新型电力系统中新型储能技术发展路线探讨
来源:欧宝手机网页版 发布时间:2024-01-09 11:22:15新型储能是支撑“双碳”目标实现和新型电力系统建设的关键技术,规模化储能应用将成为新型电力系统的重要标志。目前应用的新型储能以锂电池储能为主,装机占比超过90%,然而锂电池储能在安全性方面存在固有隐患,且有关技术指标难以完全匹配未来新型电力系统建设需求,同时我国锂矿对外依存度较高,2022年碳酸锂等主要上游原材料价格涨至2021年同期的5~6倍,严重抬高锂电池成本,制约锂电池的大规模发展。本文重点对比分析了新型储能不同技术路线与新型电力系统建设需求的匹配性,进一步研究提出近期和远期的技术路线应用建议,为后续新型储能技术发展提供思路。
新型电力系统为适应新能源占比逐步提升,亟需新型储能规模化应用,充分的发挥储能在保障新能源合理消纳利用、提升系统调节能力、支撑新能源可靠替代等方面的及其重要的作用,这也给新型储能技术提出了更高要求。
新型电力系统建设要求新型储能提供更长的储能时长。我国电力系统是全球顶级规模、结构最为复杂的电力系统。由于电力行业技术资金密集,长期形成的电力发展格局存在高度的路径依赖,未来较长时间内,我国电力系统仍将以大规模交流同步系统为主,需要电力供需时刻保持平衡。当前电力系统主要依赖出力可调的常规电源,实现“源随荷动”的实时平衡。随着新能源逐步成为电量供应主体,其发电出力的随机性、波动性和季节不均衡性将使电力系统的平衡调节问题由日内平衡调节向跨日、跨季平衡调节转变。为此,就要求新型储能具备更长时间尺度能量存储和搬移能力,通过大规模长时储能配合新能源运行,以实现“发—用”实时平衡向“发—储—用”动态平衡转变,支撑电力系统发用电解耦,满足电力供需平衡要求。
新型电力系统建设要求新型储能具备提供频率、电压、转动惯量等支撑能力。随着新能源大规模开发、高比例并网,以及逆变器、变流器等电力电子设备的大量应用,新型电力系统的“双高”特征将进一步凸显。“双碳”目标下,化石电源将逐步退出,维持交流电网安全稳定的物理基础被不断削弱,系统转动惯量减小,功角、频率、电压等传统稳定问题呈恶化趋势。新型储能通过合理的控制手段,具备有功调节和无功支撑能力,能有效支撑节点电压、平抑系统频率波动,部分机械式储能天然具备转动惯量支撑能力,可有效缓解上述“双高”带来的系统运行稳定性问题,降低电网运行风险。
新型电力系统建设要求新型储能具备更高的技术安全性。安全问题始终是储能行业面临的一大挑战。储能系统的整体安全性包括电气安全、火灾安全、化学安全和机械安全等多方面内容。不同储能技术路线所对应的安全风险不同,例如锂离子电池储能、钠硫电池储能以及氢储能要重点关注火灾安全,液流电池着重关注化学安全,飞轮储能需要着重关注机械安全等。以目前应用比较广泛的锂离子电池储能为例,据不完全统计,2018年以来各国储能电站共发生火灾事故三十余次。为适应未来新型储能规模化发展需求,新型储能安全性能亟需突破。
新型电力系统建设需要更为灵活的新型储能布局。新型电力系统下,源、网、荷各侧都将对新型储能具有广泛的应用需求,需以系统实际的需求为导向进行灵活布局。在源侧,新型储能将成为支撑新能源可靠替代化石电源的重要手段,作为配套的优质调节电源,支撑大型风光基地的开发和外送。在网侧,新型储能在保障输电通道安全可靠绿色运行、提升电力可靠供应能力、提升系统调节能力等方面都将发挥及其重要的作用。在荷侧,新型储能是支撑分布式系统运行、实现源网荷储一体化发展、提升需求侧响应能力的重要支撑。
新型储能规模化发展需要具备较好的单位体积内的包含的能量特性。伴随着新能源的大规模发展,并逐步向主体电源转变,新型储能作为提升系统调节能力的重要举措,也将加快步入规模化发展的窗口期。根据电力规划设计总院前期相关研究,预计2030年,新型储能需求规模约2亿千瓦;到2060年,新型储能规模需求将超过12亿千瓦。新型储能的单位体积内的包含的能量特性将成为影响其占地空间、布局灵活性、工程成本的主要的因素,为此,需要新型储能具备高单位体积内的包含的能量,支撑规模化发展。
新型储能按照技术类别可大致分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能和氢储能。其中,机械储能最重要的包含压缩空气储能、飞轮储能、二氧化碳储能、重力储能等;电化学储能最重要的包含锂离子电池、钠离子电池、铅蓄电池、液流电池等;电磁储能最重要的包含超导储能、超级电容器等;热储能最重要的包含显热储能、潜热储能及热化学储能。结合上述分析的新型电力系统建设对新型储能的技术方面的要求,对各类新型储能技术与系统建设需求的匹配性做多元化的分析比较。
机械储能具有类比于常规火电机组的主动支撑能力,且能够很好的满足长时储能需求。尤其是机械储能中的压缩空气储能技术逐渐成熟,将成为未来极具发展的潜在能力的新型储能。常规基于天然盐穴的压缩空气储能受盐穴资源限制,建设局限性较大,三北沙漠、戈壁、荒漠,东部沿海负荷中心等地区不具备建设条件,基于人工硐室压缩空气储能利用基岩造穴,我国大部分地区基岩条件及深度适宜,理论上全国均可选址,布局较为灵活,未来发展前途广阔。
电化学储能充放时间能控制在毫秒级,对受端电网频率的支撑能力较高,且布局灵活,单位体积内的包含的能量整体较高,其中锂离子电池单位体积内的包含的能量高达140~220Wh/kg。目前最常应用的锂离子电池储能适用于4小时以内的短时间尺度储能场景,但因其存在燃爆风险,安全性仍需逐步提升。同时锂离子电池储能受碳酸锂等主要上游原材料价格制约,未来大规模发展存在一定不确定性。钠离子电池、液流电池等新型的电化学储能技术可以在一定程度上完成电池的本质安全,且具备一定长时储能能力,但也存在运行问题,钠离子电池在高温运行下存在腐蚀问题和安全风险隐患,液流电池充放电效率偏低(60%~75%),关键设备仍需进一步突破,但从中远期来看随技术进步应用前景广阔。
氢储能能量密度较高且外部环境依赖性小,储能过程无污染,同时适用于极短或极长时间供电,是极具潜力的新型大规模储能技术。氢储能缺点在于涉及电制氢、氢储运和氢发电等环节,全过程转换效率低,并且氢属于易燃易爆品,存在一定安全风险隐患。但目前来看,氢储能是解决未来系统跨月跨季平衡调节问题的主要举措,亟需大力推进。
按照党中央提出的新时代“两步走”战略安排要求,锚定碳达峰碳中和目标,2030年、2060年是新型电力系统构建目标的重要时间节点。下面基于新型电力系统近期(2030年)、远期(2060年)对储能技术的需求差异,研判新型储能各类技术应用前景。
新型电力系统建设近期,为加速新能源可靠替代、提升新能源并网友好性、提升分布式新能源可控可调水平,该阶段对新型储能技术的要求聚焦于技术安全性、布局灵活性、稳定支撑性方面,结合各类储能技术的性能指标和发展成熟度,应着力发展高安全性电化学储能技术及高灵活性压缩空气储能技术,提升锂电池安全性、降低锂电池成本,发展钠离子电池、液流电池等高安全水平的电化学储能技术,同时推进基于人工硐室等灵活储气方式的压缩空气储能技术,实现日以内时间尺度的电力系统调峰和能量调度,满足大规模新能源调节、存储、消纳需求。
新型电力系统建设远期,随着新能源逐步成为电量供应主体,季节出力不均衡情况下电力系统长时间尺度平衡调节矛盾凸显,需重点推动压缩空气储能、热储能、氢储能、重力储能等长时储能技术发展。同时,为全面支撑碳中和目标的如期实现、维护新型电力系统的长期安全灵活稳定运行,新型储能技术需要继续朝着高支撑能力、高能量密度、环保安全、灵活布局的方向发展,应持续革新改进储能本体材料,实现各类储能技术的大容量、长寿命、跨季节突破与规模化发展,持续推进长时、短时多元化新型储能技术的有机结合和优化运行,充分的发挥各类新型储能技术的优势,实现跨季节、大范围的可再次生产的能源存储与调节。
。以新型电力系统建设需要为导向,推动新型储能技术创新。综合考虑技术成熟度、安全性、技术经济性等因素,在发展电化学储能的同时,当前需统筹开展压缩空气储能、钠离子电池、液流电池、热储能、氢储能等多元化新型储能技术路线示范,加快关键储能研发技术,开展重大工程示范,进一步带动产业化发展,实现各类新型储能一起发展、优势互补、协调运行,满足多种应用场景下、不同发展阶段的电力系统实际需求。
。未来电力系统的调节需求将由日内调节转变为跨日、跨周乃至跨月等长时间尺度调节,亟需提前开展以氢储能为代表的长时储能技术探讨研究。大力推动可再次生产的能源制取“绿氢”,重点研发质子交换膜和高温固体氧化物电解制氢等关键技术,开展氢储运/加注关键技术、燃料电池设备及系统集成关键研发技术和推广应用,实现氢能制备利用关键技术完全国产化,研发纯氢气燃气发电机组。
。为更好推进各类储能技术发展,需结合发挥功能建立针对性配套价格机制。比如对于以支撑电力系统调节为基本功能的新型储能,可考虑参照抽水蓄能电价机制,建立电量电价与容量电价相结合的两部制电价机制。倘若是用于替代电网输变电设备投资的新型储能,需确保其相较其他输变电设备具备了更好的经济性,经评估认证后可纳入输配电价回收。同时,还需加快推进新型储能参与电力现货市场,发挥移峰填谷和顶峰供电作用,充分的发挥价格信号引导作用,适当增加现货市场价差,扩大储能盈利空间。适时建立容量市场,体现储能对系统容量支撑方面的价值,推动储能在市场中获得合理收益。
四川成都:重点培育新型储能等细致划分领域 加快“光储充”等新型储能设备产业化布局
北极星储能网获悉,2024年1月8日四川成都市政府印发《关于前瞻培育未来产业构筑高水平质量的发展新动能的实施建议》。《意见》提出,成都将重点培育先进能源等七大方向。其中重点能源领域,近期重点培育绿色氢能、新型储能等细致划分领域,推动制氢、储氢、运氢、用氢的基础材料、关键零部件和成套装备研发和产业
北极星储能网获悉,1月8日,云南省能源局公示云南集享新型储能试点示范项目。本次共公示19个项目,合计规模达3.1GW/7.7GWh。本次公示项目,技术路线包括磷酸铁锂技术、先进绝热式压缩空气储能技术、全钒液流电池技术。在公示项目中,国家能源集团旗下项目有3个,中核集团旗下项目有3个,南方电网旗
9个项目瓜分6070万!广东下达2023年新型储能产业高质量发展资金项目计划
北极星储能网获悉,1月8日,广东工信厅关于下达2023年新型储能产业高质量发展资金项目计划。本次计划共安排财政资金6070万元,9个项目。本次有三家企业申报项目获得了1000万元资金,分别是由珠海鹏辉能源有限公司申报的大型储能系统关键技术探讨研究与产品研究开发项目、由广东利元亨智能装备股份有限公司申报的储能
1月4日,广东东莞滨海湾新区管理委员会发布《东莞滨海湾新区促进新型储能产业高质量发展扶持办法》,其中提到,支持用户侧储能多元化应用,推动新区企业在数据中心、5G基站、充电设施、工业园区等场景因地制宜布局用户侧储能电站。对新型储能示范项目,经认定后,自投运次月起按实际放电量给予投资主体0.2元/
北极星储能网获悉,2024年1月4日,广东东莞滨海湾新区管理委员会发布《东莞滨海湾新区促进新型储能产业高质量发展扶持办法》,其中提到,支持用户侧储能多元化应用,推动新区企业在数据中心、5G基站、充电设施、工业园区等场景因地制宜布局用户侧储能电站。对新型储能示范项目,经认定后,自投运次月起按实际
阳江作为全省布局“新能源+储能”战略的重点区域,绿色能源与新型储能产业集聚效应凸显、蒸蒸日上,“风光水火气核储”多能齐发,以阳江滨海新区(阳江高新区)、阳东经开区、珠海(阳江万象)产业转移工业园等园区为重点载体。2022年,全市绿色能源装机规模超1320万千瓦,占能源总装机容量比重超71%,
新型储能与新能源协同发展存在的问题与建议邱丽静(中能传媒能源安全新战略研究院)(文章来自微信公众号:中能传媒研究院ID:ZNCMYJY)新型储能作为新能源发展过程中的关键一环及支撑新型电力系统的关键技术,是推动构建绿色、高效、智能现代能源体系、保障电力安全可靠供应和电力行业高效可持续发展
北极星储能网获悉,2024年1月2日,山东省人民政府印发2024年“促进经济巩固向好、加快绿色低碳高水平发展”政策清单(第一批),其中提到,对独立储能示范项目和列为试点的长时储能项目,参与电力市场的容量补偿费用暂按电力市场规则中月度可用容量补偿标准的2倍执行;其中,长时储能项目容量补偿不与
12月29日,由国家电投集团云南国际电力投资有限公司(以下简称“云南国际”)与国家电投集团科学技术研究院有限公司(以下简称“中央研究院”)联合自主研发的全球首套兆瓦级空气热力循环储能(以下简称“CASE”)中试项目在云南曲靖陆良县工业园区举行开工仪式。中国工程院院士、华北电力大学校长杨勇
一份由能源经济与金融分析研究所(IEEFA)和JMKResearch发布的新报告说明,储能系统将在本十年成为印度最受投资青睐的清洁能源资产类别,但规模最大的部署有极大几率会出现在抽水蓄能,而不是锂离子电池。(本文来源:微信公众号EnergyKnowledgeID:EnergyKnowledge)报告称,储能系统将成为印度电力市场在20
北极星储能网获悉,近日,比尔·盖茨的突破能源基金(BreakthroughEnergyVentures)对FourthPower热能储能初创企业来提供支援,这在某种程度上预示着基金在长时储能方面加大投资力度。据悉,FourthPower公司的液态锡储能技术将可再生电力转化为热能,储存起来供之后使用。透过使用液态锡,该公司的热电池可在极高温度
据外媒报道,美国太平洋西北国家实验室(PNNL)和技术供应商InvinityEnergySystems公司计划部署并测试一个维持的时间为24小时的全钒液流电池储能系统。这个钒氧化还原液流电池(VRFB)将部署在美国太平洋西北国家实验室(PNNL)位于德克萨斯州的里奇兰园区。该储能系统的装机容量为525kW,可以连续放电24小时,
经过几个月的联合调查,风力发电巨头rsted公司和液态空气储能系统提供商HighviewPower公司得出结论,将海上风电与液态空气储能系统技术相结合更具价值。2023年4月。双方开始做技术分析和经济评估,将rsted公司的海上风电设施与HighviewPower公司的液态空气储能技术结合起来。一份媒体声明宣布了这项
近日,Hydrostor公司与澳大利亚输电系统运营商(TSO)Transgrid公司签署了一份备用电力合同,用于其200MW/1600MWh的“SilverCity”先进压缩空气储能项目(A-CAES)。Transgrid公司已经在2022年5月选择了Hydrostor公司拟议的长时储能项目作为最合适的选择,该协议标志着这一过程的正规化。该公司将从2027年
北极星储能网获悉,12月13日,安徽芜湖荻港海螺3MW/18MWh储能系统设备中标公示,安徽海螺融华储能科技有限公司联合体成员安徽海螺建材设计研究院有限责任公司、大连融科储能技术发展有限公司中得此标,中标价格26989550元。据了解,安徽海螺融华储能科技有限公司由三家公司持股,安徽海螺洁能科技有限
20MW/200MWh!Energy Dome公司计划在意大利部署二氧化碳长时储能项目
总部位于意大利的EnergyDome公司是一家开发二氧化碳长时储能技术初创公司,该公司日前表示已经获得对电网规模储能项目的投资。EnergyDome公司的投资承诺总额为6000万欧元(6537万美元),将用于该公司在意大利撒丁岛部署的首个维持的时间10小时的长时储能项目,该项目的规模为20MW/200MWh。EnergyDome公司
1MW/1.72MWh项目并网投运 首航PowerMagic打造企业用能新范式
近期,由首航8套125kW/215kWh工商业液冷储能系统供能的工商储项目顺利并网投运,这是首航PowerMagic工商业储能系统助力企业低成本用能,实现绿色转型的又一成功范例。该项目采用谷电充电、尖峰放电、两充两放模式,实现收益最大化。使用的首航PowerMagic工商业储能系统采用主从架构设计,面积能量密度
北极星储能网获悉,1月8日上午,江苏响水举行重大产业项目现场推进暨吉利·极电5GWh储能集成及设备开工活动。极电5GWh储能集成及设备项目由吉利集团旗下的衢州极电电动汽车技术有限公司投资建设,产品具有高能效、高安全性、高经济性等特点,适用于电源侧、电网侧和大基地、工商业分布式等多元化场景,
9个项目瓜分6070万!广东下达2023年新型储能产业高质量发展资金项目计划
北极星储能网获悉,1月8日,广东工信厅关于下达2023年新型储能产业高质量发展资金项目计划。本次计划共安排财政资金6070万元,9个项目。本次有三家企业申报项目获得了1000万元资金,分别是由珠海鹏辉能源有限公司申报的大型储能系统关键技术探讨研究与产品研究开发项目、由广东利元亨智能装备股份有限公司申报的储能
北极星储能网获悉,1月5日绿电荷储2024年度储能设备集采供应商入库公开对外招标招标公告发布。招标范围为2024年度储能项目磷酸铁锂电池储能系统采购供应商入围框架协议招标。投标人须具有磷酸铁锂电池国内年度供货总量不小于50MWh的业绩(合同签订时间为2022年12月1日-至今),须提供对应的业绩证明文件(
南澳大利亚大学的研究人员日前表示,他们创建了一个模型,可以优化车辆到家庭(V2H)系统和住宅太阳能+储能系统的电力交互。他们声称,车辆到家庭(V2H)系统能降低16.7%的充电成本。他们开发出一种优化方法,能够正常的使用车辆到家庭(V2H)技术和住宅太阳能+储能系统来降低家庭能源成本。车辆到家庭(V2H)是一
北极星储能网获悉,2023年12月28日,2023-2024五省铅碳电池储能EPC服务商开标,四个标段分别有一位候选人入围。EPC分为四个标段,三个EPC招标以及一个储能系统集成供货及安装招标。EPC一标段中标候选人为牵头人:中交建筑集团有限公司,联合体成员:杭州鸿晟电力设计咨询有限公司、中交建筑集团东南建
北极星储能网了解,全球第二大储能系统集成商,Fluence刚实现扭亏为盈,就因储能EPC工厂质量上的问题陷入诉讼风波,一个月内就发生了27起逆变器故障,还因异常被电网运营商从电力辅助服务市场剔除。Fluence发布2023年三季报显示,该公司在2023年第三季度净利润480万美元、首次实现扭亏为盈。其第三季度营收
北极星储能网获悉,2023年12月30日,华严第一储能电站项目成功并网。该项目位于宁夏中宁县恩和镇,装机规模为200MW/400MWh,是全球最大的电网侧分布式模块化储能电站项目。项目采用奇点能源分布式模块化智慧储能系统解决方案,总投放1076台eBlock-372产品。此次成功并网,标志着我国在电网侧大规模分布
- 上一条:职业新闻
- 下一条:亚洲地区国际认证最新动态分享