通常來說,新型儲能是指除抽水蓄能以外的新型儲能技術(shù),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(zhì)量、規(guī)模化發(fā)展新型儲能?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(yīng)用,再加上煤電面臨轉(zhuǎn)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,風電光伏發(fā)電出力大減,電力供應(yīng)由誰來保障?
儲能的作用可以通俗理解為“充電寶”, 風電、光伏大發(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(wù),提高電力系統(tǒng)的靈活性。
新型儲能建設(shè)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(shù)規(guī)模化應(yīng)用勢在必行。
看建設(shè)周期,抽水蓄能電站建設(shè)周期通常為6 至8 年,新型儲能中的電化學儲能項目建設(shè)周期為3 至6 個月,新型壓縮空氣儲能項目建設(shè)周期一般為1.5 至2 年。
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(cè)大規(guī)模、系統(tǒng)級應(yīng)用;新型儲能單站體量可大可小,環(huán)境適應(yīng)性強,能夠靈活部署于電源、電網(wǎng)和用戶側(cè)等各類應(yīng)用場景,可以作為抽水蓄能的增量補充。
再看調(diào)節(jié)能力,新型電化學儲能的反應(yīng)速度快,可以做到毫秒至秒級的響應(yīng)。
“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(zhì)性進步。鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術(shù)已達到世界領(lǐng)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(shù)為例,近年來,電池安全性、循環(huán)壽命和能量密度等關(guān)鍵技術(shù)指標得到大幅提升,應(yīng)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 至3 倍、應(yīng)用成本下降超過60%。
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)?;?、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(zhì)安全的目標,管控不當?shù)脑捰腥紵L險。未來需要發(fā)展本質(zhì)安全技術(shù),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。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。
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(shù)標準、管理、監(jiān)測、評估體系,保障新型儲能項目建設(shè)運行的全過程安全。
成本方面,以目前占據(jù)主流的電化學儲能為例,按照現(xiàn)在普遍的成本計算,即使日均兩充兩放,全壽命周期單次充放度電成本超過0.5 元/千瓦時。不僅如此,加大安全投入也會增加儲能項目成本。建議面向電力系統(tǒng)應(yīng)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(shù)研發(fā)。
除了安全和成本問題,當前新型儲能發(fā)展還面臨一些問題,例如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;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。
儲能應(yīng)用場景很豐富,每種場景的性能要求各不相同,有的對功率要求高、有的對容量需求大,儲能技術(shù)各有特點,未來多種儲能路線將并行發(fā)展。
盡管如此,‘高安全、低成本、可持續(xù)’是所有儲能技術(shù)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(jié)合的綠色儲能技術(shù)創(chuàng)新體系。
原標題:新型儲能究竟是什么?