搶占新型儲能產業高地
動態2024-05-22
廣東佛山，9條鋰電池技術路線在寶塘儲能電站“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，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;
江蘇如東，國內首個100兆瓦時重力儲能項目加緊建設，一棟高148米的儲能塔將通過提升和下放重力塊，進行儲放電……
今年以來，新型儲能的不同技術路線持續落地。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的儲能技術，包括電化學儲能、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即用方式，好比“超級充電寶”，新能源大發或者用電低谷時充電，新能源出力小或者用電高峰時放電，有利于促進新能源開發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3530萬千瓦/7768萬千瓦時，較2023年一季度末增長超過210%。當前新型儲能發展呈現哪些特點?還面臨哪些挑戰?記者進行了采訪。
裝機規模快速增長，技術創新不斷突破，應用場景更加豐富
湖北應城300兆瓦壓縮空氣儲能電站，地下500米處，擁有150多萬立方米儲氣空間的地下廢棄鹽穴，正進行注氣排鹵調試。
“鹽穴是地下鹽層被開采后形成的腔穴，具備密閉性好、使用壽命長、占地少等優勢，是儲氣的理想場所。”中國能建數科集團副總經理李峻說，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1萬千瓦時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首次實現規模化應用。
南方電網廣西電力科學研究院技術專家唐彬介紹，相比鋰離子電池，鈉離子電池資源來源廣泛、儲量豐富、價格低廉;而且可以在零下40攝氏度至80攝氏度的環境下工作，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92%。
風電光伏發電間歇性、波動性大，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、響應速度快等優勢。
近年來，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。2023年，新型儲能新增裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，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，10萬千瓦以上的項目裝機占比為54.8%。
技術創新不斷突破。電力規劃設計總院副院長何肇介紹，雖然當前我國新型儲能技術路線仍以鋰離子電池儲能為主，占比超過95%，但各類新技術路線的工程化應用正在加快。去年以來，多個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工，重力儲能、液態空氣儲能、二氧化碳儲能等新技術落地。
應用場景更加豐富。走進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。“低谷電價或者光伏大發時儲電、高峰電價時放電，去年11月投運以來，累計節約電費超過100萬元。”公司工程部長徐波說。眼下，合肥正推進肥西電網9個用戶側儲能項目建設，預計6月底前建成10萬千瓦時的儲能調峰資源池，助力迎峰度夏。
用戶側，可降低用能成本、提高用能質量;電源側，加快推動系統友好型新能源電站建設，提升新能源并網友好性;電網側，提供調峰、調頻等多種服務，在電網薄弱區域增強供電保障能力……新型儲能可與電力系統源、網、荷等各環節融合發展，提升能源清潔利用水平和電力系統運行效率。
加大研發力度，推進融合創新平臺建設，帶動產業鏈上下游協同發展
儲能產業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，新增新型儲能裝機直接拉動投資超1000億元，帶動產業鏈上下游協同發展。
遠景動力鄂爾多斯電池基地，經過勻漿、涂布、輥壓、模切等多道工序，一塊塊藍色方形電芯陸續下線，隨后將轉運至遠景儲能在河北、甘肅等地的裝配基地，組裝成一個個20尺5兆瓦時集裝箱儲能系統。
“單個儲能集裝箱能儲存5000千瓦時電量。相比市場主流的20尺3.35兆瓦時儲能系統，單位體積容量更大，占地面積能減少約40%，循環壽命突破1萬次，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1.2吉瓦時，同比增長50%以上。
田慶軍介紹，新型儲能正向大容量、高密度、超安全、長循環、智能化方向升級。“未來新型儲能還有很大技術進步空間，鋰電池儲能度電成本有望降至0.1元以下。屆時，‘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，推動實現碳達峰碳中和。”
與此同時，新型儲能產業部分核心部件和關鍵材料技術仍需攻克，產業鏈基礎和完備性還有待提升。眼下，國內相關企業、科研機構、高等院校等持續開展新型儲能技術創新、應用布局等方面的研究，推動產業體系日趨完備。
——關鍵技術裝備研發力度持續加大。
膨脹機是壓縮空氣儲能的關鍵設備之一，要在高壓、高負荷、高轉速下高效運轉，存在較高技術壁壘。“我們牽頭各大科研院所、頭部裝備企業，協同開展技術攻關與工程實踐，攻克大容量、高參數、超長時空氣壓縮/膨脹機組工藝設計等國際空白技術，實現關鍵核心技術裝備100%國產化。”李峻介紹。
近年來，300兆瓦等級壓縮空氣儲能主機設備、全國產化液流電池隔膜、單體兆瓦級飛輪儲能系統等實現突破，助力我國儲能技術達到世界先進水平。
——融合創新平臺建設加速推進。
廣州白云區，機器轟鳴、構架吊裝，一座專門用于新型儲能產品測試的220千伏變電站即將建成。“建成后，研發團隊和廠家可以在這里完成真實場景測試，讓產品快速走向市場。”國家地方共建新型儲能創新中心副總經理、南網科技公司首席技術專家劉石介紹。
作為新型儲能領域唯一一個國家制造業創新中心，國家地方共建新型儲能創新中心由廣東省政府和南方電網牽頭，聯合13家新型儲能材料、芯片、電池等上下游企業共同組建，打通“實驗室—制造—市場”的創新鏈和產業鏈。
中國能建中電工程儲能工程技術研究院院長戚宏勛認為，新型儲能產業正處于快速發展階段，技術創新是推動產業進步的關鍵。要積極開展儲能新材料、新技術、新裝備攻關，推動產學研用各環節有機融合，加快創新成果轉化，積極探索新型儲能應用市場。
完善新型儲能政策體系，引導各類儲能科學配置和調度運用
江蘇今年迎峰度夏前將新增約400萬千瓦新型儲能并入國家電網，滿足電力保供及電網調節需求;廣東計劃到2025年新型儲能產業營業收入達到6000億元，年均增長50%以上……作為構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備、實現碳達峰碳中和目標的重要支撐，新型儲能發展的市場前景廣闊。“今年新型儲能裝機占儲能裝機比例有望高于50%，超過抽水蓄能。”中關村儲能產業技術聯盟理事長陳海生說。
采訪中，記者也了解到，新型儲能接下來要實現規模化、產業化、市場化發展，仍需在安全、經濟、綠色等方面下功夫。
安全風險防范這一底線需要守牢。隨著電池容量和密度提升，特別是電化學儲能串并聯的數量多，儲能電站的安全風險較為突出。清華四川能源互聯網研究院綠色儲能研究所所長陳永翀認為，需要進一步完善避免熱失控及燃燒爆炸的本質安全控制技術，“在保障安全的基礎上，綠色也是未來新型儲能技術的發展方向，例如完善儲能電池易回收結構設計和綠色回收技術，推動全生命周期綠色發展，提升產業國際競爭力。”
商業模式和政策機制有待進一步完善。記者在采訪中了解到，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、產業化發展的重要因素。
南方電網儲能公司儲能科研院負責人陳滿分析道，當前，技術經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;鈉離子儲能尚在產業化應用初期，原材料的成本優勢有待產業規模化發展后方能顯現;飛輪、重力等類型新型儲能技術產業化程度低，技術經濟性尚不可比。
與此同時，新型儲能參與中長期交易、現貨交易等市場規則還在逐步完善中，存在市場收益偏低等情況。不少采訪對象建議，加快推進電力市場體系建設，充分考慮合理容量需求、價格可承受上限、電價疏導渠道等因素，健全電網側新型儲能“容量電價+電量電價”形成機制等;創新商業模式和應用場景，探索共享儲能、云儲能、儲能聚合等商業模式應用。
“下一步，國家能源局將不斷完善新型儲能政策體系，鼓勵科技創新，持續推動新型儲能技術產業進步，不斷引導各類儲能科學配置和調度運用，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邊廣琦表示。
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