中國儲能網(wǎng)訊：近期，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，超20省也已明確儲能配置比例，“新能源+儲能”開發(fā)建設模式初顯成效，中國新型儲能進入快速發(fā)展階段。在多元儲能體系的商業(yè)化運行過程中，電化學儲能（以鋰離子電池為主）及光熱發(fā)電（配置熔鹽光熱儲能）以靈活方便、技術較為成熟、較易形成規(guī)模的特點在國內(nèi)競爭性配置、大基地建設等多類項目和豐富的商業(yè)場景中積極應用。
本文就電化學儲能（鋰離子電池）及光熱發(fā)電（配置熔鹽光熱儲能）兩類儲能方式，從應用場景、技術性能、經(jīng)濟造價三方面進行初步比對，對這兩類儲能的配置提出建議。
電化學儲能部分
一、應用概況
根據(jù)4月中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟最新發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2022》，截至2021年底，我國已投運新型儲能累計裝機規(guī)模達到5729.7MW，同比增長75%，其中鋰離子電池占比接近90%。2021年新增投運新型儲能新增規(guī)模首次突破2GW，達到2.4GW/4.9GWh，同比增長54%，鋰離子電池有百兆瓦級項目并網(wǎng)運行。
圖1 中國電力儲能市場累計裝機規(guī)模（2000-2021）
二、技術原理
電化學儲能具有能量密度高、響應時間快、維護成本低、靈活方便等優(yōu)點，已成為目前大規(guī)模儲能技術的發(fā)展方向。其中，磷酸鐵鋰由于具有安全性與循環(huán)壽命優(yōu)勢、材料成本的誘惑，是電力儲能領域的熱門技術和應用最多的鋰電技術。但是目前磷酸鐵鋰電池單個電芯壽命為4000次，電池成組后則只有3000次左右，系統(tǒng)充放電效率約85%左右，1kWh的電池生命周期內(nèi)放出電量不到2500kWh。
三、應用場景
電化學儲能技術已經(jīng)比較成熟，具有響應速度快、建設周期短、施工安裝易，能夠貼近負荷、各類新能源靈活配置，成本也逐年降低，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)都有相應的應用場景。
圖5 2021年中國新增新型儲能項目接入位置&應用場景分布
1. 電源側(cè)電化學儲能結(jié)合光伏或風電發(fā)電站建設，可提高該新能源發(fā)電站的消納比例，減少棄風棄光給電站帶來的影響。也可提高電站調(diào)頻能力，參與電網(wǎng)調(diào)頻。
2. 電網(wǎng)側(cè)儲能將儲能配置在電網(wǎng)節(jié)點上，可參與調(diào)峰服務，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平，配置在新能源送出阻塞的關鍵節(jié)點，可在阻塞發(fā)生時充電儲能，在電網(wǎng)夜間需要增加電源出力時放電，提升新能源消納能力。配置在峰谷差較大的變電站可幫助電網(wǎng)削峰填谷，延緩電網(wǎng)升級改造。
圖6 電化學儲能參與電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻服務
3. 用戶側(cè)儲能作用包括分時電價管理（峰谷價差套利）、容量費用管理、需求側(cè)響應、提高供電可靠性、以及在微電網(wǎng)中起到穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、提供備用電源、提高調(diào)度靈活性、能提高現(xiàn)有發(fā)輸配用電設備的利用率等。
圖7 工商業(yè)儲能峰谷價差套利、減少電費成本
四、安全風險
目前應用廣泛的鋰離子電池由于其固有的充放電工作原理，該類電化學儲能存在天然的安全隱患。因生產(chǎn)工藝、運行操作等原因，國際國內(nèi)已有多起鋰電池類的電化學儲能起火爆炸安全事故發(fā)生。其他類型的電化學儲能也有相似情況。因此，電化學儲能的建設需滿足防火和防爆的要求。
五、建設條件
1. 電化學儲能電站總體規(guī)劃應與當?shù)氐某擎?zhèn)規(guī)劃或工業(yè)區(qū)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，宜充分利用就近的交通、給排水及防洪等公用設施。站區(qū)內(nèi)設備的布置應緊湊合理，方便操作，并應設置檢修場地及放置備品備件、檢修工具的場所，以及相應的消防及運輸通道和起吊空間。
2. 電化學儲能電站站址選擇應根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、負荷分布、應用對象、應用位置、城鄉(xiāng)規(guī)劃、征地拆遷的要求進行，并應滿足防火和防爆要求，且應通過技術經(jīng)濟比較選擇站址方案。站址應有方便、經(jīng)濟的交通運輸條件，與站外公路連接應短捷，且工程量?。徽局芬丝拷煽康乃?。
六、經(jīng)濟性分析
根據(jù)相關研究，延長電池壽命是LCOS下降的核心影響因素。根據(jù)寧德時代估算，對于6000次儲能系統(tǒng)，若電池壽命延長到10000次，LCOS可下降60%以上。同時，降低損耗是降本的有效路徑，具體包括提升能量效率、改善冷卻方式、提升能量密度等。
圖8 電池儲能技術進步空間大
根據(jù)相關研究資料及實際工作開展情況，現(xiàn)收集若干經(jīng)濟性測算案例以供參考。
案例1——儲能系統(tǒng)成本簡單計算
（1）案例來源
2021年11月武漢儲能會議，水發(fā)興業(yè)能源（珠海）有限公司李晟主講《儲能應用技術發(fā)展困境與思考》
（2）案例詳情
目前磷酸鐵鋰電池單個電芯壽命為4000次，電池成組后則只有3000次左右，容量從100%到80%損耗，系統(tǒng)85%左右的充放電效率，1kWh的電池生命周期內(nèi)放出電量不到2500kWh。
假如收入為0.8元/度電（目前所謂的可以賺錢的峰谷差），則毛收入為2000元，加上運維費用，稅費等損耗，1kWh儲能系統(tǒng)成本如果在1500元以上就會賠錢。
案例2——光伏+電化學儲能
（1）案例來源
2021年11月武漢儲能會議，浙江浙能技術研究院馬福元主講《電化學儲能助力碳中和》
（2）案例詳情
2021年電化學儲能系統(tǒng)成本約1.5元/Wh左右，是儲能經(jīng)濟性的拐點，大電站配儲在某些地區(qū)具備較強的經(jīng)濟性。假設光伏電站100MW的運營規(guī)模，配儲20%*2h，循環(huán)次數(shù)為7000次，每天充放電一次，按照配儲后電站4.5元/W的綜合成本計算：一類地區(qū)發(fā)電小時1100h，上網(wǎng)電價為0.51元/kWh，具備經(jīng)濟性；二類地區(qū)發(fā)電小時為1300h，上網(wǎng)電價為0.42元/kWh，具備經(jīng)濟性；三類地區(qū)發(fā)電小時為1600h，上網(wǎng)電價為0.36元/kWh，具備經(jīng)濟性。
圖9 不同場景下大電站配儲經(jīng)濟性彈性測算
數(shù)據(jù)來源：中國能源網(wǎng)
