用电高峰时,再释放空气,推动空气透平发电。
在江苏金坛盐穴压缩空气储能项目,地下千米的盐穴化身大型“充电宝”,一个储能周期可存储电量30万度,相当于6万居民一天的用电量。
这种压缩空气储能是新型储能“家族”中的一员。最近,我国印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件。
那么,新型储能究竟是什么?“十四五”时期要如何发展?
通常来说,新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术,包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等。
当然,传统抽水蓄能也并非“昨日黄花”,抽水蓄能仍然是当前技术最成熟、经济性最优的储能技术,已形成清晰的商业模式,适合规模化开发建设。
要知道,风电、光伏都是“看天吃饭”,其发电具有波动性、间歇性,“极热无风”“极寒无光”。随着未来大规模、高比例应用,再加上煤电面临转型、新增装机规模趋缓,如果遇到无风无光、阴冷冰冻的极端天气,风电光伏发电出力大减,电力供应由谁来保障?
储能的作用可以通俗理解为“充电宝”, 风电、光伏大发时或者用电低谷时充电,风电出力小或者用电高峰时放电。既能平滑不稳定的光伏发电和风电,提高可再生能源占比,也能配合常规火电、核电等电源,为电力系统运行提供调峰调频等辅助服务,提高电力系统的灵活性。
新型储能建设周期短、选址简单灵活、调节能力强,与新能源开发消纳的匹配性较好,优势逐渐凸显,加快推进先进储能技术规模化应用势在必行。
比如建设周期:抽水蓄能电站建设周期通常为6至8年,新型储能中的电化学储能项目建设周期为3至6个月,新型压缩空气储能项目建设周期一般为1.5至2年。
再比如选址和应用场景:抽水蓄能电站选址往往需要找地势落差较大的地方,但容量效益强、单站规模大,适宜电网侧大规模、系统级应用;新型储能单站体量可大可小,环境适应性强,能够灵活部署于电源、电网和用户侧等各类应用场景,可以作为抽水蓄能的增量补充。
再看调节能力,新型电化学储能的反应速度快,可以做到毫秒至秒级的响应。
当前,我国新型储能实现由研发示范向商业化初期过渡,实现了实质性进步。锂离子电池、压缩空气储能等技术已达到世界领先水平。
宁德时代
比如电化学储能技术,近5年,以宁德时代为代表的锂电池能量密度提高了1倍以上、循环寿命提高了2至3倍、应用成本下降超过60%。
过去,新型储能更多是作为火电厂的辅助参与调频,明确独立市场地位后,未来结合电价政策的出台,新型储能可以独立参与并网调度、交易结算等,有利于加快新型储能的市场化步伐。
不过有个现象需要得到重视:目前建设的新型储能项目80%以上都是锂离子电池,占比最高。2021年,中国新增投运的新型储能项目中,装机规模排名前十位的储能技术提供商依次为:宁德时代、中储国能、亿纬动力、鹏辉能源、南都电源、海基新能源、力神、远景动力、中创新航和中天科技。2021年,中国新增投运的新型储能项目中,装机规模排名前十位的储能PCS提供商,依次为:上能电气、科华数能、索英电气、南瑞继保、阳光电源、盛弘股份、华自科技、智光储能、汇川技术和许继。
其他类型,例如液流电池、铅酸电池、储热蓄冷等占比较小。锂电储能综合性能较好,但仍需进一步解决安全问题和资源回收问题;液流电池安全,也方便回收再生,但系统成本较高。
储能新贵:全钒液流电池
与锂资源不同的是,中国是钒资源大国,储量居世界首位,定价权也在我国自己的手里,更具主动性。
全钒液流电池是液流电池的一种,利用钒离子价态的变化实现电能储存和释放。其在常温常压下运行,电解液为水溶液,反应过程只涉及钒离子价态的变化,电解液可以循环再生,与锂离子电池等相比,全钒液流电池较为安全。全钒液流电池循环次数高,达15000次以上,寿命可长达20年。
全钒液流电池工作原理示意图
据报道,国家电网、国家电投、国家能源集团、华电集团、大唐集团、上海电气等都曾涉足过全钒液流电池的项目。国内较早投运的全钒液流电池系统是原国电龙源卧牛石风电储能项目以及大连液流电池储能调峰电站国家示范项目,这两个项目都使用了中国科学院大连化学物理研究所的液流电池技术。上海电气2021年中报显示,由上海电气自主研发制造的1MW/1MWh全钒液流电池储能电站在广东汕头市濠江区风电产业园顺利通过验收。
据报道,以市值超470亿元的钒制品龙头钒钛股份和大连融科储能为代表的全钒液流电池产业链的上中下游龙头正与钒钛之都攀枝花合力打造“中国钒电之都”。
2022年10月,钒钛股份与大连融科签署《合资协议》,共同投资3161万元成立四川钒融储能科技有限公司,其中钒钛股份占注册资本的51%,大连融科占注册资本的49%。
无论如何,新型蓄能已经不可阻挡。
同时,新型储能也是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑,也是参与国际竞争的重要渠道。
目前,以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的绿色储能技术创新体系正在形成。
新型储能,未来可期。
原标题:新型储能究竟是什么?如何发展?