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长时储能何以成为热门话题?

长时储能何以成为热门话题? 华若汀电能先锋
2023-08-30
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来源:中国能源报

长时储能系统在常规储能系统的基础上,具备跨越多天、多月甚至季节的充放电循环能力,能够有效调节电网的灵活性,满足新型电力系统负荷增长的需求。



近期,长时储能备受关注。四川雅砻江两河口混合式抽水蓄能电站的可行性研究报告已通过审查,我国西部地区最大容量的哇让抽蓄电站已开始建设,福建仙游木兰抽水蓄能电站项目获得批准,青海液态空气储能示范项目已开工,张家口300兆瓦先进压缩空气储能示范电站的可研评审也通过了。在储能市场快速发展的背景下,长时储能作为同时具备安全性和调节灵活性的解决方案,迎来了战略发展期。

近期,在中关村储能技术产业联盟主办的“长时储能技术与新能源消纳”论坛上,与会专家一致认为,随着新能源比例的不断增加,对储能时长的需求也越来越长。长时储能系统在普通储能系统的基础上,具备跨越多天、多月甚至季节的充放电循环能力,能够有效调节电网的灵活性,满足新型电力系统负荷增长的需求。


新能源消纳更具优势

据业内人士指出,在新能源产业快速发展的背景下,储能技术成为不可或缺的关键技术。尽管短时储能在一定条件下可以提高新能源利用率,但随着储能时间的逐步增加,效率会逐渐降低。不能简单地认为,增加储能容量就可以完全解决新能源消纳超过95%的问题,因为储能在特定时间段可能会出现饱和效应。特别是当风光发电在电力系统中占比达到50%至80%时,储能时长需要超过10小时以上。

“根据国网能源研究院能源战略与规划研究所所长鲁刚的分析,短时储能在新能源消纳过程中扮演了爬坡、顶峰和调峰等重要角色,但在不同阶段其作用会受到限制。当新能源比重达到一定程度时,储能只能存储电能而没有机会释放,这时候会出现一定的饱和效应。此外,随着新能源渗透率的提高,系统利用率的上限也会降低,因此在制定各地的利用率管控目标时,需要统筹考虑。从长期碳达峰和碳中和的路径来看,后期越来越需要长时储能的支持。

受访的业内专家表示,随着新能源发电渗透率不断提高,对长时储能的需求也在不断增加。相比于短时储能,长时储能具有多方面的综合优势,包括提升新能源消纳能力、为电网提供更大的灵活性、增加峰谷套利空间等。

根据沈阳微控新能源技术有限公司副总裁陈烨的观点,短时储能技术和长时储能技术在新能源消纳中发挥不同的作用。短时储能技术虽然储能时间较短,但具有较长的循环寿命,适用于频繁的调频、爬坡和顶峰应用场景。而长时储能技术主要解决调峰等需要在时空上迁移电能的问题。在新能源消纳过程中,这两种储能技术是互相补充的关系,将长期共同存在。


市场发展空间广阔

众多长时储能技术中,主要包括机械储能、化学储能、熔盐储能和热储能以及氢储能。其中,机械储能中的抽水蓄能和压缩空气储能具有潜力巨大的大规模运行能力,在未来发展前景广阔。

受到近年来有利政策的推动,抽水蓄能和压缩空气储能建设快速增长。根据《储能产业研究白皮书2023》,截至2022年底,我国已经投入运营的电力储能项目总装机容量达到了59.8GW,其中抽水蓄能占比高达77.1%。目前,我国正在建设和规划的压缩空气储能项目总装机容量约为6.9GW。



根据陈烨的观点,充放电效率和全生命周期度电成本是评估长时储能技术的主要指标。目前,抽水蓄能在全生命周期度电成本等方面仍具有优势。自2021年以来,我国相继推出了一系列政策来促进抽水蓄能的发展,近两年抽水蓄能建设呈现加速增长的趋势,并在电力储能容量占比方面保持优势。压缩空气储能和二氧化碳储能等空气储能技术的发展也较为迅速,但其规模化发展需要关注实际的充放电效率以及储能介质的存储方式等因素。

目前,陕鼓动力、东方电气、上海电气、中国能建等多家上市公司已经深入参与压缩空气储能产业链。虽然压缩空气储能设备需要根据需求进行定制,但随着核心装备在国内实现自主生产和技术不断更新,一旦设备实现规模化生产,投资成本有望降低,系统效率也将进一步提升。

目前,除了抽水蓄能之外,其他新型长时储能技术主要以示范项目形式存在,但在未来对新能源消纳方面的作用将越来越重要。压缩空气储能在未来的应用场景与抽水蓄能类似,主要应用于电网侧和电源侧。中储国能(北京)技术有限公司总经理纪律表示,压缩空气储能技术目前已经逐步成熟,但在后续产业化过程中,仍需要进一步提高系统性能,降低系统成本。同时,压缩空气储能的标准化体系建设工作已经启动,并且全产业链将进一步发展完善。


期待“同工同酬”

根据业内人士的普遍观点,未来在新型电力系统中,当新能源占比达到60%-70%时,长时储能将成为成本最低的灵活性解决方案。

对于瑞储能科技有限公司副总经理杨林来说,储能被视为一种商品,当性能满足需求时,最终取决于性价比,谁的成本更低,谁就有可能在市场上获得竞争优势。在众多长时储能技术中,抽水蓄能和压缩空气储能技术已经相对成熟,但这两种技术对地理位置的要求较为苛刻,且投资成本高、建设周期长。杨林表示:“最近几年,陆上抽水蓄能被广泛关注,未来它有可能与锂电池技术平分秋色。然而,目前陆上抽水蓄能还面临着降低关键部件生产成本等问题。”

鲁刚在讨论长时储能未来发展时表示,“十五五”末期,新能源市场对长时储能的需求将大幅增加,他建议企业提前布局和储备长时储能技术,并加快商业化应用的步伐。此外,长时储能在某种程度上不仅是调节性资源,也是充裕性资源,因此,在容量市场和调节市场的设计上,需要有相关部门设计一整套机制来支持长时储能的发展。

根据陈烨的观点,长时储能技术有着广阔的应用前景,各种技术路线都在快速发展。然而,要加快商业化应用的步伐,关键在于长时储能技术在度电成本等方面超过抽水蓄能,具备更好的经济价值。如果在容量电价等政策方面取得突破,实现不同储能技术的“同工同酬”,将有助于推动长时储能的商业化应用。

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