)過示范驗證后，有望推廣到新能源項目中，填補研發(fā)與應(yīng)用之間的技術(shù)空白。隨著新型儲能大規(guī)模接入，我國電網(wǎng)也將穩(wěn)步向柔性化、智能化、數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型。

　　加速“源網(wǎng)荷儲”融合，以突破多元互動、負荷調(diào)控等技術(shù)為要，三峽集團在規(guī)模化儲能配置與運行控制技術(shù)、多場景新型儲能應(yīng)用研究等關(guān)鍵核心技術(shù)中同步發(fā)力，研究儲能系統(tǒng)規(guī)律與特點、降低儲能成本，持續(xù)推動儲能領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用。

　　聚焦網(wǎng)荷“儲”備，求解更優(yōu)商業(yè)模式

　　一般而言，新型儲能的應(yīng)用場景可分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)。其中，電源側(cè)儲能與發(fā)電設(shè)施相結(jié)合，通過優(yōu)化發(fā)電機組上網(wǎng)出力，促進電能消納，提高電能質(zhì)量;電網(wǎng)側(cè)儲能直接接入公用電網(wǎng)，由電力調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度、響應(yīng)電網(wǎng)需求;用戶側(cè)儲能安裝在負荷端，滿足用戶個性化的能源需求，以降低用戶的用電成本、減少停電限電損失。

　　2022年6月，國家發(fā)展改革委聯(lián)合國家能源局發(fā)布《關(guān)于進一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》，加快推動獨立儲能參與電力市場配合電網(wǎng)調(diào)峰。三峽集團在山東省、江蘇省等地探路多元商業(yè)模式。

江蘇省容量最大的獨立共享儲能項目——三峽集團投建的江蘇豐儲200兆瓦/400兆瓦時共享儲能電站 攝影：胡九思

　　山東省慶云縣，是中國金絲小棗之鄉(xiāng)。近年來，慶云縣新能源裝機容量占該縣裝機總量的96.6%，成為全省唯一新能源發(fā)電量超過社會用電量的縣市。

　　2023年10月末，三峽能源山東慶云儲能電站二期示范項目全面投入商業(yè)運行。走進慶云的這個全國最大電網(wǎng)側(cè)共享儲能電站，97個儲能集裝箱組成的超級“充電寶”整齊排列，總規(guī)模達 301 兆瓦 / 602 兆瓦時。可儲存的電能相當于一座裝機規(guī)模為 30 萬千瓦的發(fā)電廠2小時的發(fā)電量，可為全縣提供3到5小時社會用電量。每年可消納新能源電量約1.8億千瓦時，減少二氧化碳排放約18萬噸。

　　截至目前，該電站在山東電力現(xiàn)貨市場充放電量突破一億千瓦時大關(guān)，探索了峰谷電價差、容量補償和儲能容量租賃形式等收益模式，并在新型儲能參與電力現(xiàn)貨市場、提升新能源資源綜合利用率和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平方面發(fā)揮了重要作用。

　　2023年以來，我國新增集中式大型獨立儲能電站規(guī)模已超過了新能源配儲規(guī)模，且以工商業(yè)側(cè)為代表的用戶側(cè)儲能需求開始放量。

　　江蘇省連云港市，由三峽集團長江電力投資運營的連云港華樂合金集團(以下簡稱華樂合金)30兆瓦/110兆瓦時儲能電站，占地約2400平方米。電站采用兩充兩放模式，利用夜間的一個電力谷段和白天的一個電力平段積蓄電量，在白天的兩個電力峰段或尖峰時段釋放電量，讓年用電量超6億千瓦時的華樂合金省下約4000萬元的高峰電費，實現(xiàn)企業(yè)降本增效，助力電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

連云港華樂合金儲能電站一期 攝影：崔徐波

　　助力“風(fēng)光”無限，夯實安全保障能力

　　國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2023年9月底，全國可再生能源裝機約13.84億千瓦，約占我國總裝機的49.6%，已超過火電裝機。其中，沙漠、戈壁和荒漠地區(qū)由于太陽能、風(fēng)能資源富足，已經(jīng)成為能源領(lǐng)域藍海。

　　綠色是我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的底色。然而，風(fēng)光資源天然存在間歇性、波動性等屬性，在能源大基地、大通道建設(shè)中，確保新型能源體系安全穩(wěn)定，是新型儲能發(fā)展的根本所在。作為與之匹配的優(yōu)質(zhì)靈活的電力資源，新型儲能正為一個安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的能源系統(tǒng)帶來更多可能。

　　河西走廊以西、祁連山以北，國家發(fā)展改革委、國家能源局批復(fù)的首批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型基地建設(shè)項目之一——三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目預(yù)計于2024年底并網(wǎng)發(fā)電。

　　這座全球首個“雙塔一機”光熱儲能場站內(nèi)，近3萬塊定日鏡隨太陽而轉(zhuǎn)。項目配置6小時熔鹽儲熱系統(tǒng)，吸收日光并儲存為熱能，進而將水轉(zhuǎn)化為蒸汽帶動汽輪機發(fā)電，調(diào)節(jié)光伏發(fā)電曲線，穩(wěn)定電站出力。

　　內(nèi)蒙古草原腹地，國內(nèi)首個實現(xiàn)風(fēng)光儲場站一體化智慧集控的新能源項目、首個儲能配置規(guī)模達到千兆瓦時的新能源場站——三峽烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好綠色電站于2023年實現(xiàn)全容量并網(wǎng)。

內(nèi)蒙古烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好綠色電站儲能單元 攝影：徐強

　　在調(diào)度大廳的寬幅監(jiān)測屏上，信息急速流轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)實時閃爍，電流在數(shù)公里之外的風(fēng)光儲設(shè)備間涌動，精準配合著電網(wǎng)間隔3秒的調(diào)度指令。

　　在這里，依據(jù)“高比例儲能”和“智慧調(diào)控”研究開發(fā)了新一代電網(wǎng)友好綠色電站智慧聯(lián)合集控中心“中樞大腦”，形成“可測、可控、可調(diào)、可支撐”的風(fēng)光儲一體化調(diào)控運行新機制。目前，該電站已參與蒙西電網(wǎng)頂峰供電、系統(tǒng)調(diào)峰，助力草原“風(fēng)光”無限。