這種壓縮空氣儲能是新型儲能“家族”中的一員。日前,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出,到2025年,新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件。
新型儲能究竟是啥?和我們有什么關系?經(jīng)社君帶您一起了解。
圖為位于浙江紹興上虞的35千伏中壓直掛式儲能項目。
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什么是新型儲能?
通常來說,新型儲能是指除抽水蓄能以外的新型儲能技術,包括新型鋰離子電池、液流電池、飛輪、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等。
為什么要高質量規(guī)?;l(fā)展新型儲能?
專家表示,這是當前新能源開發(fā)規(guī)模快速增加、負荷峰谷差持續(xù)拉大背景下,提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、保障電力系統(tǒng)安全運行的必然需求。
要知道,風電、光伏都是“看天吃飯”,其發(fā)電具有波動性、間歇性,“極熱無風”“極寒無光”。隨著未來大規(guī)模、高比例應用,再加上煤電面臨轉型、新增裝機規(guī)模趨緩,如果遇到無風無光、陰冷冰凍的極端天氣,電力供應誰來保障?
儲能的作用可以通俗理解為“充電寶”,風光大發(fā)時或者用電低谷時充電,風光出力小或者用電高峰時放電。既能平滑不穩(wěn)定的光伏發(fā)電和風電,提高可再生能源占比,也能配合常規(guī)火電、核電等電源,為電力系統(tǒng)運行提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務,提高電力系統(tǒng)的靈活性。
3月20日,位于浙江紹興的35千伏紅星變電站內(nèi),最后4臺集裝箱式電池組被起吊機吊裝至預定位置。至此,浙江首個35千伏電網(wǎng)側直掛式儲能電站進入并網(wǎng)投運倒計時。“儲能電站的最大功率為6兆瓦,可支持約3000臺家用2匹空調(diào)同時工作2小時。”國網(wǎng)紹興市上虞區(qū)供電公司副總工程師陳岳峰介紹,根據(jù)測算,儲能電站建成后,上虞220千伏道墟變電站的峰谷差率將從現(xiàn)在的43.5%降至35.4%,有助于削峰填谷、平滑負荷曲線。
圖為江西省宜春市遠東電池有限公司的工作人員在生產(chǎn)線上趕制鋰電池產(chǎn)品。
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新型儲能有啥優(yōu)勢?
“新型儲能建設周期短、選址簡單靈活、調(diào)節(jié)能力強,與新能源開發(fā)消納的匹配性較好,優(yōu)勢逐漸凸顯,加快推進先進儲能技術規(guī)?;瘧脛菰诒匦小?rdquo;國家能源局有關負責人介紹。
看建設周期,抽水蓄能電站建設周期通常為6至8年,新型儲能中的電化學儲能建設周期3至6個月,新型壓縮空氣建設周期一般為1.5至2年。
看選址和應用場景,“抽水蓄能電站選址往往需要找地勢落差較大的地方,但容量效益強、單站規(guī)模大,適宜電網(wǎng)側大規(guī)模、系統(tǒng)級應用;新型儲能單站體量可大可小,環(huán)境適應性強,能夠靈活部署于電源、電網(wǎng)和用戶側等各類應用場景,可以作為抽水蓄能的增量補充。”國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所副所長黃碧斌介紹。
再看調(diào)節(jié)能力,新型電化學儲能的反應速度快,可以做到毫秒至秒級的響應。
國家能源局有關負責人介紹,“十三五”以來,我國新型儲能實現(xiàn)由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡,實現(xiàn)了實質性進步。鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術已達到世界領先水平,2021年底新型儲能累計裝機超過400萬千瓦。
以電化學儲能技術為例,近年來,電池安全性、循環(huán)壽命和能量密度等關鍵技術指標得到大幅提升,應用成本快速下降。“近5年,鋰電池能量密度提高了1倍以上,循環(huán)壽命提高了2—3倍,應用成本下降超過60%。”黃碧斌舉例。
未來,新型儲能的發(fā)展空間廣闊。中科院電工研究所儲能技術研究組組長陳永翀說,盡管我國的儲能裝機規(guī)模世界第一,但儲能與風電光伏新能源裝機規(guī)模的比例不到7%;相對而言,國際其他國家和地區(qū)的平均儲新比已達15.8%。隨著新能源發(fā)電規(guī)模的快速增加,我國的儲新比還有很大的增長空間。
圖為工作人員在南京江北儲能電站巡視,該電站已進入設備驗收階段,預計今年5月正式投運。
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未來如何發(fā)展新型儲能?
《實施方案》提出“市場主導、有序發(fā)展”的基本原則,明確新型儲能獨立市場地位,并提出充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用。陳永翀認為,這是文件亮點之一,“過去,新型儲能更多是作為火電廠的一部分輔助參與調(diào)頻,明確獨立市場地位后,未來結合電價政策的出臺,新型儲能可以獨立參與并網(wǎng)調(diào)度、交易結算等,有利于加快新型儲能的市場化步伐。”
新型儲能優(yōu)勢頗多、迎來發(fā)展機遇,但在業(yè)內(nèi)看來,未來規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、市場化發(fā)展,至少有安全和成本“兩道坎”要跨過。
安全是新型儲能發(fā)展的底線。“目前鋰電儲能系統(tǒng)還沒有達到本質安全的目標,管控不當?shù)脑捰腥紵L險。”陳永翀認為,未來需要發(fā)展本質安全技術,即在電池熱失控之前就要做到內(nèi)部安全可控,不能依賴熱失控后的外部消防措施。黃碧斌認為,新型儲能模塊、電池柜等方面的安全標準、安全風險評估流程尚需完善和規(guī)范。
對此,《實施方案》提出,加強新型儲能安全風險防范,明確新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)安全責任主體,建立健全新型儲能技術標準、管理、監(jiān)測、評估體系,保障新型儲能項目建設運行的全過程安全。
成本方面, 專家建議面向電力系統(tǒng)應用場景需求,加快推動長壽命、低成本、高安全、高效率的先進電化學儲能材料,以及大容量、長時間的新型儲能技術研發(fā)。
“當前有關部門已出臺加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見、‘十四五’實施方案等,鼓勵儲能項目通過電力市場疏導成本、獲取收益。但目前參與市場的準入條件、交易機制等細則尚未明確,各側儲能缺乏成熟的商業(yè)模式,企業(yè)安裝儲能的積極性并不高。”黃碧斌建議,進一步細化電網(wǎng)側獨立儲能參與市場機制,完善電網(wǎng)側替代性儲能價格疏導機制,完善峰谷電價、尖峰電價政策,優(yōu)化峰谷電價價差,為用戶側儲能發(fā)展創(chuàng)造空間。
除了安全和成本問題,陳永翀認為,當前新型儲能發(fā)展還面臨著一些地方要求新能源強制配套儲能,但新能源配儲比例不科學的問題;另外,新型儲能調(diào)用少、利用率低,需要進一步明確新型儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)接入和調(diào)度標準等。
新型儲能的技術路線呈現(xiàn)多元化,國家能源局有關負責人介紹,《實施方案》對新型儲能技術創(chuàng)新加強戰(zhàn)略性布局和系統(tǒng)性謀劃,提出研發(fā)儲備技術方向,鼓勵不同技術路線“百花齊放”,同時兼顧創(chuàng)新資源的優(yōu)化配置,“此外,還要堅持示范先行的原則,避免‘一刀切’上規(guī)模,積極開展技術創(chuàng)新、健全市場體系和政策機制方面的試點示范,通過示范應用帶動技術進步和產(chǎn)業(yè)升級。”
“‘高安全、低成本、可持續(xù)’是所有儲能技術發(fā)展的共同目標。要加快建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研用相結合的綠色儲能技術創(chuàng)新體系。”陳永翀說。
原標題:大型“充電寶”來了 未來如何高質量發(fā)展新型儲能?