中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，新疆2024年全區(qū)獨(dú)立新型儲(chǔ)能項(xiàng)目清單發(fā)布，總規(guī)模7.35GW/30.86GWh。技術(shù)類型廣泛涵蓋磷酸鐵鋰、全釩液流、鈉離子電池、壓縮空氣、重力儲(chǔ)能、鉛炭、氫儲(chǔ)、熱儲(chǔ)等多種類型。
其中，混合儲(chǔ)能規(guī)模最大，為3.002GW/12.96GWh；磷酸鐵鋰其次，為3.2GW/12.8GWh；全釩液流電池儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)0.7GW/2.8GWh。
不久前，甘肅武威下發(fā)熱電綜合能源項(xiàng)目，包括建設(shè)綜合儲(chǔ)能電站，以火電廠熔鹽儲(chǔ)能+電化學(xué)儲(chǔ)能的綜合方式實(shí)現(xiàn)騰格里大基地本地消納項(xiàng)目配套儲(chǔ)能：綜合儲(chǔ)能電站容量為90MW×6h熔鹽儲(chǔ)能+250MW×2h電化學(xué)儲(chǔ)能。
早在今年2月，國(guó)家能源局發(fā)布56個(gè)項(xiàng)目的新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單，包括山東省利津縣795MW/1600MWh、山西省朔州市平魯區(qū)100MW/200MWh、新疆維吾爾自治區(qū)哈密市伊州區(qū)256.5MW/1000MWh在內(nèi)的混合儲(chǔ)能項(xiàng)目8個(gè)入選，規(guī)模超7GWh。
2024年4月-5月，內(nèi)蒙古接連發(fā)布兩批電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，其中涉及長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目16個(gè)，更有10個(gè)采用了混合儲(chǔ)能技術(shù)。
國(guó)際研究機(jī)構(gòu)Navigant對(duì)儲(chǔ)能混合系統(tǒng)定義是：結(jié)合兩種及以上的互補(bǔ)操作特性的儲(chǔ)能技術(shù)的穩(wěn)定儲(chǔ)能系統(tǒng)。
混合儲(chǔ)能多為兩種或兩種以上不同性能特點(diǎn)的儲(chǔ)能技術(shù)組合?？珊?jiǎn)單分為：不同類型儲(chǔ)能的混合，比如液流電池+磷酸鐵鋰電池、液流電池+飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容+磷酸鐵鋰、飛輪+磷酸鐵鋰電池、儲(chǔ)熱+磷酸鐵鋰等；同類型儲(chǔ)能技術(shù)的混合，比如1C+0.25C磷酸鐵鋰等。
混合儲(chǔ)能的問世，主要是為了彌補(bǔ)單一技術(shù)路線的局限性，或者為了更好的經(jīng)濟(jì)性。
比如全釩液流電池和鋰電池，兩種儲(chǔ)能技術(shù)具有的各自優(yōu)勢(shì)，即鋰電池的高比功率，全釩液流電池的高容量，再結(jié)合成本、技術(shù)成熟度、效率以及壽命等因素，全釩液流電池與鋰電池混合儲(chǔ)能綜合來說可以較好地滿足電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求，使得儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)具有高電力和高能效的特點(diǎn)。
華電國(guó)際電力股份有限公司朔州熱電分公司生技部李海強(qiáng)曾表示，飛輪+鋰電池作為混合儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)頻，能解決火電機(jī)組，尤其是帶來循環(huán)流化床機(jī)組大幅度調(diào)頻能力提升。同時(shí)，對(duì)機(jī)組的設(shè)備磨損減少，投入ACE模式增發(fā)發(fā)電意義明顯。
混合儲(chǔ)能，“磷酸鐵鋰+”數(shù)量之最
除了新疆等混合儲(chǔ)能需求快速釋放外，山西、內(nèi)蒙古、湖北等地混合儲(chǔ)能均進(jìn)入了“加速跑”階段。目前混合儲(chǔ)能項(xiàng)目以磷酸鐵鋰+飛輪；磷酸鐵鋰+液流電池；磷酸鐵鋰+超級(jí)電容；磷酸鐵鋰+鈦酸鋰；磷酸鐵鋰+鈉電池等為主。
業(yè)界人士表示，“磷酸鐵鋰+”方式最多，一是可以功率型和能量?jī)?chǔ)能方式的互補(bǔ)；二是，當(dāng)前磷酸鐵鋰儲(chǔ)能處于絕對(duì)主流，混合儲(chǔ)能旨在解決單一磷酸鐵鋰技術(shù)路線的一些短板。
磷酸鐵鋰+飛輪電池儲(chǔ)能
磷酸鐵鋰+飛輪儲(chǔ)能是目前最多的混合儲(chǔ)能技術(shù)類型，從區(qū)域上來看，山西省的此類混合儲(chǔ)能項(xiàng)目較多。
2022-2023年底，山西省備案通過混合儲(chǔ)能項(xiàng)目16個(gè)，投資額超109億元，總規(guī)模超1699.8MW/837.29MWh。其中以飛輪+磷酸鐵鋰為最多。
2023年4月4日，華電山西朔州熱電飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目正式投運(yùn)，采用飛輪+鋰電池組合，該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首個(gè)飛輪+鋰電池儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)飛輪與電化學(xué)復(fù)合儲(chǔ)能領(lǐng)域的空白。
該項(xiàng)目于2022年3月23日開工建設(shè)，總?cè)萘?MW，由4臺(tái)全球單體容量最大、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛輪裝置和10組鋰電池組成的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，是火電機(jī)組混合儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻示范性工程項(xiàng)目。
此外，于2023年7月6日簽約的山西陽泉礦區(qū)100MW/100.42MWh獨(dú)立儲(chǔ)能調(diào)頻電站項(xiàng)目，同樣采用鋰電+飛輪儲(chǔ)能的搭配，其中鋰電儲(chǔ)能50MW/100MWh，飛輪儲(chǔ)能50MW/0.42kWh。
2024年5月，山西省文水縣新建飛輪儲(chǔ)能+磷酸鐵鋰儲(chǔ)能200MW/100.83MWh獨(dú)立混合儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目正式開工。
磷酸鐵鋰+液流電池儲(chǔ)能
目前，液流電池和鋰電池混合儲(chǔ)能站的建設(shè)已取得較大進(jìn)展，目前處于示范站建設(shè)階段。其中“磷酸鐵鋰+全釩液流電池”的混合儲(chǔ)能站建設(shè)項(xiàng)目最多。
位于新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇市烏什縣阿合雅光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，被稱為迄今為止國(guó)內(nèi)規(guī)模最大構(gòu)網(wǎng)型（獨(dú)立）混合儲(chǔ)能項(xiàng)目——新華烏什500MW/2000MWh 構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目，在7月進(jìn)入電氣設(shè)備安裝階段。該項(xiàng)目分別為250MW/1000MWh磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能、250MW/1000MWh全釩液流電池儲(chǔ)能，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)，預(yù)計(jì)能滿足約30萬戶家庭一天的用電需求。
除了全釩液流電池外，鋰電池+鐵鉻液流電池也加速進(jìn)入示范階段。華電萊城101兆瓦/206兆瓦時(shí)儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目，采用100MW/200MWh磷酸鐵鋰電池和1MW/6MWh鐵鉻液流電池組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，是濟(jì)南地區(qū)最大城市“充電寶”。
同時(shí)該項(xiàng)目配合已投運(yùn)的9MW/4.5MWh儲(chǔ)能調(diào)頻電站，探索“火+儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)峰”以及“調(diào)峰+調(diào)頻聯(lián)合儲(chǔ)能”運(yùn)行模式，可充分放大電源和電站的調(diào)節(jié)能力，積極發(fā)揮火電廠綜合能源服務(wù)優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目的鐵鉻液流儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備由液流儲(chǔ)能科技有限公司提供，磷酸鐵鋰系統(tǒng)集成由山東電工時(shí)代能源科技有限公司提供。
當(dāng)前液流電池全面進(jìn)入示范階段，鋅溴液流電池+磷酸鐵鋰儲(chǔ)能項(xiàng)目也是其中重要的路線之一。
最近，華電青海海西州托格若格270MW/1080MWh共享儲(chǔ)能電站全容量并網(wǎng)。作為華電青海德令哈100萬千瓦光儲(chǔ)及3兆瓦制氫項(xiàng)目的配套工程，除了陽光電源1036MWh戶外預(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)外，華科儲(chǔ)能集成供貨10MW/40MWh戶外裝配式磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及1MW/4MW鋅溴液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該混合項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)一次性投產(chǎn)的最大電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目，同時(shí)，也是高寒、高海拔地區(qū)建成投產(chǎn)規(guī)模最大的智慧化混合儲(chǔ)能共享儲(chǔ)能電站。
磷酸鐵鋰+超級(jí)電容
超級(jí)電容與飛輪儲(chǔ)能同屬于功率型儲(chǔ)能，具有功率密度大、響應(yīng)速度快、循環(huán)次數(shù)多等特點(diǎn)，在平滑瞬時(shí)功率波動(dòng)方面效果較好，不過目前超級(jí)電容的價(jià)格較高。
華能西安超級(jí)電容混合儲(chǔ)能輔助火電機(jī)組AGC調(diào)頻技術(shù)研究及示范應(yīng)用工程，項(xiàng)目位于福建羅源，采用15MW/7.5MWh磷酸鐵鋰電池和5MW/0.333MWh超級(jí)電容組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該項(xiàng)目建設(shè)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的5MW超級(jí)電容+15MW鋰電池混合儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)，將耦合華能羅源電廠燃煤發(fā)電機(jī)組共同參與電網(wǎng)調(diào)頻，紓解傳統(tǒng)火電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)響應(yīng)速度較慢，難以快速?gòu)浹a(bǔ)電網(wǎng)發(fā)用兩側(cè)供需缺口的問題。
該系統(tǒng)商運(yùn)后，華能羅源電廠燃煤機(jī)組的調(diào)頻時(shí)間可提升14倍以上，調(diào)節(jié)速率可提升4倍以上，調(diào)節(jié)精度可提升3倍以上。
廣東珠海金灣發(fā)電16 MW磷酸鐵鋰+4 MW超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)AGC混合儲(chǔ)能輔助調(diào)頻項(xiàng)目在2023年11月正式投運(yùn)，該項(xiàng)目是廣東省首個(gè)“鋰電+超級(jí)電容”火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目，已列入國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)。
混合儲(chǔ)能，亟需打通哪些環(huán)節(jié)？
從新疆下發(fā)的混合儲(chǔ)能項(xiàng)目看，大多為磷酸鐵鋰與其他技術(shù)類型匹配，組合形式多樣，既存在與鉛炭、液流、氫儲(chǔ)、熔鹽等長(zhǎng)時(shí)間尺寸尺度儲(chǔ)能技術(shù)的搭配，也有飛輪儲(chǔ)能這種功率型儲(chǔ)能技術(shù)混合使用的項(xiàng)目。
一般來講，混合儲(chǔ)能結(jié)合能量型儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性和功率型儲(chǔ)能充放電速度快特性，從而提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體性能和經(jīng)濟(jì)性。
從實(shí)際的一些案例來看，單一儲(chǔ)能系統(tǒng)性能指標(biāo)也能滿足電網(wǎng)需求，但混合儲(chǔ)能更考慮項(xiàng)目綜合效能或者性價(jià)比。
比如，電網(wǎng)一次調(diào)頻具有高頻次特性，單一鋰電儲(chǔ)能為保證安全運(yùn)行，電芯更換頻率高，成本高昂。而電網(wǎng)一次調(diào)頻的隨機(jī)性，適合高頻次充放電但容量低的飛輪、超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)，為保證概率發(fā)生較低的大功率、長(zhǎng)時(shí)間的一次調(diào)頻性能，配備功率更高，容量更大的儲(chǔ)能系統(tǒng)大大增加了項(xiàng)目投資成本。
但產(chǎn)業(yè)鏈的不完善是混合儲(chǔ)能的一大難點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用過程或?qū)⒊霈F(xiàn)一系列技術(shù)及管理問題。
第一，混合儲(chǔ)能中各類儲(chǔ)能技術(shù)性能、壽命折損差異較大，如何準(zhǔn)確評(píng)估系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，保持內(nèi)部性能的穩(wěn)定一致，延緩系統(tǒng)壽命的衰退，是混合儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的一大難點(diǎn)。第二，不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備之間存在著相互作用和協(xié)作的關(guān)系，管理復(fù)雜，EMS調(diào)度難度大。第三，混合儲(chǔ)能大都處于示范階段，商業(yè)化模式尚不明顯。
今年6月，中車株洲所領(lǐng)銜的新疆巴里坤混合儲(chǔ)能項(xiàng)目，針對(duì)性開發(fā)了行業(yè)首個(gè)可以調(diào)配鈉離子電池、全釩液流電池、半固態(tài)電池充放電策略的的能量管理系統(tǒng)。
國(guó)網(wǎng)山西電科院新能源所所長(zhǎng)郭強(qiáng)接受媒體采訪時(shí)曾表示，儲(chǔ)能是一個(gè)系統(tǒng)，不是設(shè)備的簡(jiǎn)單堆疊。儲(chǔ)能本體、控制系統(tǒng)、通訊傳輸都需要協(xié)調(diào)配合，混合儲(chǔ)能相互適應(yīng)才能顯現(xiàn)出最好的性能特性。
事實(shí)上，因市場(chǎng)體量較小，混合儲(chǔ)能項(xiàng)目EMS基本處于定制化階段。如何更好實(shí)現(xiàn)多個(gè)技術(shù)路線的更優(yōu)協(xié)同，仍處于探索階段。
從示范到商業(yè)化，還有多遠(yuǎn)？
2024年以來，眾多混合儲(chǔ)能項(xiàng)目進(jìn)入并網(wǎng)期。
6月，由中國(guó)中車集團(tuán)旗下中車株洲所設(shè)計(jì)、施工、供應(yīng)設(shè)備的中電建新疆巴里坤156MW/624MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目正式投入運(yùn)營(yíng)。
該項(xiàng)目位于新疆巴里坤三塘湖縣臨湖區(qū)域，是新疆首個(gè)采用多種新型儲(chǔ)能技術(shù)的混合儲(chǔ)能電站。該項(xiàng)目配置了150MW/600MWh磷酸鐵鋰電池艙、2.5MW/10MWh半固態(tài)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、2.5MW/10MWh全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)和1MW/4MWh鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該項(xiàng)目形成了多元儲(chǔ)能體系，在滿足商業(yè)化應(yīng)用需求的同時(shí)也具有良好的示范效應(yīng)。
2024年6月29日完成首次并網(wǎng)的華電灌云20萬千瓦/40萬千瓦時(shí)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目是目前江蘇省規(guī)模最大的混合儲(chǔ)能電站，該項(xiàng)目由190MW/380MWh液冷磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)和10MW/20MWh全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)組成。
2024年7月31日，包含混合儲(chǔ)能的國(guó)內(nèi)單體最大共享儲(chǔ)能電站——華電青海海西州托格若格共享儲(chǔ)能電站全容量并網(wǎng)。
走向并網(wǎng)的混合儲(chǔ)能項(xiàng)目逐漸增多，越來越多停留于理論的優(yōu)化指標(biāo)，將得到進(jìn)一步“檢驗(yàn)”。
在海外，包括美國(guó)加利福尼亞州2022年為一個(gè)結(jié)合全釩液流電池和鋅混合電池的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目提供3100萬美元補(bǔ)助在內(nèi)，全球多個(gè)國(guó)家正在財(cái)政補(bǔ)助或者推動(dòng)混合儲(chǔ)能項(xiàng)目示范。
高工儲(chǔ)能分析認(rèn)為，伴隨越來越多的混合項(xiàng)目走向?qū)嶋H運(yùn)行驗(yàn)證，以及新疆、內(nèi)蒙、湖北、山西等地示范性指引，混合儲(chǔ)能或?qū)⒂瓉硪惠喛缭绞皆鲩L(zhǎng)。
