中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES”）在杭州國(guó)際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲(chǔ)能新發(fā)展”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線上注冊(cè)嘉賓將參加本屆CIES大會(huì)，儲(chǔ)能網(wǎng)視頻號(hào)線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測(cè)認(rèn)證、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月12日下午， 華電電力科學(xué)研究院有限公司綜合能源研究中心儲(chǔ)能研究所技術(shù)主管牟敏受邀在儲(chǔ)能電站建設(shè)與運(yùn)維專場(chǎng)分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用場(chǎng)景分析》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：
牟敏：各位同仁、專家下午好！
我來自華電電科院的牟敏，今天分享的內(nèi)容是新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景分析。
下面我將從幾個(gè)方面展開今天的講述。一個(gè)是新型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)。首先是雙碳的驅(qū)動(dòng)。早在2020年9月我們知道習(xí)總書記提出了雙碳目標(biāo)，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重大舉措。波動(dòng)性的新能源對(duì)靈活性的需求日益強(qiáng)烈，新型儲(chǔ)能是平抑電源波動(dòng)，聚合清潔能源，重構(gòu)新型電力系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)。因此，新型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
主要想從政策方面講一下政策方面的舉動(dòng)?！笆奈濉钡男滦蛢?chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案中提出了電源側(cè)加大力度發(fā)展新型儲(chǔ)能。主要體現(xiàn)在五個(gè)方面。友好的新型能源電站的建設(shè)，在新能源資源富集區(qū)重點(diǎn)布局一批配置合理的新型儲(chǔ)能，系統(tǒng)友好型新能源電站。
高比例的可再生能源的外送。通過風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化多能互補(bǔ)的模式，促進(jìn)大規(guī)模新能源跨省區(qū)的外送消納。沙戈荒大基地的風(fēng)光基地開發(fā)消納。
通過研究新型儲(chǔ)能的配置技術(shù)，合理規(guī)模化和運(yùn)行方式，從而支撐大規(guī)模新能源的發(fā)送。
促進(jìn)大規(guī)模海上風(fēng)電的開發(fā)消納，開展海上風(fēng)電新能源的研究，降低海上風(fēng)電及輸電通道容量的需求，提升海上風(fēng)電消納利用水平容量和容量支撐的能力。提升常規(guī)電源的調(diào)節(jié)能力，主要推動(dòng)煤電合理配置新型儲(chǔ)能，開展新型儲(chǔ)能的電源側(cè)多場(chǎng)景的應(yīng)用，探索退役的火電機(jī)組廠址和輸變電設(shè)施，利用原有的廠址和輸電設(shè)施建設(shè)新的儲(chǔ)能或者風(fēng)光設(shè)施。
能源轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)。左邊的圖是現(xiàn)在的能源體系，右邊的圖展示了能源占比預(yù)測(cè)的裝機(jī)情況。2020年-2040年間全球的可再生能源占比新增裝機(jī)達(dá)到了2/3。新能源又具有波動(dòng)性強(qiáng)，可控能力差，還有靈活資源匱乏的特點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)靈活，新型儲(chǔ)能是供給側(cè)的必然選擇。
接下來能源調(diào)度的驅(qū)動(dòng)。電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)，源荷兩側(cè)同時(shí)具有波動(dòng)性，要求電網(wǎng)具有更高的靈活性?？稍偕茉吹目鐓^(qū)消納需要更加優(yōu)化的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為支撐，電網(wǎng)的安全，高效運(yùn)行需要調(diào)動(dòng)控制的手段更加智能化，儲(chǔ)能系統(tǒng)具備開放互動(dòng)的特征，有利于可再生能源的接入。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)供需平衡，提高智能用電的優(yōu)化配置能力，因此新型儲(chǔ)能也是電網(wǎng)側(cè)穩(wěn)定的關(guān)鍵支撐。
接下來站在用戶側(cè)來說能源消費(fèi)的驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)汽車等智能用電設(shè)施對(duì)供需的需求比較迫切，供需互動(dòng)需要微電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)作為重要的支撐。電光，熱氣等多種能源的協(xié)同不暢，綜合能源利用效率比較低，因此新型儲(chǔ)能是用戶側(cè)可靠用能的保障。
接下來再看一下第二部分，新型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展路徑。首先我們看儲(chǔ)能的社會(huì)價(jià)值。通過儲(chǔ)能進(jìn)行能量的時(shí)間轉(zhuǎn)移存儲(chǔ)，使發(fā)電和負(fù)荷的曲線匹配更優(yōu)，從而提高電能質(zhì)量，降低電力系統(tǒng)的綜合投資，增強(qiáng)電力系統(tǒng)消納更大清潔能源的能力，從而達(dá)到社會(huì)功能的更加清潔，綜合社會(huì)成本更低的目的，增強(qiáng)我國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展綠色低碳的最終目標(biāo)。
新型儲(chǔ)能是指除抽蓄之外以電力主要形式的一種儲(chǔ)能技術(shù)，具備精準(zhǔn)控制，快速響應(yīng)，靈活配置，四象限的靈活調(diào)節(jié)功率的特點(diǎn)?？梢詾殡娏ο到y(tǒng)提供多時(shí)間尺度，全過程的平衡能力，支撐能力和調(diào)控能力，從而保障高比例新能源系統(tǒng)的可靠性。
下面這個(gè)圖儲(chǔ)能技術(shù)的分類，儲(chǔ)能技術(shù)主要分一些儲(chǔ)能，電化學(xué)儲(chǔ)能，化學(xué)儲(chǔ)能，儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱以及電磁儲(chǔ)能幾大類，我主要介紹幾類比較主要的儲(chǔ)能形式的發(fā)展路徑。
首先飛輪儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能具有瞬時(shí)功率大，快速充放電，而且充放電時(shí)間可以達(dá)到毫秒級(jí)，壽命長(zhǎng)，理論上超過20年。對(duì)工作的溫濕度環(huán)境要求比較低，低損耗，易維護(hù)，效率很高。飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在設(shè)備集成，設(shè)計(jì)制造，還有超導(dǎo)，磁懸浮軸承，電磁磁懸浮軸承技術(shù)方面，飛輪的陣列控制，機(jī)網(wǎng)側(cè)換流器的控制，以及熱管理技術(shù)。主要設(shè)備是飛輪轉(zhuǎn)子，軸承與電機(jī)，還有變流器等等。
飛輪儲(chǔ)能我們預(yù)測(cè)正在向著高功率，大容量的方向發(fā)展。目前飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本在6000-8000元一個(gè)千瓦，主要包含的是電極軸隙，電力控制器，輔助系統(tǒng)的費(fèi)用。
接下來再看第二類主流的是壓縮空氣儲(chǔ)能，壓縮空氣儲(chǔ)能具有循環(huán)壽命長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)四五十年，而且容量大，工作時(shí)間長(zhǎng)，以及經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)選址要求比較高，技術(shù)不夠獨(dú)立，速度慢，轉(zhuǎn)化效率比較低。
中間的圖展示的是壓縮空氣儲(chǔ)能未來的發(fā)展方向和基金指標(biāo)之間的發(fā)展趨勢(shì)。
接下來我們來看市面上用的最多鋰電池儲(chǔ)能。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)壽命比較長(zhǎng)，高能量密度，溫度范圍比較寬，倍率性能比較優(yōu)異，缺點(diǎn)也就是安全問題突出，受資源限制。還有目前的回收技術(shù)不夠成熟。
鋰電池未來的發(fā)展趨勢(shì)主要朝著電池系統(tǒng)的故障識(shí)別，安全預(yù)警以及動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，是未來的發(fā)展方向。
接下來再來看液流電池儲(chǔ)能。它的優(yōu)點(diǎn)主要是循環(huán)壽命長(zhǎng)，充放電特性好，高安全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)周期很長(zhǎng)。缺點(diǎn)能量密度比較低，效率偏低，成本比較高，這個(gè)度同樣是我們對(duì)它工作性能和壽命方面的預(yù)測(cè)。
接下來再看一下鈉離子電池儲(chǔ)能，它的優(yōu)點(diǎn)主要是低成本，性能好，耐低溫性能也好。缺點(diǎn)是能量密度比鋰離子低，體積大，重量大，穩(wěn)定性比較低，目前的應(yīng)用情況早在2021年6月的時(shí)候中科院的物理所和中科海納在山西的太原綜改區(qū)推出了全球首套的1MWh鈉離子電池的光儲(chǔ)充智能微網(wǎng)系統(tǒng)，而且已經(jīng)成功投入運(yùn)行。
鈉離子以其低成本，長(zhǎng)壽命，高安全的諸多優(yōu)勢(shì)，有望在低速電動(dòng)車，家庭工業(yè)儲(chǔ)能，5G通信基站，數(shù)據(jù)中心，可再生能源大規(guī)模接入和智能電網(wǎng)的多個(gè)領(lǐng)域快速發(fā)展。
接下來第三部分儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景和經(jīng)濟(jì)性的分析。不同時(shí)間尺度我們統(tǒng)籌發(fā)展儲(chǔ)能就可以滿足不同場(chǎng)景的調(diào)節(jié)需求。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能一般為系統(tǒng)提供能量調(diào)節(jié)能力，主要用于季節(jié)性的調(diào)峰，長(zhǎng)期需求響應(yīng)等場(chǎng)景。而短時(shí)儲(chǔ)能為系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)能力，主要用于日內(nèi)調(diào)峰，緩解輸變電的阻塞，應(yīng)急備用的場(chǎng)景。
短時(shí)儲(chǔ)能普遍用于一次調(diào)頻，提高電能質(zhì)量，平滑能源出力的場(chǎng)景。下面這個(gè)圖展示了各類電化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景和功能。
這個(gè)圖主要展示的是儲(chǔ)能在源網(wǎng)荷三側(cè)的具體應(yīng)用情況。在電源側(cè)主要是包含新能源+儲(chǔ)以及火儲(chǔ)。電網(wǎng)側(cè)包含調(diào)峰調(diào)頻，應(yīng)急電源場(chǎng)景。用戶側(cè)主要用于工商業(yè)的削峰填谷，需求響應(yīng)，以及能源成本等。
第一個(gè)場(chǎng)景新能源+儲(chǔ)能，主要的作用是削峰填谷，提高新能源的消納量。截至2023年底，風(fēng)光的發(fā)電量占比已經(jīng)達(dá)到了15%，目前也有超過20多個(gè)省份要求建議新能源配置儲(chǔ)能，配置的比例不低于5%-30%。時(shí)間一般在1-4小時(shí)之間。
我們通過對(duì)新能源配儲(chǔ)案例的分析可以得到的結(jié)論，目前新能源配套儲(chǔ)能的利用率很低，電源側(cè)電價(jià)峰谷差并不顯著，輔助服務(wù)的價(jià)格也不高，導(dǎo)致儲(chǔ)能的收益難以保障。
接下來我們來看用的比較多的場(chǎng)景也是火電機(jī)組配儲(chǔ)能，電儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入，火電機(jī)組的用電系統(tǒng)通過響應(yīng)調(diào)頻調(diào)峰指令進(jìn)行充放電。儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電實(shí)際上增加或者減少常用電母線上的負(fù)荷，從而影響發(fā)電機(jī)組出口側(cè)的上網(wǎng)功率，達(dá)到快速響應(yīng)電網(wǎng)指令的目標(biāo)。
在運(yùn)行過程中要求電儲(chǔ)能系統(tǒng)滿足以下兩個(gè)要求。一個(gè)是盡量保證電池系統(tǒng)的SOC維持50%。在連續(xù)充放電時(shí)盡量避免SOC達(dá)到充放電的上下限。
通過現(xiàn)有火儲(chǔ)調(diào)頻的案例做分析，我們得到了一些結(jié)論?；痣姍C(jī)組確實(shí)很有必要在調(diào)頻方面配置儲(chǔ)能，加裝儲(chǔ)能之后可以縮短機(jī)組的響應(yīng)時(shí)間，提高調(diào)節(jié)速度和調(diào)節(jié)精度，對(duì)構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，并改善電網(wǎng)對(duì)可再生能源的接納能力具有重要的意義。
目前比較火的儲(chǔ)能方式就是共享儲(chǔ)能。共享儲(chǔ)能主要將儲(chǔ)能技術(shù)和共享經(jīng)濟(jì)的理念進(jìn)行結(jié)合。是一類新型的商業(yè)模式，主要將閑置的儲(chǔ)能資源在一定時(shí)間里，以一定的價(jià)格租賃給需求儲(chǔ)能服務(wù)的用戶，能夠提供儲(chǔ)能的綜合利用率，以及減少成本的回收周期。
共享儲(chǔ)能的模式前景比較廣闊，右邊展示了共享儲(chǔ)能的商業(yè)模式架構(gòu)，共享儲(chǔ)能主要以電網(wǎng)為紐帶，將獨(dú)立分散的電源側(cè)，電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)的儲(chǔ)能進(jìn)行全網(wǎng)的容量資源優(yōu)化配置，統(tǒng)一由電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，可以全面推動(dòng)儲(chǔ)能能力的全面釋放。
優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在可以促進(jìn)新能源電量的消納，提高項(xiàng)目的收益率，縮短投資回收周期，促進(jìn)儲(chǔ)能形成獨(dú)立的供應(yīng)商身份。
接下來華電典型的案例就是滕州儲(chǔ)能的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目容量101MW，202MWh，是鋰電和液流混合儲(chǔ)能項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目的盈利主要來自三方面：一是電力現(xiàn)貨市場(chǎng)；二是容量租賃；三是容量補(bǔ)償。
接下來看一下用戶側(cè)儲(chǔ)能。用戶側(cè)儲(chǔ)能典型的應(yīng)用場(chǎng)景光儲(chǔ)充一體化的電站。這種電站主要充分利用資源，將光伏、儲(chǔ)能和充電站進(jìn)行結(jié)合的建設(shè)，通過能量的存儲(chǔ)和優(yōu)化的配置，實(shí)現(xiàn)本地的能源生產(chǎn)和用能負(fù)荷的基本平衡。主要的盈利來源也就是用戶的分時(shí)的電價(jià)和余電上網(wǎng)電價(jià)的價(jià)差，以湖北的某一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分析。
左邊這個(gè)圖展示了項(xiàng)目的架構(gòu)圖，這個(gè)項(xiàng)目主要利用屋頂建設(shè)了282千瓦的光伏，建設(shè)了電動(dòng)汽車充電站，是可以對(duì)外服務(wù)的。
在經(jīng)濟(jì)效益方面，光伏20年的總發(fā)電量達(dá)到了469.73萬千瓦時(shí)，充電樁可收取服務(wù)充電費(fèi)大概6毛錢以度電，儲(chǔ)能系統(tǒng)可用的充放電深度90%，一充一放相當(dāng)于每個(gè)循環(huán)套利110元。可見，儲(chǔ)能在用戶側(cè)的應(yīng)用前景良好。
以上是我今天分享的內(nèi)容，謝謝！
