新型儲能，大型“充電寶”怎么建？
用電(dian)(dian)低谷時(shi)，利用電(dian)(dian)能將空(kong)(kong)氣(qi)(qi)壓縮到鹽(yan)(yan)穴(xue)中；用電(dian)(dian)高峰(feng)時(shi)，再(zai)釋放空(kong)(kong)氣(qi)(qi)，推(tui)動空(kong)(kong)氣(qi)(qi)透平發電(dian)(dian)。在江蘇金壇鹽(yan)(yan)穴(xue)壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)儲能項目，地下千米的鹽(yan)(yan)穴(xue)化身大型(xing)“充電(dian)(dian)寶”，一個儲能周期可存(cun)儲電(dian)(dian)量30萬(wan)度，相當于6萬(wan)居民一天的用電(dian)(dian)量。
這種壓縮空氣儲能(neng)(neng)是新(xin)型儲能(neng)(neng)“家(jia)族”中的一員。日前，國家(jia)發展改(gai)革委、國家(jia)能(neng)(neng)源局印發的《“十四五(wu)”新(xin)型儲能(neng)(neng)發展實施方案》（以下簡稱《實施方案》）提出，到(dao)2025年，新(xin)型儲能(neng)(neng)由(you)商(shang)(shang)業化(hua)初(chu)期步(bu)入規模化(hua)發展階段，具備大規模商(shang)(shang)業化(hua)應用條(tiao)件(jian)。
新型儲能究竟(jing)是什么？“十(shi)四(si)五”時期要如何發展？記者(zhe)進行(xing)了采訪。
既能平滑不穩定的風電光伏，也能配合常規火電等參與電力系統調峰調頻
通常來說，新型儲能是(shi)指除(chu)抽水蓄(xu)能以(yi)外(wai)的新型儲能技術，包括新型鋰(li)離子電(dian)池、液流電(dian)池、飛(fei)輪、壓縮空氣、氫（氨）儲能、熱（冷）儲能等。
為什么要高質(zhi)量(liang)、規模(mo)化發(fa)展新型儲能？這是(shi)當(dang)前(qian)新能源開發(fa)規模(mo)快(kuai)速(su)增加、負(fu)荷峰谷(gu)差持續拉大背景(jing)下，提升電力系(xi)統(tong)調節能力、保障電力系(xi)統(tong)安(an)全運(yun)行的必(bi)然需求。
要知道，風電(dian)(dian)(dian)、光伏都(dou)是“看天吃飯(fan)”，其發電(dian)(dian)(dian)具(ju)有波動性(xing)、間(jian)歇(xie)性(xing)，“極熱無風”“極寒(han)無光”。隨(sui)著(zhu)未(wei)來大規(gui)模、高(gao)比例(li)應(ying)用，再加上煤電(dian)(dian)(dian)面臨(lin)轉型、新增裝機規(gui)模趨(qu)緩，如果遇到無風無光、陰(yin)冷冰凍的極端天氣，風電(dian)(dian)(dian)光伏發電(dian)(dian)(dian)出力大減，電(dian)(dian)(dian)力供應(ying)由(you)誰來保(bao)障？
儲能(neng)的作用可(ke)以通俗(su)理解為“充(chong)電(dian)(dian)(dian)寶”， 風電(dian)(dian)(dian)、光伏(fu)大(da)發(fa)時或者用電(dian)(dian)(dian)低谷時充(chong)電(dian)(dian)(dian)，風光出力小(xiao)或者用電(dian)(dian)(dian)高(gao)峰時放電(dian)(dian)(dian)。既(ji)能(neng)平(ping)滑不(bu)穩定(ding)的光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)(dian)和風電(dian)(dian)(dian)，提高(gao)可(ke)再生(sheng)能(neng)源占比，也(ye)能(neng)配(pei)合常(chang)規火電(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)等電(dian)(dian)(dian)源，為電(dian)(dian)(dian)力系統(tong)運行提供調峰調頻等輔助服(fu)務，提高(gao)電(dian)(dian)(dian)力系統(tong)的靈活性。
3月20日(ri)，位于浙江紹(shao)(shao)興(xing)的(de)35千(qian)伏(fu)紅星變電(dian)站內(nei)，最(zui)后4臺(tai)集裝箱(xiang)式電(dian)池組(zu)被吊裝至預定位置。至此，浙江首個35千(qian)伏(fu)電(dian)網側直掛式儲能電(dian)站進(jin)入并網投運倒(dao)計時(shi)。“儲能電(dian)站的(de)最(zui)大功率為6兆(zhao)瓦，可支持約3000臺(tai)家用2匹空調同時(shi)工(gong)作2小時(shi)。”國網紹(shao)(shao)興(xing)市(shi)上(shang)虞(yu)區供電(dian)公司副總(zong)工(gong)程師(shi)陳岳峰(feng)介(jie)紹(shao)(shao)，根(gen)據測算，儲能電(dian)站建成后，上(shang)虞(yu)220千(qian)伏(fu)道墟變電(dian)站的(de)峰(feng)谷差率將從現在的(de)43.5%降(jiang)至35.4%，有助于削峰(feng)填谷、平(ping)滑負荷曲(qu)線。
建設周期短，選址簡單靈活，調節能力強
“新型儲(chu)能建設周期(qi)短、選址簡單靈活(huo)、調節能力(li)強，與新能源開發消納的匹配性(xing)較好，優勢逐漸凸顯(xian)，加快推進先進儲(chu)能技術規模化應用(yong)勢在必(bi)行。”國家能源局(ju)有關負責(ze)人(ren)介(jie)紹。
看建(jian)(jian)設(she)周期(qi)，抽水(shui)蓄能(neng)電站建(jian)(jian)設(she)周期(qi)通常為(wei)6至(zhi)8年，新型儲(chu)(chu)能(neng)中的電化(hua)學儲(chu)(chu)能(neng)項目建(jian)(jian)設(she)周期(qi)為(wei)3至(zhi)6個(ge)月，新型壓(ya)縮空氣儲(chu)(chu)能(neng)項目建(jian)(jian)設(she)周期(qi)一(yi)般為(wei)1.5至(zhi)2年。
看(kan)選址(zhi)和應用場景，“抽(chou)水蓄(xu)能(neng)(neng)電(dian)站選址(zhi)往往需要找地勢落差較大(da)(da)的地方，但(dan)容(rong)量效益強、單站規模大(da)(da)，適(shi)宜電(dian)網側(ce)大(da)(da)規模、系統級(ji)應用；新型儲能(neng)(neng)單站體量可(ke)大(da)(da)可(ke)小，環境(jing)適(shi)應性(xing)強，能(neng)(neng)夠(gou)靈活部署于電(dian)源(yuan)、電(dian)網和用戶(hu)側(ce)等各類應用場景，可(ke)以(yi)作為抽(chou)水蓄(xu)能(neng)(neng)的增(zeng)量補充。”國網能(neng)(neng)源(yuan)研究(jiu)院新能(neng)(neng)源(yuan)與統計研究(jiu)所副所長黃碧斌介(jie)紹。
再(zai)看調節能力(li)，新(xin)型(xing)電化學儲能的(de)反應速度快，可以做到毫秒至秒級的(de)響(xiang)應。
國(guo)家能源局(ju)有關負責人介紹，“十三五(wu)”以來，我國(guo)新(xin)(xin)型儲能實(shi)(shi)現由(you)研發(fa)示范向商業化初期過(guo)(guo)渡，實(shi)(shi)現了實(shi)(shi)質性進(jin)步。鋰離(li)子電(dian)池、壓縮空氣儲能等技術已達到(dao)世界領先水(shui)平，2021年底新(xin)(xin)型儲能累計裝(zhuang)機超過(guo)(guo)400萬千瓦。
以電(dian)化學儲能技術為例(li)(li)，近(jin)(jin)年來，電(dian)池(chi)安(an)全性、循環壽命和能量密(mi)度等關鍵技術指標(biao)得(de)到(dao)大幅提升，應用成本快速下(xia)降。“近(jin)(jin)5年，鋰電(dian)池(chi)能量密(mi)度提高了1倍以上、循環壽命提高了2至3倍、應用成本下(xia)降超過60%。”黃碧(bi)斌舉例(li)(li)。
未來(lai)，新(xin)(xin)型儲(chu)(chu)能(neng)的(de)發展空間廣(guang)闊(kuo)。中科院(yuan)電工研(yan)究(jiu)所儲(chu)(chu)能(neng)技術研(yan)究(jiu)組組長(chang)陳(chen)永翀說，盡(jin)管(guan)我國的(de)儲(chu)(chu)能(neng)裝(zhuang)機規模(mo)世(shi)界第一，但(dan)儲(chu)(chu)能(neng)與風電光伏新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)裝(zhuang)機規模(mo)的(de)比(bi)例（簡稱(cheng)“儲(chu)(chu)新(xin)(xin)比(bi)”）不到7%；相對而言(yan)，其他國家和(he)地區(qu)的(de)平均儲(chu)(chu)新(xin)(xin)比(bi)已達15.8%。隨著新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)發電規模(mo)的(de)快速(su)增加，我國儲(chu)(chu)新(xin)(xin)比(bi)還(huan)有很(hen)大的(de)增長(chang)空間。
鼓勵不同技術路線，“高安全、低成本、可持續”是共同目標
《實(shi)施(shi)方案》提出(chu)“市場(chang)主導、有序發(fa)展”的基(ji)本原則，明確新型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能獨立(li)市場(chang)地位(wei)，并(bing)提出(chu)充分發(fa)揮市場(chang)在(zai)資(zi)源(yuan)配置(zhi)中的決定性作用(yong)。“過去，新型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能更多(duo)是作為火電廠的輔助參與調(diao)頻，明確獨立(li)市場(chang)地位(wei)后，未(wei)來結合電價政策的出(chu)臺，新型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能可以獨立(li)參與并(bing)網調(diao)度、交易結算等，有利于加快新型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能的市場(chang)化步伐。”陳(chen)永(yong)翀(chong)說。
新型儲能(neng)優勢(shi)頗多、迎來發展機遇，但(dan)在業內(nei)看(kan)來，未來規模化、產業化、市場化發展，至少有安全和成本“兩道坎”要(yao)跨過。
安(an)全(quan)(quan)是新型儲(chu)能(neng)(neng)發展的(de)底線。“目前鋰電(dian)儲(chu)能(neng)(neng)系統還沒有達到本質安(an)全(quan)(quan)的(de)目標，管(guan)控(kong)不當的(de)話有燃(ran)燒爆炸風險(xian)。”陳(chen)永翀認為，未來需(xu)(xu)要發展本質安(an)全(quan)(quan)技(ji)術，即在電(dian)池熱失控(kong)之(zhi)前就要做到內部安(an)全(quan)(quan)可控(kong)，不能(neng)(neng)依賴熱失控(kong)后的(de)外部消防措施(shi)。黃(huang)碧斌(bin)認為，新型儲(chu)能(neng)(neng)模塊(kuai)、電(dian)池柜(ju)等方面(mian)的(de)安(an)全(quan)(quan)標準、安(an)全(quan)(quan)風險(xian)評估流程(cheng)尚需(xu)(xu)完善(shan)和規范。
對此，《實施(shi)方案》提(ti)出，加(jia)強(qiang)新型儲(chu)能(neng)安(an)全(quan)風險(xian)防范，明確新型儲(chu)能(neng)產業鏈各環節安(an)全(quan)責任(ren)主體(ti)，建立(li)健全(quan)新型儲(chu)能(neng)技(ji)術標準、管理、監測、評估(gu)體(ti)系(xi)，保障新型儲(chu)能(neng)項目建設運行(xing)的全(quan)過程安(an)全(quan)。
成本(ben)方面，以目(mu)(mu)前(qian)占(zhan)據主(zhu)流的電化學(xue)儲(chu)能為例(li)，黃碧斌介紹，按照現在普遍(bian)的成本(ben)計算，即使日均(jun)兩充兩放，全壽(shou)命周期單次充放度電成本(ben)超過0.5元/千瓦時。不僅(jin)如此，加(jia)大安全投入也會增加(jia)儲(chu)能項目(mu)(mu)成本(ben)。他(ta)建議，面向電力系統應用場景需求，加(jia)快推動長壽(shou)命、低成本(ben)、高安全、高效率(lv)的先進電化學(xue)儲(chu)能材料，以及大容量、長時間的新(xin)型儲(chu)能技術研(yan)發。
同時，還要加(jia)快建立新(xin)型(xing)(xing)儲(chu)能(neng)(neng)價(jia)格等(deng)成(cheng)本(ben)疏(shu)(shu)導(dao)機(ji)制。“當前(qian)有關部(bu)門已出臺加(jia)快推動新(xin)型(xing)(xing)儲(chu)能(neng)(neng)發(fa)展(zhan)的指導(dao)意見、‘十四五(wu)’實施方案等(deng)，鼓(gu)勵(li)儲(chu)能(neng)(neng)項目通過電(dian)力市場疏(shu)(shu)導(dao)成(cheng)本(ben)、獲(huo)取收(shou)益。但目前(qian)參(can)與市場的準入條件、交易機(ji)制等(deng)細(xi)則尚未(wei)明確，各側儲(chu)能(neng)(neng)缺乏(fa)成(cheng)熟(shu)的商業模式，企業安裝儲(chu)能(neng)(neng)的積極(ji)性并不高。”黃碧斌建議，進一(yi)步細(xi)化電(dian)網側獨立儲(chu)能(neng)(neng)參(can)與市場機(ji)制，完善(shan)電(dian)網側替代性儲(chu)能(neng)(neng)價(jia)格疏(shu)(shu)導(dao)機(ji)制，完善(shan)峰谷電(dian)價(jia)、尖峰電(dian)價(jia)政策，優(you)化峰谷電(dian)價(jia)價(jia)差，為用戶側儲(chu)能(neng)(neng)發(fa)展(zhan)創造空間。
除了(le)安(an)全(quan)和(he)成(cheng)本問(wen)題，陳永翀認為，當前新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)發(fa)展還面臨一(yi)些問(wen)題，例如一(yi)些地方要(yao)求新(xin)能(neng)(neng)源強(qiang)制配套儲能(neng)(neng)，但新(xin)能(neng)(neng)源配儲比例不科學；新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)調用少、利用率低，需要(yao)進一(yi)步明確新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)系(xi)統的(de)并網接入和(he)調度標準等。
新(xin)型儲能(neng)的(de)技(ji)(ji)(ji)術路線呈現(xian)多元化，國家(jia)能(neng)源(yuan)局(ju)有關負(fu)責(ze)人(ren)介紹，《實施(shi)方案》對新(xin)型儲能(neng)技(ji)(ji)(ji)術創(chuang)新(xin)加強戰略性布局(ju)和(he)(he)系(xi)統性謀(mou)劃，提出(chu)研發儲備技(ji)(ji)(ji)術方向，鼓勵不同技(ji)(ji)(ji)術路線“百花齊(qi)放”，同時兼顧創(chuang)新(xin)資源(yuan)的(de)優化配置(zhi)，“此(ci)外，還要堅(jian)持示(shi)范(fan)先行的(de)原則，積極開展技(ji)(ji)(ji)術創(chuang)新(xin)、健全市場體系(xi)和(he)(he)政策機制方面的(de)試點示(shi)范(fan)，通過示(shi)范(fan)應用帶動技(ji)(ji)(ji)術進步和(he)(he)產業升級。”
“目前建設的(de)新(xin)型儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)項目80%以上都是鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)(dian)池，占比最高(gao)；其(qi)他(ta)類型，例如液流電(dian)(dian)池、鉛酸(suan)電(dian)(dian)池、儲(chu)(chu)(chu)(chu)熱蓄冷(leng)等占比較小。鋰(li)(li)電(dian)(dian)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)綜合(he)性(xing)能(neng)(neng)(neng)較好(hao)，但(dan)仍需進(jin)一步解決安全(quan)問(wen)題和資(zi)源回(hui)收(shou)問(wen)題；液流電(dian)(dian)池安全(quan)，也方便回(hui)收(shou)再(zai)生，但(dan)系統成(cheng)本較高(gao)。”陳永翀認為，儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)應用場景(jing)很豐(feng)富，每種(zhong)(zhong)場景(jing)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)要求(qiu)各不相同，有的(de)對功率要求(qiu)高(gao)、有的(de)對容量需求(qiu)大，儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技術各有特點，未來多(duo)種(zhong)(zhong)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)路線將(jiang)并行發展。
“盡管(guan)如此，‘高安全、低成本、可持續’是所有儲能(neng)技(ji)術(shu)發展的共同目標。要加快(kuai)建(jian)立以企業(ye)為(wei)主(zhu)體、市場為(wei)導向、產學研用相結合的綠(lv)色儲能(neng)技(ji)術(shu)創(chuang)新體系(xi)。”陳(chen)永翀說。
文章來源：人民(min)日(ri)報 ? ?記者(zhe)：丁怡婷
發布日期(qi)：2022年(nian)04月13日
