大連全釩液流電池儲能調(diào)峰電站的電池集裝箱。 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所供圖
今年的《政府工作報告》提出，加強(qiáng)大型風(fēng)電光伏基地和外送通道建設(shè)，推動分布式能源開發(fā)利用，提高電網(wǎng)對清潔能源的接納、配置和調(diào)控能力，發(fā)展新型儲能，促進(jìn)綠電使用和國際互認(rèn)，發(fā)揮煤炭、煤電兜底作用，確保經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用能需求。這是我國首次將“發(fā)展新型儲能”寫進(jìn)政府工作報告。
近年來，隨著我國新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)快速增長，新型儲能進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展期。“十四五”以來，新增新型儲能裝機(jī)直接推動經(jīng)濟(jì)投資超過1000億元，有力支撐能源電力發(fā)展，成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能。
新增裝機(jī)規(guī)模大幅增長，新型儲能迎來快速發(fā)展黃金期
2022年10月，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所自主研發(fā)的全釩液流電池儲能技術(shù)在遼寧省大連市開花結(jié)果——依托該技術(shù)建設(shè)的大連全釩液流電池儲能調(diào)峰電站一期工程正式并網(wǎng)發(fā)電。
“目前，電站一期工程最多可儲存40萬度電，以我國居民每日人均用電2度計算，可滿足20萬居民一天的用電需求。”據(jù)中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長李先鋒研究員介紹，該電站全部建成后，一次可儲電80萬度。
大連全釩液流電池儲能調(diào)峰電站是我國積極開發(fā)新型儲能技術(shù)應(yīng)用場景、推動新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加快建設(shè)新型能源體系的一個縮影。
加快建設(shè)新型能源體系，儲能發(fā)揮著重要作用。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長、中國能源研究會儲能專委會主任委員陳海生說：“儲能是將能量以某種形式存儲起來，在需要的時候再釋放的一個過程。其最重要的作用，就是解決能量生產(chǎn)和需求在時間、空間以及強(qiáng)度上的不匹配。”
近年來，伴隨著風(fēng)能、太陽能等新能源的快速發(fā)展，其間歇性、波動性對電網(wǎng)安全的影響越來越凸顯。“必須建設(shè)一個儲能系統(tǒng)，保證能源的安全和能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。”陳海生說，儲能就像是“充電寶”，可以把風(fēng)電、光伏等新能源富余的電能儲存起來，在用電高峰時放電。“這樣既能促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏等新能源的開發(fā)消納，也能為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，提高電力系統(tǒng)的靈活性。”他說。
儲能分為傳統(tǒng)儲能和新型儲能。傳統(tǒng)儲能主要包括抽水蓄能，新型儲能包括鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。陳海生告訴記者，相比傳統(tǒng)儲能，新型儲能具有建設(shè)周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、響應(yīng)快速等特點。
受訪專家表示，隨著我國加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，新型儲能技術(shù)多元發(fā)展、加快迭代，應(yīng)用場景不斷拓展，新型儲能從試點示范轉(zhuǎn)向規(guī)?；逃?，迎來快速發(fā)展黃金期。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已經(jīng)建成投運(yùn)新型儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機(jī)規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營成本將逐漸降低，更好支撐新型能源體系建設(shè)
從充換電站到新能源場站、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻，新型儲能快速發(fā)展及應(yīng)用場景不斷拓展的背后，離不開新技術(shù)的有力支撐。
在山東肥城，國際首套300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能國家示范項目已完成主體建設(shè)，正在開展系統(tǒng)集成和調(diào)試工作。該項目依托中國科學(xué)院工程熱物理研究所自主研發(fā)的先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)，建成后有望成為全球單機(jī)規(guī)模最大、性能最優(yōu)的新型壓縮空氣儲能電站。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所孵化的中儲國能(北京)技術(shù)有限公司總經(jīng)理紀(jì)律說：“我們所研發(fā)的先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)，可同時解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能依賴大型儲氣洞穴、依賴化石燃料、系統(tǒng)效率低等主要技術(shù)瓶頸。研發(fā)團(tuán)隊突破了1至300兆瓦級壓縮空氣儲能系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。”
在廣東深圳，廣東能源集團(tuán)半固態(tài)電池儲能示范項目正加速推進(jìn)。該項目采用的半固態(tài)電池儲能設(shè)備，來自中國科學(xué)院物理研究所的固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化平臺——北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司。
在陳立泉院士帶領(lǐng)下，中國科學(xué)院物理研究所的研發(fā)團(tuán)隊自上世紀(jì)70年代起就開始研究固態(tài)電池。該所研究員李泓說：“我們團(tuán)隊研發(fā)的磷酸鐵鋰固態(tài)儲能電池具備更高的安全等級和更長的循環(huán)性，目前循環(huán)次數(shù)可達(dá)6000至1萬次。”
據(jù)專家介紹，當(dāng)前我國鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。隨著科技的不斷進(jìn)步，未來儲能技術(shù)將朝著多元化、大規(guī)模、高效率的方向發(fā)展。
陳海生認(rèn)為，今后長時規(guī)模儲能和構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)將備受關(guān)注，電池儲能、超級電容、壓縮空氣儲能等多種技術(shù)會加快融合。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營成本也將逐漸降低，更好支撐新型能源體系建設(shè)。
“新型儲能技術(shù)還將與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等深度融合，實現(xiàn)更高效、更智能的能源儲存和利用。”李泓說。
進(jìn)一步提升新型儲能技術(shù)、優(yōu)化市場環(huán)境
近年來，我國出臺了一系列相關(guān)政策，促進(jìn)和鼓勵儲能項目開發(fā)建設(shè)。“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，加快抽水蓄能電站建設(shè)和新型儲能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用。2022年1月，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。
加快推動新型儲能規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化和市場化發(fā)展，已成為行業(yè)共識。陳海生認(rèn)為，2024年儲能裝機(jī)將繼續(xù)快速增長，預(yù)計全年新增裝機(jī)40吉瓦以上，我國儲能將實現(xiàn)從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展的實質(zhì)性轉(zhuǎn)變。
受訪專家指出，要從提升技術(shù)水平、健全市場機(jī)制、完善安全防控、降低應(yīng)用成本等方面著手，進(jìn)一步推進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
當(dāng)前，除了鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等技術(shù)相對成熟外，其他新型儲能技術(shù)路線仍處于示范驗證階段，技術(shù)成熟度不高，投運(yùn)項目運(yùn)行經(jīng)驗較少。專家們表示，要搶抓時間窗口期，通過系列示范項目驗證技術(shù)路線的經(jīng)濟(jì)可行性，并針對行業(yè)發(fā)展的難點痛點集中力量聯(lián)合組織攻關(guān)，加快突破安全可靠、系統(tǒng)效率高、運(yùn)維方便的智能化核心技術(shù)。
儲能行業(yè)具有高度價格敏感性，目前我國新型儲能市場尚未形成穩(wěn)定的收益模式，盈利水平低、難以形成合理的成本疏導(dǎo)機(jī)制是困擾新型儲能發(fā)展的難題。
陳海生表示，對于儲能進(jìn)入電力系統(tǒng)，要建立更加合理的價格機(jī)制和市場環(huán)境。“應(yīng)從全局的角度來衡量儲能的價值，秉持‘誰受益、誰承擔(dān)’的原則，建立發(fā)電、電網(wǎng)、用戶共同承擔(dān)的合理儲能價格機(jī)制。”
北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司董事長俞會根認(rèn)為，要提高儲能產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，盡快建立和完善分等級、定量化的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
受訪者表示，隨著技術(shù)的快速發(fā)展和相關(guān)政策的完善，新型儲能將為加快建設(shè)新型能源體系、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力提供更強(qiáng)勁的新動能。
今年的《政府工作報告》提出，加強(qiáng)大型風(fēng)電光伏基地和外送通道建設(shè)，推動分布式能源開發(fā)利用，提高電網(wǎng)對清潔能源的接納、配置和調(diào)控能力，發(fā)展新型儲能，促進(jìn)綠電使用和國際互認(rèn)，發(fā)揮煤炭、煤電兜底作用，確保經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用能需求。這是我國首次將“發(fā)展新型儲能”寫進(jìn)政府工作報告。
近年來，隨著我國新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)快速增長，新型儲能進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展期。“十四五”以來，新增新型儲能裝機(jī)直接推動經(jīng)濟(jì)投資超過1000億元，有力支撐能源電力發(fā)展，成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能。
新增裝機(jī)規(guī)模大幅增長，新型儲能迎來快速發(fā)展黃金期
2022年10月，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所自主研發(fā)的全釩液流電池儲能技術(shù)在遼寧省大連市開花結(jié)果——依托該技術(shù)建設(shè)的大連全釩液流電池儲能調(diào)峰電站一期工程正式并網(wǎng)發(fā)電。
“目前，電站一期工程最多可儲存40萬度電，以我國居民每日人均用電2度計算，可滿足20萬居民一天的用電需求。”據(jù)中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長李先鋒研究員介紹，該電站全部建成后，一次可儲電80萬度。
大連全釩液流電池儲能調(diào)峰電站是我國積極開發(fā)新型儲能技術(shù)應(yīng)用場景、推動新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加快建設(shè)新型能源體系的一個縮影。
加快建設(shè)新型能源體系，儲能發(fā)揮著重要作用。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長、中國能源研究會儲能專委會主任委員陳海生說：“儲能是將能量以某種形式存儲起來，在需要的時候再釋放的一個過程。其最重要的作用，就是解決能量生產(chǎn)和需求在時間、空間以及強(qiáng)度上的不匹配。”
近年來，伴隨著風(fēng)能、太陽能等新能源的快速發(fā)展，其間歇性、波動性對電網(wǎng)安全的影響越來越凸顯。“必須建設(shè)一個儲能系統(tǒng)，保證能源的安全和能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。”陳海生說，儲能就像是“充電寶”，可以把風(fēng)電、光伏等新能源富余的電能儲存起來，在用電高峰時放電。“這樣既能促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏等新能源的開發(fā)消納，也能為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，提高電力系統(tǒng)的靈活性。”他說。
儲能分為傳統(tǒng)儲能和新型儲能。傳統(tǒng)儲能主要包括抽水蓄能，新型儲能包括鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。陳海生告訴記者，相比傳統(tǒng)儲能，新型儲能具有建設(shè)周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、響應(yīng)快速等特點。
受訪專家表示，隨著我國加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，新型儲能技術(shù)多元發(fā)展、加快迭代，應(yīng)用場景不斷拓展，新型儲能從試點示范轉(zhuǎn)向規(guī)?；逃?，迎來快速發(fā)展黃金期。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已經(jīng)建成投運(yùn)新型儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機(jī)規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營成本將逐漸降低，更好支撐新型能源體系建設(shè)
從充換電站到新能源場站、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻，新型儲能快速發(fā)展及應(yīng)用場景不斷拓展的背后，離不開新技術(shù)的有力支撐。
在山東肥城，國際首套300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能國家示范項目已完成主體建設(shè)，正在開展系統(tǒng)集成和調(diào)試工作。該項目依托中國科學(xué)院工程熱物理研究所自主研發(fā)的先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)，建成后有望成為全球單機(jī)規(guī)模最大、性能最優(yōu)的新型壓縮空氣儲能電站。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所孵化的中儲國能(北京)技術(shù)有限公司總經(jīng)理紀(jì)律說：“我們所研發(fā)的先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)，可同時解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能依賴大型儲氣洞穴、依賴化石燃料、系統(tǒng)效率低等主要技術(shù)瓶頸。研發(fā)團(tuán)隊突破了1至300兆瓦級壓縮空氣儲能系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。”
在廣東深圳，廣東能源集團(tuán)半固態(tài)電池儲能示范項目正加速推進(jìn)。該項目采用的半固態(tài)電池儲能設(shè)備，來自中國科學(xué)院物理研究所的固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化平臺——北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司。
在陳立泉院士帶領(lǐng)下，中國科學(xué)院物理研究所的研發(fā)團(tuán)隊自上世紀(jì)70年代起就開始研究固態(tài)電池。該所研究員李泓說：“我們團(tuán)隊研發(fā)的磷酸鐵鋰固態(tài)儲能電池具備更高的安全等級和更長的循環(huán)性，目前循環(huán)次數(shù)可達(dá)6000至1萬次。”
據(jù)專家介紹，當(dāng)前我國鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。隨著科技的不斷進(jìn)步，未來儲能技術(shù)將朝著多元化、大規(guī)模、高效率的方向發(fā)展。
陳海生認(rèn)為，今后長時規(guī)模儲能和構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)將備受關(guān)注，電池儲能、超級電容、壓縮空氣儲能等多種技術(shù)會加快融合。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營成本也將逐漸降低，更好支撐新型能源體系建設(shè)。
“新型儲能技術(shù)還將與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等深度融合，實現(xiàn)更高效、更智能的能源儲存和利用。”李泓說。
進(jìn)一步提升新型儲能技術(shù)、優(yōu)化市場環(huán)境
近年來，我國出臺了一系列相關(guān)政策，促進(jìn)和鼓勵儲能項目開發(fā)建設(shè)。“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，加快抽水蓄能電站建設(shè)和新型儲能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用。2022年1月，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。
加快推動新型儲能規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化和市場化發(fā)展，已成為行業(yè)共識。陳海生認(rèn)為，2024年儲能裝機(jī)將繼續(xù)快速增長，預(yù)計全年新增裝機(jī)40吉瓦以上，我國儲能將實現(xiàn)從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展的實質(zhì)性轉(zhuǎn)變。
受訪專家指出，要從提升技術(shù)水平、健全市場機(jī)制、完善安全防控、降低應(yīng)用成本等方面著手，進(jìn)一步推進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
當(dāng)前，除了鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等技術(shù)相對成熟外，其他新型儲能技術(shù)路線仍處于示范驗證階段，技術(shù)成熟度不高，投運(yùn)項目運(yùn)行經(jīng)驗較少。專家們表示，要搶抓時間窗口期，通過系列示范項目驗證技術(shù)路線的經(jīng)濟(jì)可行性，并針對行業(yè)發(fā)展的難點痛點集中力量聯(lián)合組織攻關(guān)，加快突破安全可靠、系統(tǒng)效率高、運(yùn)維方便的智能化核心技術(shù)。
儲能行業(yè)具有高度價格敏感性，目前我國新型儲能市場尚未形成穩(wěn)定的收益模式，盈利水平低、難以形成合理的成本疏導(dǎo)機(jī)制是困擾新型儲能發(fā)展的難題。
陳海生表示，對于儲能進(jìn)入電力系統(tǒng)，要建立更加合理的價格機(jī)制和市場環(huán)境。“應(yīng)從全局的角度來衡量儲能的價值，秉持‘誰受益、誰承擔(dān)’的原則，建立發(fā)電、電網(wǎng)、用戶共同承擔(dān)的合理儲能價格機(jī)制。”
北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司董事長俞會根認(rèn)為，要提高儲能產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，盡快建立和完善分等級、定量化的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
受訪者表示，隨著技術(shù)的快速發(fā)展和相關(guān)政策的完善，新型儲能將為加快建設(shè)新型能源體系、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力提供更強(qiáng)勁的新動能。
