伴隨著風電和光伏發(fā)電的發(fā)展,電力系統(tǒng)對于平滑輸出、調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)的需求明顯增長,儲能作為新增的靈活性調(diào)節(jié)資源,將在高比例可再生能源的電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。近日,國際環(huán)保組織綠色和平發(fā)布了《電力系統(tǒng)脫碳的關(guān)鍵路徑-電化學儲能技術(shù)創(chuàng)新趨勢報告》(下稱“報告”),從四種電化學儲能技術(shù)路線出發(fā),拆解其上下游產(chǎn)業(yè)鏈,細致呈現(xiàn)了不同環(huán)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀和市場結(jié)構(gòu)。報告從安全、成本、性能、環(huán)境友好四個方面,挖掘可以提升電化學儲能的性能以更好地支撐新型電力系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù),并進一步梳理了掌握創(chuàng)新技術(shù)的國內(nèi)外公司及其發(fā)展情況。
電力系統(tǒng)脫碳儲能迎來巨大機遇
中國從2020年底向國際做出“雙碳承諾”至今,已兩年有余,《2030年前碳達峰行動方案》明確,到2030年風電、光伏要實現(xiàn)裝機容量12億千瓦的目標,可見高比例可再生能源是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢,風電和光伏發(fā)電將從補充能源逐漸演變?yōu)橹髁δ茉础?br />
但是風光等可再生能源具有波動性、間歇性的特點,受天氣影響大,無風無光的情況下供能跟不上,而發(fā)電量劇增的情況下電網(wǎng)可能無法消納。因此電力系統(tǒng)對于平滑輸出、調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)的需求明顯增長,而儲能作為新增的靈活性調(diào)節(jié)資源,將在高比例可再生能源的電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
儲能的應(yīng)用場景
儲能技術(shù)不僅可提高常規(guī)發(fā)電和輸電的效率、安全性和經(jīng)濟性,也是實現(xiàn)可再生能源平滑波動、調(diào)峰調(diào)頻,滿足可再生能源大規(guī)模接入的關(guān)鍵技術(shù)之一。中國目前最為成熟的電力儲能技術(shù)是抽水蓄能,但選址受地理因素限制較大且施工周期較長,在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用受限,而以電化學為代表的新型儲能具有調(diào)節(jié)速度快、布置靈活、建設(shè)周期短等特點,已成為提升電力系統(tǒng)可靠性的重要手段。
國家已經(jīng)在源、網(wǎng)、荷三個層面給予儲能發(fā)展多項政策支持,但技術(shù)才是促進產(chǎn)業(yè)進步的根源。目前各類電化學儲能技術(shù)尚處于商業(yè)化早期或示范階段,各類電化學儲能技術(shù)都有其局限性,在性能提升與成本下降上有非常大的空間。尚沒有一種儲能技術(shù)可以適用于所有應(yīng)用場景,短時間內(nèi)不會出現(xiàn)“一統(tǒng)江湖”的儲能技術(shù),各類技術(shù)路線也需要在不斷發(fā)展的過程中由市場來檢驗。
主流電化學儲能技術(shù)路線的創(chuàng)新趨勢
報告指出,電化學儲能產(chǎn)業(yè)具備三大特點,分別是產(chǎn)業(yè)鏈長且復雜、市場參與者背景多元,以及所涉技術(shù)橫跨材料、物理、化學、電力工程等多個學科,綜合性強。因此報告所總結(jié)出的主流電化學儲能技術(shù)路線的創(chuàng)新趨勢,也是一個將這些特點悉數(shù)考慮進來的復雜議題。
報告分析了電化學儲能產(chǎn)業(yè)從上游的電池到下游的回收五大環(huán)節(jié)的創(chuàng)新機遇,電池環(huán)節(jié)包括鋰電池、鈉離子電池、全釩液流電池以及鋅溴液流電池,中間環(huán)節(jié)有儲能變流器,電池管理和能量管理系統(tǒng),儲能系統(tǒng)應(yīng)用,最后到電池回收環(huán)節(jié)。報告分析了這五個環(huán)節(jié)的整體現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈細分、挑戰(zhàn)、創(chuàng)新方向和創(chuàng)新技術(shù),描繪出了一幅電化學儲能創(chuàng)新趨勢全景圖。
儲能產(chǎn)業(yè)鏈簡圖
報告還梳理了儲能產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外公司及其投融資情況。據(jù)CNESA不完全統(tǒng)計,2021年國家與地方出臺儲能相關(guān)政策達300多項,僅鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈投資計劃已經(jīng)超過了1.2萬億。展望未來儲能融資趨勢,前瞻性儲能技術(shù),如鈉離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、氫能等技術(shù)的投資更受到一級市場的青睞。
原標題:最新報告:電化學儲能技術(shù)——電力系統(tǒng)脫碳之路的重要方向