廣東佛山，9條鋰電池技術(shù)路線在寶塘儲能電站“同臺比武”，裝機規(guī)模約占粵港澳大灣區(qū)新型儲能總量的1/5;
湖北應城，世界首臺(套)300兆瓦級壓縮空氣儲能電站并網(wǎng)，利用廢棄鹽穴作為儲氣庫，單次儲存的電量可供一座中小城市連續(xù)用電5小時;
江蘇如東，國內(nèi)首個100兆瓦時重力儲能項目加緊建設，一棟高148米的儲能塔將通過提升和下放重力塊，進行儲放電……
今年以來，新型儲能的不同技術(shù)路線持續(xù)落地。新型儲能是指除抽水蓄能外，以輸出電力為主要形式并對外提供服務的儲能技術(shù)，包括電化學儲能、壓縮空氣儲能、重力儲能等。它們可改變電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的即發(fā)即用方式，好比“超級充電寶”，新能源大發(fā)或者用電低谷時充電，新能源出力小或者用電高峰時放電，有利于促進新能源開發(fā)消納和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
今年的《政府工作報告》提出，“發(fā)展新型儲能”。截至今年一季度末，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3530萬千瓦/7768萬千瓦時，較2023年一季度末增長超過210%。當前新型儲能發(fā)展呈現(xiàn)哪些特點?還面臨哪些挑戰(zhàn)?記者進行了采訪。
裝機規(guī)模快速增長，技術(shù)創(chuàng)新不斷突破，應用場景更加豐富
湖北應城300兆瓦壓縮空氣儲能電站，地下500米處，擁有150多萬立方米儲氣空間的地下廢棄鹽穴，正進行注氣排鹵調(diào)試。
“鹽穴是地下鹽層被開采后形成的腔穴，具備密閉性好、使用壽命長、占地少等優(yōu)勢，是儲氣的理想場所。”中國能建數(shù)科集團副總經(jīng)理李峻說，目前壓縮空氣儲能電站的單位建設成本一般在每千瓦6000元至8000元，正逐步接近抽水蓄能電站的建設成本。
5月11日，隨著1萬千瓦時電量從電池集裝箱內(nèi)全部送出，廣西伏林鈉離子電池儲能電站成功投運。這是我國鈉離子電池儲能技術(shù)首次實現(xiàn)規(guī)模化應用。
南方電網(wǎng)廣西電力科學研究院技術(shù)專家唐彬介紹，相比鋰離子電池，鈉離子電池資源來源廣泛、儲量豐富、價格低廉;而且可以在零下40攝氏度至80攝氏度的環(huán)境下工作，使用范圍更廣。目前該電站的鈉離子電池儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率超過92%。
風電光伏發(fā)電間歇性、波動性大，大規(guī)模、高比例接入需要儲能等調(diào)節(jié)性電源作為支撐。和受選址要求高、建設周期長等因素影響的抽水蓄能不同，新型儲能具有布局靈活、建設周期短、響應速度快等優(yōu)勢。
近年來，新型儲能日益成為我國建設新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的重要支撐——
裝機規(guī)模快速增長。2023年，新型儲能新增裝機規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，是“十三五”末裝機規(guī)模的近10倍。新型儲能電站建設逐步呈現(xiàn)集中式、大型化趨勢，截至今年一季度末，10萬千瓦以上的項目裝機占比為54.8%。
技術(shù)創(chuàng)新不斷突破。電力規(guī)劃設計總院副院長何肇介紹，雖然當前我國新型儲能技術(shù)路線仍以鋰離子電池儲能為主，占比超過95%，但各類新技術(shù)路線的工程化應用正在加快。去年以來，多個300兆瓦等級壓縮空氣儲能項目、100兆瓦等級液流電池儲能項目、兆瓦級飛輪儲能項目開工，重力儲能、液態(tài)空氣儲能、二氧化碳儲能等新技術(shù)落地。
應用場景更加豐富。走進合肥美的暖通設備有限公司，屋頂光伏板、地面儲能箱整齊排列。“低谷電價或者光伏大發(fā)時儲電、高峰電價時放電，去年11月投運以來，累計節(jié)約電費超過100萬元。”公司工程部長徐波說。眼下，合肥正推進肥西電網(wǎng)9個用戶側(cè)儲能項目建設，預計6月底前建成10萬千瓦時的儲能調(diào)峰資源池，助力迎峰度夏。
用戶側(cè)，可降低用能成本、提高用能質(zhì)量;電源側(cè)，加快推動系統(tǒng)友好型新能源電站建設，提升新能源并網(wǎng)友好性;電網(wǎng)側(cè)，提供調(diào)峰、調(diào)頻等多種服務，在電網(wǎng)薄弱區(qū)域增強供電保障能力……新型儲能可與電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷等各環(huán)節(jié)融合發(fā)展，提升能源清潔利用水平和電力系統(tǒng)運行效率。
加大研發(fā)力度，推進融合創(chuàng)新平臺建設，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展
儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游涉及原材料與設備，中游涉及儲能系統(tǒng)與集成，下游涉及電力系統(tǒng)儲能應用。國家能源局數(shù)據(jù)顯示，“十四五”以來，新增新型儲能裝機直接拉動投資超1000億元，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展。
遠景動力鄂爾多斯電池基地，經(jīng)過勻漿、涂布、輥壓、模切等多道工序，一塊塊藍色方形電芯陸續(xù)下線，隨后將轉(zhuǎn)運至遠景儲能在河北、甘肅等地的裝配基地，組裝成一個個20尺5兆瓦時集裝箱儲能系統(tǒng)。
“單個儲能集裝箱能儲存5000千瓦時電量。相比市場主流的20尺3.35兆瓦時儲能系統(tǒng)，單位體積容量更大，占地面積能減少約40%，循環(huán)壽命突破1萬次，全生命周期度電成本下降約30%。”遠景集團高級副總裁田慶軍告訴記者，今年一季度，遠景儲能出貨量超過1.2吉瓦時，同比增長50%以上。
田慶軍介紹，新型儲能正向大容量、高密度、超安全、長循環(huán)、智能化方向升級。“未來新型儲能還有很大技術(shù)進步空間，鋰電池儲能度電成本有望降至0.1元以下。屆時，‘不穩(wěn)定的新能源+新型儲能調(diào)節(jié)’的度電成本有望降至0.3元以下，相比煤電具備成本競爭力，推動實現(xiàn)碳達峰碳中和。”
與此同時，新型儲能產(chǎn)業(yè)部分核心部件和關(guān)鍵材料技術(shù)仍需攻克，產(chǎn)業(yè)鏈基礎和完備性還有待提升。眼下，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)、科研機構(gòu)、高等院校等持續(xù)開展新型儲能技術(shù)創(chuàng)新、應用布局等方面的研究，推動產(chǎn)業(yè)體系日趨完備。
——關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)力度持續(xù)加大。
膨脹機是壓縮空氣儲能的關(guān)鍵設備之一，要在高壓、高負荷、高轉(zhuǎn)速下高效運轉(zhuǎn)，存在較高技術(shù)壁壘。“我們牽頭各大科研院所、頭部裝備企業(yè)，協(xié)同開展技術(shù)攻關(guān)與工程實踐，攻克大容量、高參數(shù)、超長時空氣壓縮/膨脹機組工藝設計等國際空白技術(shù)，實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)裝備100%國產(chǎn)化。”李峻介紹。
近年來，300兆瓦等級壓縮空氣儲能主機設備、全國產(chǎn)化液流電池隔膜、單體兆瓦級飛輪儲能系統(tǒng)等實現(xiàn)突破，助力我國儲能技術(shù)達到世界先進水平。
——融合創(chuàng)新平臺建設加速推進。
廣州白云區(qū)，機器轟鳴、構(gòu)架吊裝，一座專門用于新型儲能產(chǎn)品測試的220千伏變電站即將建成。“建成后，研發(fā)團隊和廠家可以在這里完成真實場景測試，讓產(chǎn)品快速走向市場。”國家地方共建新型儲能創(chuàng)新中心副總經(jīng)理、南網(wǎng)科技公司首席技術(shù)專家劉石介紹。
作為新型儲能領(lǐng)域唯一一個國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，國家地方共建新型儲能創(chuàng)新中心由廣東省政府和南方電網(wǎng)牽頭，聯(lián)合13家新型儲能材料、芯片、電池等上下游企業(yè)共同組建，打通“實驗室—制造—市場”的創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
中國能建中電工程儲能工程技術(shù)研究院院長戚宏勛認為，新型儲能產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段，技術(shù)創(chuàng)新是推動產(chǎn)業(yè)進步的關(guān)鍵。要積極開展儲能新材料、新技術(shù)、新裝備攻關(guān)，推動產(chǎn)學研用各環(huán)節(jié)有機融合，加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，積極探索新型儲能應用市場。
完善新型儲能政策體系，引導各類儲能科學配置和調(diào)度運用
江蘇今年迎峰度夏前將新增約400萬千瓦新型儲能并入國家電網(wǎng)，滿足電力保供及電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求;廣東計劃到2025年新型儲能產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入達到6000億元，年均增長50%以上……作為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎裝備、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要支撐，新型儲能發(fā)展的市場前景廣闊。“今年新型儲能裝機占儲能裝機比例有望高于50%，超過抽水蓄能。”中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長陳海生說。
采訪中，記者也了解到，新型儲能接下來要實現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、市場化發(fā)展，仍需在安全、經(jīng)濟、綠色等方面下功夫。
安全風險防范這一底線需要守牢。隨著電池容量和密度提升，特別是電化學儲能串并聯(lián)的數(shù)量多，儲能電站的安全風險較為突出。清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院綠色儲能研究所所長陳永翀認為，需要進一步完善避免熱失控及燃燒爆炸的本質(zhì)安全控制技術(shù)，“在保障安全的基礎上，綠色也是未來新型儲能技術(shù)的發(fā)展方向，例如完善儲能電池易回收結(jié)構(gòu)設計和綠色回收技術(shù)，推動全生命周期綠色發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)國際競爭力。”
商業(yè)模式和政策機制有待進一步完善。記者在采訪中了解到，相比于抽水蓄能等傳統(tǒng)靈活性資源，新型儲能成本較高、收益模式單一，是制約其規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要因素。
南方電網(wǎng)儲能公司儲能科研院負責人陳滿分析道，當前，技術(shù)經(jīng)濟性相對較好的鋰離子電池的度電成本仍高于抽水蓄能成本;鈉離子儲能尚在產(chǎn)業(yè)化應用初期，原材料的成本優(yōu)勢有待產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展后方能顯現(xiàn);飛輪、重力等類型新型儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化程度低，技術(shù)經(jīng)濟性尚不可比。
與此同時，新型儲能參與中長期交易、現(xiàn)貨交易等市場規(guī)則還在逐步完善中，存在市場收益偏低等情況。不少采訪對象建議，加快推進電力市場體系建設，充分考慮合理容量需求、價格可承受上限、電價疏導渠道等因素，健全電網(wǎng)側(cè)新型儲能“容量電價+電量電價”形成機制等;創(chuàng)新商業(yè)模式和應用場景，探索共享儲能、云儲能、儲能聚合等商業(yè)模式應用。
“下一步，國家能源局將不斷完善新型儲能政策體系，鼓勵科技創(chuàng)新，持續(xù)推動新型儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)進步，不斷引導各類儲能科學配置和調(diào)度運用，支撐新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設。”國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長邊廣琦表示。
《 人民日報 》2024年05月22日 18 版 記者丁怡婷、張偉雄
作者：丁怡婷 張偉雄
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