中國儲能網(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)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國國際儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“共建儲能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲能新發(fā)展”為主題，針對儲能產(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、國際市場、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位線上注冊嘉賓將參加本屆CIES大會，儲能網(wǎng)視頻號線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證、飛輪儲能、液流電池、熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能等新型儲能全產(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能研究所技術(shù)主管牟敏受邀在儲能電站建設(shè)與運(yùn)維專場分享主題報告，報告題目為《新型儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用場景分析》。以下為報告主要內(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)容是新型儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用場景分析。
下面我將從幾個方面展開今天的講述。一個是新型儲能技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動。首先是雙碳的驅(qū)動。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。波動性的新能源對靈活性的需求日益強(qiáng)烈，新型儲能是平抑電源波動，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。“十四五”的新型儲能發(fā)展實(shí)施方案中提出了電源側(cè)加大力度發(fā)展新型儲能。主要體現(xiàn)在五個方面。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。
通過研究新型儲能的配置技術(shù)，合理規(guī)?；瓦\(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，主要推動煤電合理配置新型儲能，開展新型儲能的電源側(cè)多場景的應(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)新的儲能或者風(fēng)光設(shè)施。
能源轉(zhuǎn)型的驅(qū)動。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。儲能技術(shù)已經(jīng)靈活，新型儲能是供給側(cè)的必然選擇。
接下來能源調(diào)度的驅(qū)動。電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)，源荷兩側(cè)同時具有波動性，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)動控制的手段更加智能化，儲能系統(tǒng)具備開放互動的特征，有利于可再生能源的接入。儲能系統(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。電動汽車等智能用電設(shè)施對供需的需求比較迫切，供需互動需要微電網(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，新型儲能技術(shù)的發(fā)展路徑。首先我們看儲能的社會價值。通過儲能進(jìn)行能量的時間轉(zhuǎn)移存儲，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)到社會功能的更加清潔，綜合社會成本更低的目的，增強(qiáng)我國工業(yè)的競爭力，實(shí)現(xiàn)社會發(fā)展綠色低碳的最終目標(biāo)。
新型儲能是指除抽蓄之外以電力主要形式的一種儲能技術(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。
下面這個圖儲能技術(shù)的分類，儲能技術(shù)主要分一些儲能，電化學(xué)儲能，化學(xué)儲能，儲冷儲熱以及電磁儲能幾大類，我主要介紹幾類比較主要的儲能形式的發(fā)展路徑。
首先飛輪儲能。飛輪儲能具有瞬時功率大，快速充放電，而且充放電時間可以達(dá)到毫秒級，壽命長，理論上超過20年。對工作的溫濕度環(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。
飛輪儲能我們預(yù)測正在向著高功率，大容量的方向發(fā)展。目前飛輪儲能系統(tǒng)的成本在6000-8000元一個千瓦，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能，壓縮空氣儲能具有循環(huán)壽命長，長達(dá)四五十年，而且容量大，工作時間長，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能未來的發(fā)展方向和基金指標(biāo)之間的發(fā)展趨勢。
接下來我們來看市面上用的最多鋰電池儲能。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)壽命比較長，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)展趨勢主要朝著電池系統(tǒng)的故障識別，安全預(yù)警以及動態(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能。它的優(yōu)點(diǎn)主要是循環(huán)壽命長，充放電特性好，高安全，結(jié)構(gòu)簡單，存儲周期很長。缺點(diǎn)能量密度比較低，效率偏低，成本比較高，這個度同樣是我們對它工作性能和壽命方面的預(yù)測。
接下來再看一下鈉離子電池儲能，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，長壽命，高安全的諸多優(yōu)勢，有望在低速電動車，家庭工業(yè)儲能，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)的多個領(lǐng)域快速發(fā)展。
接下來第三部分儲能的應(yīng)用場景和經(jīng)濟(jì)性的分析。不同時間尺度我們統(tǒng)籌發(fā)展儲能就可以滿足不同場景的調(diào)節(jié)需求。長時儲能一般為系統(tǒng)提供能量調(diào)節(jié)能力，主要用于季節(jié)性的調(diào)峰，長期需求響應(yīng)等場景。而短時儲能為系統(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)急備用的場景。
短時儲能普遍用于一次調(diào)頻，提高電能質(zhì)量，平滑能源出力的場景。下面這個圖展示了各類電化學(xué)儲能的應(yīng)用場景和功能。
這個圖主要展示的是儲能在源網(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+儲以及火儲。電網(wǎng)側(cè)包含調(diào)峰調(diào)頻，應(yīng)急電源場景。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。
第一個場景新能源+儲能，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多個省份要求建議新能源配置儲能，配置的比例不低于5%-30%。時間一般在1-4小時之間。
我們通過對新能源配儲案例的分析可以得到的結(jié)論，目前新能源配套儲能的利用率很低，電源側(cè)電價峰谷差并不顯著，輔助服務(wù)的價格也不高，導(dǎo)致儲能的收益難以保障。
接下來我們來看用的比較多的場景也是火電機(jī)組配儲能，電儲能系統(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)行過程中要求電儲能系統(tǒng)滿足以下兩個要求。一個是盡量保證電池系統(tǒng)的SOC維持50%。在連續(xù)充放電時盡量避免SOC達(dá)到充放電的上下限。
通過現(xiàn)有火儲調(diào)頻的案例做分析，我們得到了一些結(jié)論。火電機(jī)組確實(shí)很有必要在調(diào)頻方面配置儲能，加裝儲能之后可以縮短機(jī)組的響應(yīng)時間，提高調(diào)節(jié)速度和調(diào)節(jié)精度，對構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，并改善電網(wǎng)對可再生能源的接納能力具有重要的意義。
目前比較火的儲能方式就是共享儲能。共享儲能主要將儲能技術(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，主要將閑置的儲能資源在一定時間里，以一定的價格租賃給需求儲能服務(wù)的用戶，能夠提供儲能的綜合利用率，以及減少成本的回收周期。
共享儲能的模式前景比較廣闊，右邊展示了共享儲能的商業(yè)模式架構(gòu)，共享儲能主要以電網(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，可以全面推動儲能能力的全面釋放。
優(yōu)勢主要體現(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能的項(xiàng)目，這個項(xiàng)目容量101MW，202MWh，是鋰電和液流混合儲能項(xiàng)目，這個項(xiàng)目的盈利主要來自三方面：一是電力現(xiàn)貨市場；二是容量租賃；三是容量補(bǔ)償。
接下來看一下用戶側(cè)儲能。用戶側(cè)儲能典型的應(yīng)用場景光儲充一體化的電站。這種電站主要充分利用資源，將光伏、儲能和充電站進(jìn)行結(jié)合的建設(shè)，通過能量的存儲和優(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的電價和余電上網(wǎng)電價的價差，以湖北的某一個項(xiàng)目進(jìn)行分析。
左邊這個圖展示了項(xiàng)目的架構(gòu)圖，這個項(xiàng)目主要利用屋頂建設(shè)了282千瓦的光伏，建設(shè)了電動汽車充電站，是可以對外服務(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，充電樁可收取服務(wù)充電費(fèi)大概6毛錢以度電，儲能系統(tǒng)可用的充放電深度90%，一充一放相當(dāng)于每個循環(huán)套利110元?？梢?，儲能在用戶側(cè)的應(yīng)用前景良好。
以上是我今天分享的內(nèi)容，謝謝！
