中國儲能網(wǎng)訊：近日，新疆2024年全區(qū)獨立新型儲能項目清單發(fā)布，總規(guī)模7.35GW/30.86GWh。技術類型廣泛涵蓋磷酸鐵鋰、全釩液流、鈉離子電池、壓縮空氣、重力儲能、鉛炭、氫儲、熱儲等多種類型。
其中，混合儲能規(guī)模最大，為3.002GW/12.96GWh；磷酸鐵鋰其次，為3.2GW/12.8GWh；全釩液流電池儲能規(guī)模達0.7GW/2.8GWh。
不久前，甘肅武威下發(fā)熱電綜合能源項目，包括建設綜合儲能電站，以火電廠熔鹽儲能+電化學儲能的綜合方式實現(xiàn)騰格里大基地本地消納項目配套儲能：綜合儲能電站容量為90MW×6h熔鹽儲能+250MW×2h電化學儲能。
早在今年2月，國家能源局發(fā)布56個項目的新型儲能試點示范項目名單，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)的混合儲能項目8個入選，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)側獨立新型儲能示范項目，其中涉及長時儲能項目16個，更有10個采用了混合儲能技術。
國際研究機構Navigant對儲能混合系統(tǒng)定義是：結合兩種及以上的互補操作特性的儲能技術的穩(wěn)定儲能系統(tǒng)。
混合儲能多為兩種或兩種以上不同性能特點的儲能技術組合?？珊唵畏譃椋翰煌愋蛢δ艿幕旌?，比如液流電池+磷酸鐵鋰電池、液流電池+飛輪儲能、超級電容+磷酸鐵鋰、飛輪+磷酸鐵鋰電池、儲熱+磷酸鐵鋰等；同類型儲能技術的混合，比如1C+0.25C磷酸鐵鋰等。
混合儲能的問世，主要是為了彌補單一技術路線的局限性，或者為了更好的經(jīng)濟性。
比如全釩液流電池和鋰電池，兩種儲能技術具有的各自優(yōu)勢，即鋰電池的高比功率，全釩液流電池的高容量，再結合成本、技術成熟度、效率以及壽命等因素，全釩液流電池與鋰電池混合儲能綜合來說可以較好地滿足電力系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)的要求，使得儲能系統(tǒng)同時具有高電力和高能效的特點。
華電國際電力股份有限公司朔州熱電分公司生技部李海強曾表示，飛輪+鋰電池作為混合儲能進行調(diào)頻，能解決火電機組，尤其是帶來循環(huán)流化床機組大幅度調(diào)頻能力提升。同時，對機組的設備磨損減少，投入ACE模式增發(fā)發(fā)電意義明顯。
混合儲能，“磷酸鐵鋰+”數(shù)量之最
除了新疆等混合儲能需求快速釋放外，山西、內(nèi)蒙古、湖北等地混合儲能均進入了“加速跑”階段。目前混合儲能項目以磷酸鐵鋰+飛輪；磷酸鐵鋰+液流電池；磷酸鐵鋰+超級電容；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儲能方式的互補；二是，當前磷酸鐵鋰儲能處于絕對主流，混合儲能旨在解決單一磷酸鐵鋰技術路線的一些短板。
磷酸鐵鋰+飛輪電池儲能
磷酸鐵鋰+飛輪儲能是目前最多的混合儲能技術類型，從區(qū)域上來看，山西省的此類混合儲能項目較多。
2022-2023年底，山西省備案通過混合儲能項目16個，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能復合調(diào)頻項目正式投運，采用飛輪+鋰電池組合，該項目是國內(nèi)首個飛輪+鋰電池儲能復合調(diào)頻項目，填補了國內(nèi)飛輪與電化學復合儲能領域的空白。
該項目于2022年3月23日開工建設，總容量8MW，由4臺全球單體容量最大、擁有自主知識產(chǎn)權的飛輪裝置和10組鋰電池組成的復合儲能系統(tǒng)，是火電機組混合儲能聯(lián)合調(diào)頻示范性工程項目。
此外，于2023年7月6日簽約的山西陽泉礦區(qū)100MW/100.42MWh獨立儲能調(diào)頻電站項目，同樣采用鋰電+飛輪儲能的搭配，其中鋰電儲能50MW/100MWh，飛輪儲能50MW/0.42kWh。
2024年5月，山西省文水縣新建飛輪儲能+磷酸鐵鋰儲能200MW/100.83MWh獨立混合儲能建設項目正式開工。
磷酸鐵鋰+液流電池儲能
目前，液流電池和鋰電池混合儲能站的建設已取得較大進展，目前處于示范站建設階段。其中“磷酸鐵鋰+全釩液流電池”的混合儲能站建設項目最多。
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)，被稱為迄今為止國內(nèi)規(guī)模最大構網(wǎng)型（獨立）混合儲能項目——新華烏什500MW/2000MWh 構網(wǎng)型儲能項目，在7月進入電氣設備安裝階段。該項目分別為250MW/1000MWh磷酸鐵鋰電池儲能、250MW/1000MWh全釩液流電池儲能，儲能時長4小時，預計能滿足約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入示范階段。華電萊城101兆瓦/206兆瓦時儲能電站示范項目，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能系統(tǒng)，是濟南地區(qū)最大城市“充電寶”。
同時該項目配合已投運的9MW/4.5MWh儲能調(diào)頻電站，探索“火+儲聯(lián)合調(diào)峰”以及“調(diào)峰+調(diào)頻聯(lián)合儲能”運行模式，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優(yōu)勢。項目的鐵鉻液流儲能系統(tǒng)設備由液流儲能科技有限公司提供，磷酸鐵鋰系統(tǒng)集成由山東電工時代能源科技有限公司提供。
當前液流電池全面進入示范階段，鋅溴液流電池+磷酸鐵鋰儲能項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共享儲能電站全容量并網(wǎng)。作為華電青海德令哈100萬千瓦光儲及3兆瓦制氫項目的配套工程，除了陽光電源1036MWh戶外預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)外，華科儲能集成供貨10MW/40MWh戶外裝配式磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)及1MW/4MW鋅溴液流電池儲能系統(tǒng)組成的混合儲能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該混合項目是目前國內(nèi)一次性投產(chǎn)的最大電化學儲能項目，同時，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能共享儲能電站。
磷酸鐵鋰+超級電容
超級電容與飛輪儲能同屬于功率型儲能，具有功率密度大、響應速度快、循環(huán)次數(shù)多等特點，在平滑瞬時功率波動方面效果較好，不過目前超級電容的價格較高。
華能西安超級電容混合儲能輔助火電機組AGC調(diào)頻技術研究及示范應用工程，項目位于福建羅源，采用15MW/7.5MWh磷酸鐵鋰電池和5MW/0.333MWh超級電容組成混合儲能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該項目建設了擁有自主知識產(chǎn)權的5MW超級電容+15MW鋰電池混合儲能調(diào)頻系統(tǒng)，將耦合華能羅源電廠燃煤發(fā)電機組共同參與電網(wǎng)調(diào)頻，紓解傳統(tǒng)火電機組對電網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)響應速度較慢，難以快速彌補電網(wǎng)發(fā)用兩側供需缺口的問題。
該系統(tǒng)商運后，華能羅源電廠燃煤機組的調(diào)頻時間可提升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超級電容器儲能系統(tǒng)AGC混合儲能輔助調(diào)頻項目在2023年11月正式投運，該項目是廣東省首個“鋰電+超級電容”火儲聯(lián)合調(diào)頻項目，已列入國家重點研發(fā)計劃“儲能與智能電網(wǎng)技術”重點專項。
混合儲能，亟需打通哪些環(huán)節(jié)？
從新疆下發(fā)的混合儲能項目看，大多為磷酸鐵鋰與其他技術類型匹配，組合形式多樣，既存在與鉛炭、液流、氫儲、熔鹽等長時間尺寸尺度儲能技術的搭配，也有飛輪儲能這種功率型儲能技術混合使用的項目。
一般來講，混合儲能結合能量型儲能的經(jīng)濟性和功率型儲能充放電速度快特性，從而提升儲能系統(tǒng)的整體性能和經(jīng)濟性。
從實際的一些案例來看，單一儲能系統(tǒng)性能指標也能滿足電網(wǎng)需求，但混合儲能更考慮項目綜合效能或者性價比。
比如，電網(wǎng)一次調(diào)頻具有高頻次特性，單一鋰電儲能為保證安全運行，電芯更換頻率高，成本高昂。而電網(wǎng)一次調(diào)頻的隨機性，適合高頻次充放電但容量低的飛輪、超級電容儲能系統(tǒng)，為保證概率發(fā)生較低的大功率、長時間的一次調(diào)頻性能，配備功率更高，容量更大的儲能系統(tǒng)大大增加了項目投資成本。
但產(chǎn)業(yè)鏈的不完善是混合儲能的一大難點，實際應用過程或?qū)⒊霈F(xiàn)一系列技術及管理問題。
第一，混合儲能中各類儲能技術性能、壽命折損差異較大，如何準確評估系統(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，是混合儲能系統(tǒng)應用的一大難點。第二，不同類型的儲能設備之間存在著相互作用和協(xié)作的關系，管理復雜，EMS調(diào)度難度大。第三，混合儲能大都處于示范階段，商業(yè)化模式尚不明顯。
今年6月，中車株洲所領銜的新疆巴里坤混合儲能項目，針對性開發(fā)了行業(yè)首個可以調(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)。
國網(wǎng)山西電科院新能源所所長郭強接受媒體采訪時曾表示，儲能是一個系統(tǒng)，不是設備的簡單堆疊。儲能本體、控制系統(tǒng)、通訊傳輸都需要協(xié)調(diào)配合，混合儲能相互適應才能顯現(xiàn)出最好的性能特性。
事實上，因市場體量較小，混合儲能項目EMS基本處于定制化階段。如何更好實現(xiàn)多個技術路線的更優(yōu)協(xié)同，仍處于探索階段。
從示范到商業(yè)化，還有多遠？
2024年以來，眾多混合儲能項目進入并網(wǎng)期。
6月，由中國中車集團旗下中車株洲所設計、施工、供應設備的中電建新疆巴里坤156MW/624MWh儲能項目正式投入運營。
該項目位于新疆巴里坤三塘湖縣臨湖區(qū)域，是新疆首個采用多種新型儲能技術的混合儲能電站。該項目配置了150MW/600MWh磷酸鐵鋰電池艙、2.5MW/10MWh半固態(tài)電池儲能系統(tǒng)、2.5MW/10MWh全釩液流儲能系統(tǒng)和1MW/4MWh鈉離子電池儲能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該項目形成了多元儲能體系，在滿足商業(yè)化應用需求的同時也具有良好的示范效應。
2024年6月29日完成首次并網(wǎng)的華電灌云20萬千瓦/40萬千瓦時儲能電站項目是目前江蘇省規(guī)模最大的混合儲能電站，該項目由190MW/380MWh液冷磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)和10MW/20MWh全釩液流儲能系統(tǒng)組成。
2024年7月31日，包含混合儲能的國內(nèi)單體最大共享儲能電站——華電青海海西州托格若格共享儲能電站全容量并網(wǎng)。
走向并網(wǎng)的混合儲能項目逐漸增多，越來越多停留于理論的優(yōu)化指標，將得到進一步“檢驗”。
在海外，包括美國加利福尼亞州2022年為一個結合全釩液流電池和鋅混合電池的長時儲能項目提供3100萬美元補助在內(nèi)，全球多個國家正在財政補助或者推動混合儲能項目示范。
高工儲能分析認為，伴隨越來越多的混合項目走向?qū)嶋H運行驗證，以及新疆、內(nèi)蒙、湖北、山西等地示范性指引，混合儲能或?qū)⒂瓉硪惠喛缭绞皆鲩L。
