制图:汪哲平
用电低谷时,利用电能将空气压缩到盐穴中;用电顶峰时,再开释空气,推进空气透平发电。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式储能“家族”中的一员。日前,国家开展改革委、国家动力局印发的《“十四五”新式储能开展实施方案》(以下简称《实施方案》)提出,到2025年,新式储能由商业化初期步入规划化开展阶段,具备大规划商业化使用条件。
新式储能究竟是什么?“十四五”时期要怎么开展?记者进行了采访。
既能滑润不稳定的风电光伏,也能合作惯例火电等参加电力体系调峰调频
一般来说,新式储能是指除抽水蓄能以外的新式储能技能,包含新式锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等。
为什么要高质量、规划化开展新式储能?这是当时新动力开发规划快速增加、负荷峰谷差继续拉大背景下,提高电力体系调理能力、保证电力体系安全运转的必然需求。
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”。随着未来大规划、高比例使用,再加上煤电面对转型、新增装机规划趋缓,假如遇到无风无光、阴冷冰冻的极点气候,风电光伏发电出力大减,电力供应由谁来保证?
储能的效果能够浅显理解为“充电宝”,风电、光伏大发时或许用电低谷时充电,风景出力小或许用电顶峰时放电。既能滑润不稳定的光伏发电和风电,提高可再生动力占比,也能合作惯例火电、核电等电源,为电力体系运转提供调峰调频等辅助服务,提高电力体系的灵敏性。
3月20日,坐落浙江绍兴的35千伏红星变电站内,最后4台集装箱式电池组被吊装至预订位置。至此,浙江首个35千伏电网侧直挂式储能电站进入并网投运倒计时。“储能电站的最大功率为6兆瓦,可支持约3000台家用2匹空调一起作业2小时。”国网绍兴市上虞区供电公司副总工程师陈岳峰介绍,依据测算,储能电站建成后,上虞220千伏道墟变电站的峰谷差率将从现在的43.5%降至35.4%,有助于削峰填谷、滑润负荷曲线。
建造周期短,选址简略灵敏,调理能力强
“新式储能建造周期短、选址简略灵敏、调理能力强,与新动力开发消纳的匹配性较好,优势逐渐凸显,加速推进先进储能技能规划化使用势在必行。”国家动力局有关负责人介绍。
看建造周期,抽水蓄能电站建造周期一般为6至8年,新式储能中的电化学储能项目建造周期为3至6个月,新式压缩空气储能项目建造周期一般为1.5至2年。
看选址和使用场景,“抽水蓄能电站选址往往需求找地势落差较大的当地,但容量效益强、单站规划大,适宜电网侧大规划、体系级使用;新式储能单站体量可大可小,环境适应性强,能够灵敏布置于电源、电网和用户侧等各类使用场景,能够作为抽水蓄能的增量补充。”国网动力研究院新动力与统计研究所副所长黄碧斌介绍。
再看调理能力,新式电化学储能的反响速度快,能够做到毫秒至秒级的响应。
国家动力局有关负责人介绍,“十三五”以来,我国新式储能实现由研制演示向商业化初期过渡,实现了实质性前进。锂离子电池、压缩空气储能等技能已达到国际领先水平,2021年末新式储能累计装机超越400万千瓦。
以电化学储能技能为例,近年来,电池安全性、循环寿数和能量密度等关键技能指标得到大幅提高,使用本钱快速下降。“近5年,锂电池能量密度提高了1倍以上、循环寿数提高了2至3倍、使用本钱下降超越60%。”黄碧斌举例。
未来,新式储能的开展空间广阔。中科院电工研究所储能技能研究组组长陈永翀说,尽管我国的储能装机规划国际第一,但储能与风电光伏新动力装机规划的比例(简称“储新比”)不到7%;相对而言,其他国家和地区的均匀储新比已达15.8%。随着新动力发电规划的快速增加,我国储新比还有很大的增加空间。
鼓舞不同技能道路,“高安全、低本钱、可继续”是一起方针
《实施方案》提出“商场主导、有序开展”的基本准则,清晰新式储能独立商场位置,并提出充分发挥商场在资源配置中的决定性效果。“曩昔,新式储能更多是作为火电厂的辅助参加调频,清晰独立商场位置后,未来结合电价方针的出台,新式储能能够独立参加并网调度、交易结算等,有利于加速新式储能的商场化脚步。”陈永翀说。
新式储能优势颇多、迎来开展机遇,但在业界看来,未来规划化、产业化、商场化开展,至少有安全和本钱“两道坎”要跨过。
安满是新式储能开展的底线。“现在锂电储能体系还没有达到实质安全的方针,管控不当的话有焚烧爆炸危险。”陈永翀以为,未来需求开展实质安全技能,即在电池热失控之前就要做到内部安全可控,不能依赖热失控后的外部消防措施。黄碧斌以为,新式储能模块、电池柜等方面的安全规范、安全危险评估流程尚需完善和规范。
对此,《实施方案》提出,加强新式储能安全危险防范,清晰新式储能产业链各环节安全职责主体,建立健全新式储能技能规范、管理、监测、评估体系,保证新式储能项目建造运转的全过程安全。
本钱方面,以现在占据干流的电化学储能为例,黄碧斌介绍,按照现在遍及的本钱计算,即便日均两充两放,全寿数周期单次充放度电本钱超越0.5元/千瓦时。不仅如此,加大安全投入也会增加储能项目本钱。他建议,面向电力体系使用场景需求,加速推进长寿数、低本钱、高安全、高效率的先进电化学储能材料,以及大容量、长时间的新式储能技能研制。
一起,还要加速建立新式储能价格等本钱引导机制。“当时有关部门已出台加速推进新式储能开展的辅导意见、‘十四五’实施方案等,鼓舞储能项目经过电力商场引导本钱、获取收益。但现在参加商场的准入条件、交易机制等细则尚未清晰,各侧储能缺少老练的商业模式,企业安装储能的积极性并不高。”黄碧斌建议,进一步细化电网侧独立储能参加商场机制,完善电网侧代替性储能价格引导机制,完善峰谷电价、尖峰电价方针,优化峰谷电价价差,为用户侧储能开展发明空间。
除了安全和本钱问题,陈永翀以为,当时新式储能开展还面对一些问题,例如一些当地要求新动力强制配套储能,但新动力配储比例不科学;新式储能调用少、利用率低,需求进一步清晰新式储能体系的并网接入和调度规范等。
新式储能的技能道路呈现多元化,国家动力局有关负责人介绍,《实施方案》对新式储能技能创新加强战略性布局和体系性策划,提出研制储藏技能方向,鼓舞不同技能道路“百家争鸣”,一起统筹创新资源的优化配置,“此外,还要坚持演示先行的准则,积极开展技能创新、健全商场体系和方针机制方面的试点演示,经过演示使用带动技能前进和产业晋级。”
“现在建造的新式储能项目80%以上都是锂离子电池,占比最高;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收回问题;液流电池安全,也便利收回再生,但体系本钱较高。”陈永翀以为,储能使用场景很丰厚,每种场景的性能要求各不相同,有的对功率要求高、有的对容量需求大,储能技能各有特点,未来多种储能道路将并行开展。
“尽管如此,‘高安全、低本钱、可继续’是一切储能技能开展的一起方针。要加速建立以企业为主体、商场为导向、产学研用相结合的绿色储能技能创新体系。”陈永翀说。(来历:人民日报记者丁怡婷)
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