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                [國資小新]:“充電寶”容量能做到多大?國家隊:我想挑戰一下

                來源:國資小新
                作者:國資小新
                發布時間:2022-04-08
                【 字體:

                從去年以來,國家有關部門密集出臺了一系列有關儲能的利好政策,進一步明確了新型儲能的發展目標,也推動儲能行業的快速發展。

                前不久,有關部門印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》提出,到2025年,新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段,具備大規模商業化應用條件。

                現成的能源為什麽要儲存起來?

                為什麽要高質量、規模化發展新型儲能?這是當前新能源開發規模快速增加、發電側波動持續增大的背景下,提升電力系統調節能力、保障電力系統安全穩定運行的必然需求。

                這句話聽起來有點籠統翻譯一下:當前,我國正在加快推進綠色低碳轉型發展和能源結構優化,中央企業對水電、風電、光伏等清潔能源發電投資力度不斷加大。

                但是要知道,風電、光伏都是“看天吃飯”,其發電具有波動性、間歇性,“極熱無風”“極寒無光”。隨著未來大規模、高比例應用,再加上煤電面臨轉型、新增裝機規模趨緩,如果遇到無風無光、陰冷冰凍的極端天氣,風電光伏發電出力大減,電力供應由誰來保障?

                凡事預則立,在這樣的長遠考慮下,就迎來了儲能行業的發展。

                儲能的作用可以通俗理解為“充電寶”,風電、光伏大發時或者用電低谷時充電,風光出力小或者用電高峰時放電。既能平滑不穩定的光伏發電和風電,提高可再生能源占比,也能配合常規火電、核電等電源,為電力系統運行提供調峰調頻等輔助服務,提高電力系統的靈活性,豈不妙哉?

                儲能按照性質分,一般可分為三類:物理儲能、電磁儲能、電化學儲能。

                物理儲能主要包括抽水蓄能,以及壓縮空氣、飛輪儲能等,它的基本原理是使電能實現與水勢能、氣壓勢能、動能的相互轉化。

                電磁儲能主要包括超導電磁儲能和超級電容器儲能,具有響應快、效率好、成本高的特點,大至軌道交通,小到固態硬盤中都能見到他們的身影。

                電化學儲能是指電池儲能,有鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰電池等。近年來,在政策的推動下我國電化學儲能技術發展較為迅速,且在發電側、電網側和用電側均有應用。

                從應用場景看,也可以將儲能分為三類:電源側儲能、電網側儲能和用戶側儲能。

                電源側儲能配置在電源端,可以為傳統發電端提供輔助調峰調頻服務,也更多應用在風光等新能源削峰填谷、平抑波動、提高新能源消納方面。

                電網側儲能分布在電網關鍵節點,能大幅提升大規模高比例新能源並網和大容量直流系統接入的靈活調節能力,主要發揮調峰調頻輔助支撐、緩解電網阻塞、延緩輸配電設備擴容升級等作用。

                用戶側儲能安裝在用戶負荷端,起到削峰填谷、需求響應、電源備用等作用。隨著市場交易機制完善,可以實現峰谷差套利、容量電費精益管理等。

                數據顯示,2021年全年全國新增儲能裝機容量超過1.2吉瓦,建設規模是2020年水平的8.5倍。2022年前兩個月,新增裝機的儲能規模達到2.2吉瓦左右,同比增長10倍。

                那麽,當前中央企業在儲能領域的布局如何?

                發展成熟、頗具規模的抽水蓄能

                抽水蓄能是世界各國保障電力系統安全穩定運行的重要方式。今年的《政府工作報告》明確指出,要加強抽水蓄能電站建設,提升電網對可再生能源發電的消納能力。

                抽水蓄能電站就是在山上山下建設兩個水庫,在用電低谷時用富余的電把山下的水抽到山上,將電能轉化為水的勢能,在用電高峰時放水發電,將水的勢能轉化為電能,相當於一個巨型“充電寶”,可以作為電網的穩壓器、清潔能源的儲存器。

                簡單回顧我國抽水蓄能電站的建設歷史,可以發現,我國起步較晚,但發展卻十分迅速。

                我國抽水蓄能領域的發展始於20世紀60年代後期的河北崗南電站,通過廣州抽水蓄能電站、北京十三陵抽水蓄能電站和浙江天荒坪抽水蓄能電站的建設運行,夯實了抽水蓄能發展的基礎。

                隨著我國經濟社會快速發展,抽水蓄能發展加快,相繼建設了泰安、惠州、白蓮河、西龍池、仙居、豐寧、陽江、長龍山、敦化等一批具有世界先進水平的抽水蓄能電站。

                近年來,我國抽水蓄能電站裝機規模顯著增長。目前,我國已投產抽水蓄能電站主要分布在華東、華北、華中和廣東,在建抽水蓄能電站總規模5513萬千瓦,約60%分布在華東和華北,已建和在建規模均居世界首位。

                此外,隨著一大批標誌性工程相繼建設投產,我國抽水蓄能電站工程技術水平顯著提升,機組制造自主化水平明顯提高,全產業鏈體系基本完備。

                看未來,抽水蓄能的發展前景仍十分廣闊。

                目前,我國抽水蓄能在電力系統中的占比僅有1.4%,與發達國家相比仍有較大差距。結合我國能源資源稟賦條件,抽水蓄能是當前及未來一段時期滿足電力系統調節需求的關鍵方式,對保障電力系統安全、促進新能源大規模發展和消納利用具有重要價值。

                近日,有關部門聯合印發通知,部署加快“十四五”時期抽水蓄能項目開發建設。根據《抽水蓄能中長期發展規劃(2021—2035年)》,到2025年,我國抽水蓄能投產總規模較“十三五”翻一番,達到6200萬千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投產總規模較“十四五”再翻一番,達到1.2億千瓦左右。

                作為落實“碳達峰”“碳中和”戰略的主力軍,中核集團、國家電網、南方電網、中國華能、中國大唐、中國彩神88、國家電投、中國三峽集團、國家能源集團、哈電集團、東方電氣、中國電建、中國能建、中國電氣裝備集團、中廣核等中央企業將繼續積極布局或助力建設抽水蓄能電站,加快推進綠色低碳轉型發展和能源結構優化。

                雖然“抽蓄款”充電寶規模大、壽命長、技術成熟,但也有一定弊端,比如建設周期較長、受地勢影響大。我們還有其他款式的充電寶嗎?

                您別說,還不少!

                探索發展、前景廣闊的新型儲能

                新型儲能是什麽?通常來說,新型儲能是指除抽水蓄能以外的新型儲能技術,包括新型鋰離子電池、液流電池、飛輪、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等。

                新型儲能單站體量可大可小,環境適應性強,能夠靈活部署於電源、電網和用戶側等各類應用場景,可以作為抽水蓄能的增量補充。

                “壓縮空氣”充電寶鹽穴壓縮空氣儲能是一種利用地下鹽穴儲氣的大容量物理儲能技術,其利用低谷電將空氣壓縮到鹽穴中,用電高峰時再釋放壓縮空氣發電,從而實現電網削峰填谷,提升電網調節能力和新能源消納能力,具有容量大、壽命長、安全環保等優勢。

                “飛輪”充電寶:飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉,在需要的時候再用飛輪帶動發電機發電的儲能方式。相較於化學儲能,擁有壽命長(25年)、安全性高、回收利用簡易、綠色環保的特點。

                “液流電池”充電寶,國家電投自主研發的鐵-鉻液流電池儲能技術正是新型儲能技術的一種。鐵-鉻液流電池儲能系統具有儲能功率和容量可靈活定制、壽期長、安全環保、環境適應性強、低成本、資源豐富等優勢,被譽為“平地抽水蓄能”。其原材料資源充足,價格低廉,隨著技術逐步成熟,將充分釋放其巨大潛力。

                鐵-鉻液流電池儲能技術此前已在張家口250kW鐵-鉻液流電池儲能示範項目上成功應用驗證——2020年12月23日,國內首座、國際最大的百千瓦級鐵-鉻液流電池儲能系統投入運行,目前已穩定運行近400天,一次儲能時長可達到6小時。在經受住了張家口地區-40℃的極寒考驗的同時,為冬奧地區持續穩定存儲、提供清潔電能超過5萬千瓦時。

                鋰電池充電寶與其他新型儲能技術相比,磷酸鐵鋰電池儲能技術具有系統效率高、響應速度快、控制精度高以及安裝靈活等優點,同時具有很好的技術經濟性,在國內外電化學儲能市場中占比超過80%,是應用最廣泛的電化學儲能技術。

                中國彩神88滕州公司儲能項目是目前國內最大集中共享式電化學儲能調峰項目。該項目包括100兆瓦/200兆瓦時磷酸鐵鋰電池儲能系統,同步建設1兆瓦/2兆瓦時液流電池儲能系統,一次能充20萬度電量,一年可滿足約6萬家庭用電需求。

                充“氫”寶利用電解水制氫,可以實現電與氫的轉化,從而實現制氫儲能。而氫能車輛、輪船使用氫燃料電池驅動,可實現電能的移動使用。

                近年來,我國正在加快發展氫能產業。氫能產業鏈包括制氫、儲運、加氫、氫能應用等方面,其中,制氫是基礎,儲運和加氫是氫能應用的核心保障。

                目前,全球氫氣儲運主要有三種路徑:高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫,以及固態儲氫(物理吸附和化學氫化物)。我國儲氫行業中發展的主流是高壓氣態儲氫方式,大部分加氫站都采用高壓儲氫。

                儲“熱”寶儲熱技術是以儲熱材料為媒介,將太陽能光熱、地熱、工業余熱、低品位廢熱等熱能儲存起來,在需要的時候直接利用或轉化為電能。

                據介紹,“十三五”以來,我國新型儲能實現由研發示範向商業化初期過渡,實現了實質性進步。鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術已達到世界領先水平,2021年底新型儲能累計裝機超過400萬千瓦。

                能源安全無小事,綠色發展正當時。中央企業積極推動能源革命,確保能源充足、穩定供應,著力推動經濟社會發展全面綠色轉型,助力實現“碳達峰”“碳中和”,為人民群眾的美好生活“充電”“加油”,把能源的飯碗牢牢端在自己手裏!


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