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长时储能:驱动新能源时代的核心技术

长时储能:驱动新能源时代的核心技术 亚化储能
2024-10-28
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关注亚化储能

为实现2060年净零排放目标,各国纷纷推出长时储能(LDES)项目。例如,英国计划在2030年至2050年间部署20GW的长时储能项目,以保障能源灵活性;美国能源部(DOE)发布的“商业扩张之路”系列报告中指出了长时储能的必要性;此外,丹麦、爱尔兰、德国等国家也出现电力系统负荷较大,导致“峡谷曲线”带来的长时间的盈亏问题。随着新能源电源和电力电子设备的大规模接入,没有长时储能支撑,新型电力系统的构建将十分困难。长时储能技术在提高电网弹性、促进可再生能源电力消纳以及加强能源安全方面具有巨大潜力。

风电和光电未来将成为全球主要的供电来源,根据仿真分析,一年有8760个小时,而真正有效的光照时间只有1200小时左右,有效的风力发电时间约为2000小时。剩下的无风无光的时间,需要通过长时储能来保障。因此当电力系统中风电和太阳能发电量占比超过50%时,需要解决数天、数周乃至跨的电力平衡问题。由于锂电的2至4小时的短时储能不具备相应的支撑能力,大规模长周期储能的作用显得尤为重要。长时储能不仅能在季节性气候或极端天气下提供更长时间的电力安全保障储备,还能在跨天、跨周甚至跨的充放电循环中发挥关键作用。随着技术的不断进步和应用场景的扩展,长时储能已成为保障新能源电力系统安全稳定运行的关键解决方案之一。 

图片来源:Nature Communications 中国可再生能源发电内在的时空不确定性研究
截至2024年上半年,中国新型储能累计装机规模已达到107.9GWh,能存储1.079亿度电。以2023年北京为例,日平均用电量为3.7亿度,已装机的新型储能储存电量全部加起来,只够北京使用6个多小时。目前,新型储能装机97%为锂电,而大规模、长时间储电仍有很大难度。

中国已投运电力储能项目累计装机规模(截至20246月底),单位:MW%

数据来源:CNESA
储能的需求是多元且系统化的,其技术类型、特点和适应性各有不同。在实现“双碳”目标的背景下,70%以上的储能需求集中在大规模、长时间的容量型或能量型储能上。储能技术能否在长时间维度上平抑新能源发电带来的波动,保障季节性及极端天气下的电力供应能力至关重要。预计到2027年更多的电网侧长时储能实际需求和市场将集中在青海、宁夏、甘肃、新疆等西北地区。 昆工科技抢抓“双碳”和产业转型升级战略机遇,立足宁夏投建年产20GWh铝基铅炭长时储能电池项目,目前该项目正在如火如荼的建设中,项目一期10GWh将于2025年3月实现投产,将辐射我国西北地区以及“一带一路”沿线的中亚国家,拓展储能电池业务。 
这一项目不仅有助于缓解西北地区的电力压力,还将为区域能源结构优化、经济发展提供坚实保障。昆工科技凭借其多年的技术积累和市场经验,将在未来的储能领域占据一席之地,助力实现“双碳”目标。

宁夏一期年产10GWh铝基铅炭长时储能电池项目鸟瞰图
昆工科技大容量铝基铅炭长时储能电池在长时储能的主要技术路线对比中表现优异,其特点是高安全性、超过120小时的储能时长以及高性价比,已成为继锂电池后不可忽视的重要技术路线。该项技术是公司研发团队总结了市场上锂离子电池、铅炭电池、液流电池等主流电池的优缺点,凭借在电化学冶金及铝基铅合金复合材料电极制备领域多年的实践经验而成功研发的。
铝基铅炭储能电池具有生命周期环境负荷低、时长灵活、使用安全、无燃爆风险、循环性能好、无污染等特点。其残值回收率可达50%,电池的正负极材料及电解液均可回收,且回收工艺简单、技术成熟,电成本较低,经济性突出,是目前具有极大潜力的长时储能技术。
据国网能源研究院有限公司预测,2060年全社会用电量约为15.7万亿千瓦时,电源装机将超过67亿千瓦,非化石能源装机占比和发电量占比分别超过80%。其中,风能和太阳能发电装机将超过40亿千瓦,装机占比超过60%,发电量占比超过50%。因此,发展长时储能对于保障我国能源安全、推动能源绿色低碳转型以及促进能源高质量发展具有重要意义。
昆工科技产业园一期项目已成功建设并投产完整的储能电池生产线,并自主研发了高效适配的电池管理系统,涵盖了从电池单元到系统集成的全流程设计和优化。目前,昆工科技在云南昆明杨林工业园区已建成并成功运行“光储充”一体化示范项目,该项目集成了光伏发电、储能电池和充电设施,运行数据显示,实际负载放电时长超过10小时。铝基铅炭储能电池已具备为电力系统提供稳定的电力支持,同时提高系统的可靠性和灵活性的能力。
2024年6月,云南曲靖陆良工业园区的“光储”一体化示范项目也顺利建成并投入使用。该项目同样兼具光伏发电和储能功能,通过先进的电池管理系统,实现高效的能量转换和储存。这些示范项目不仅展示了新型储能技术在实际应用中的可行性,还通过详尽的运行数据和严格的测试反馈,充分验证了大容量铝基铅炭长时储能电池技术的先进性和可靠性。 

杨林厂区光储示范项目运行数据
储能技术作为能源转型的关键支撑,其发展趋势显示出对高安全、低成本、长寿命的迫切需求。这些需求不仅推动了储能技术的创新,也预示着储能技术的多元化发展。在非锂电化学和本质安全的新型储能技术中,铝基铅炭储能电池技术因其本安全、储能时长超过10小时、全寿命度电成本低等独特优势备受关注,能够满足新能源发展对储能技术的需求,其发展和应用前景广阔,商业潜力巨大,有望成为推动全球能源转型的关键力量。 


中国国际钒液流储能大会2024
China International Vanadium Flow Battery Energy Storage Conference 2024

近年来,全球全钒液流电池产业得到了快速发展。

在中国,2022年,百兆瓦级全钒液流电池储能调峰电站并网;2023年,钒电池项目层出不穷,规划产能超32GW/年;2024年上半年,钒电池新增规划产能超6GW/年,新增规划储能项目约1000MW/5000MWh,预计2024年钒电池储能新增并网规模将超过600MW。在海外,住友电工日本北海道17MW/51MWh电网项目与2022年投入运营;Invinity 加拿大艾伯塔省8.4 MWh全钒液流电池项目于2023年投入运营;2024年3月,Largo 宣布推进全钒液流电池业务,为北美钒液流电池市场带来创新和规模化。

未来,全球储能产业政策会有何新变化?钒液流储能项目投资有何新机遇?面对锂离子电池储能、钠离子电池储能等新型储能技术的竞争,全钒液流电池产业如何发展以占据更多市场?钒液流电池较高的成本压力下,如何进一步实现降本增效?产业链企业如何深化合作以实现共生发展?液流电池行业成长为资本市场带来哪些机会?

由亚化咨询主办的中国际钒液流储能大会2024将于2024年12月11日江苏苏州召开,将探讨储能行业政策与市场,钒电池技术与工艺,钒电池成本控制,钒电解液、电堆及其关键材料,投融资等议题。

主题
1. 国际液流电池产业政策与市场展望
2. 国内外重大储能安全事故案例分析
3. 全球全钒液流电池技术及应用
4. 全钒液流电池的产业链发展
5. 液流电池生产设备
6. 钒电池技术发展与成本控制
7. 钒原料与电解液的清洁、低成本工艺
8. 短流程制备钒电解液最新进展
9. 钒电池电堆技术与储能系统优化
10. 液流电池用质子膜产业化最新进展
11. 电极、双极板材料技术进展与前景

12. 产业投资基金助力液流电池产业发展

如果您有意向参与演讲、赞助或参会,欢迎您与我们联系:

赵经理19121570541(微信同号)

往期精彩回顾:第二届液流储能电池技术与产业发展论坛2024圆满召开!

《亚化液流电池供应链交流群》正式建立,欢迎液流电池上中下游产业链企业(离子交换膜、电极、双极板、集流体电极框、密封等组件)储能设备供应商、系统集成商,电力公司、高校科研单位能源服务公司等行业朋友的加入,入群请备注公司名称、姓名、手机等信息。



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亚化储能
电化学储能、新型长时储能,锂离子电池、全钒液流电池、钒电池、液流电池、固态电池。氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、卤化物固态电解质,磷酸铁锂、富锂锰基材料、硅负极。
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亚化储能 电化学储能、新型长时储能,锂离子电池、全钒液流电池、钒电池、液流电池、固态电池。氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、卤化物固态电解质,磷酸铁锂、富锂锰基材料、硅负极。
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