抽水蓄能
抽水儲能是物理儲能的一種,是在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫時將電能轉化成重力勢能儲存起來,在負荷高峰時利用反向水流發(fā)電的形式,綜合效率在70%到85%之間。相較于其它電化儲能技術更加安全,但是對于地理環(huán)境有很高要求。
截至2021年10月,全國已投產和在建的抽水蓄能中,電網(wǎng)企業(yè)占據(jù)主導地位,但在儲備項目方面,發(fā)電集團和地方能源企業(yè)獲取的站點資源規(guī)模有趕超之勢。
全國抽水蓄能已經投產3354萬千瓦,其中國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)在運裝機3066萬千瓦,占比達到91.4%。全國在建抽水蓄能裝機為5288萬千瓦,其中國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)在建裝機4488萬千瓦,占比84.9%。
2021年9月,國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(以下簡稱“規(guī)劃”)。根據(jù)規(guī)劃,本次中長期規(guī)劃提出抽水蓄能儲備項目247個,總裝機規(guī)模約3.05億千瓦。在發(fā)展目標方面,規(guī)劃提出到2025年,抽水蓄能投產總規(guī)模6200萬千瓦以上;到2030年,投產總規(guī)模1.2億千瓦左右。
2021年12月30日,國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站投產發(fā)電大會召開。據(jù)了解該項目位于河北省承德市豐寧縣,規(guī)劃安裝12臺單機容量30萬千瓦機組,總裝機360萬千瓦,總投資192億元。電站創(chuàng)造了四項世界第一,即:裝機容量世界第一,儲能能力世界第一,地下廠房規(guī)模世界第一,地下洞室群規(guī)模世界第一。
2021年12月30日,三峽集團所屬三峽建工浙江長龍山抽水蓄能電站3號機組順利完成15天考核試運行,正式投產發(fā)電。
全釩液流電池
全釩液流電池在安全性、循環(huán)壽命和系統(tǒng)殘值(資源循環(huán)利用)等方面具有突出優(yōu)勢,尤其適合應用在固定式大容量儲能領域。全釩液流電池利用不同價態(tài)釩離子之間的相互轉化,通過儲存、釋放化學能從而實現(xiàn)充放電。與鋰電池不同的是,由于全釩液流電池電解質離子存在于水溶液中,發(fā)生熱失控、過熱、爆炸的可能性大大降低。
但是全釩液流電池最大的劣勢是能量密度低于鋰電池;且初次投資比鋰電池高。儲能系統(tǒng)成本的核心參數(shù)是:一次性投資成本和全壽命周期度電成本,在具有特定收益模式的應用場景下,一次性投資成本越低,投資回報期越短,全壽命周期度電成本越低,利潤空間越大。
2021年8月29日,國家電投湖北綠動中釩新能源有限公司基地項目100MW/500MWh全釩液流電池儲能項目開工。該項目總投資93.2億元。其中,投資43.2億元建設100MW全釩液流電池儲能電站及500MW分布式屋頂光伏裝機項目,投資50億元建設1GW風電光伏發(fā)電項目。投資19億元的100MW全釩液流電池儲能電站項目,建設用地面積約120畝,預計五年內全部達產后,共實現(xiàn)產值20.95億元,稅收5200萬元。
2021年6月24日,山西國潤儲能全釩液流電池項目已落地試投產。
鈉離子電池
鈉離子電池使用的材料是鈉鹽,性狀穩(wěn)定,因此安全性較高。此外,鈉資源更加豐富,除了氯化鈉以外,鈉鹽有碳酸鈉、硝酸鈉、硫酸鈉、硫代硫酸鈉等化合物,因此鈉離子電池的原材料不會像鋰電池一樣有儲量不足的擔憂。
2021年8月25日,工信部在回復全國政協(xié)委員《關于在我國大力發(fā)展鈉離子電池的提案》時表示:高性價比的鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補充,尤其是在固定式儲能領域將具有良好發(fā)展前景。
2021年11月12日,全球首臺100kWh鈉離子電池數(shù)字儲能系統(tǒng)樣機順利通電,該樣機也是烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術研發(fā)試驗基地新型儲能驗證平臺首個完成通電測試的試制儲能集裝箱。
2021年6月27日,全球首套1兆瓦鈉離子儲能系統(tǒng),在山西太原正式投運。
三元電池
三元電池的優(yōu)點是能量密度高、低溫性能好、循環(huán)壽命長,但其高溫的穩(wěn)定性較差所以經常被人詬病不安全。而且因為鈷資源密集分布在海外,并且儲量相對于鋰資源和鎳資源來說,鈷可開采的儲量是最少的。行業(yè)內漸漸的有人認為應該用磷酸鐵鋰路線取代原本三元電池的使用。
2021年12月,我國動力電池產量共計31.6GWh,同比增長109.0%,環(huán)比增長12.0%。其中三元電池產量累計93.9GWh,占總產量42.7%,同比累計增長93.6%。
鈦酸鋰電池
鈦酸鋰電池是一種以鈦酸鋰為負極的可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成,鈦酸鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、循環(huán)壽命超長、適用于低溫、安全性好。國內廠家較少,目前廠家主要是格力鈦。
中國工程院院士陳清泉曾公開表示:“我認為儲能產業(yè)健康發(fā)展始終要把電池的安全性放在第一位,經過多年的實踐證明,格力鈦電池是目前鋰電池領域安全性能最好的電池之一。”
格力鈦儲能系統(tǒng)早已應用于我國最大的風光儲輸示范工程——張北風光儲輸示范工程、中科院大同分所智慧儲能系統(tǒng)平臺、粵港澳大灣區(qū)城市群核心珠海橫琴新區(qū)熱電廠等項目。
格力鈦儲能系統(tǒng)落地四川涼山州、甘孜州、阿壩州等地,憑借其安全可靠、超耐低溫、超長壽命的特性,格力鈦儲能系統(tǒng)作為備用電源可應對高海拔、超低溫地區(qū)基站供電不足、意外斷電等情況,保障通信基站安全工作和通訊暢通。
熔鹽儲能
熔鹽儲能是高安全、大容量、低成本、高可靠、長壽命、易回收的新型儲能技術形式,且熔鹽要比導熱油便宜。熔鹽可作為農業(yè)肥料且可大量獲取。此外,它更加環(huán)保,無毒,不可燃。研究人員指出,熔鹽儲能技術存儲能量的時間長于鋰離子電池,成本甚至與目前最廉價的大規(guī)模儲能方式抽水蓄能電站相當,且安全環(huán)保。
2021年11月9日,浙江省發(fā)改委發(fā)布《關于浙江省加快新型儲能示范應用的實施意見》。文件提出鼓勵探索開展儲氫、熔鹽儲能及其他創(chuàng)新儲能技術的研究和示范應用。
2021年11月19日,浙江首個“光伏+熔鹽儲熱+液流儲電”項目在杭州市錢塘區(qū)西子航空園區(qū)投運。
飛輪儲能
飛輪儲能利用電動機帶動飛輪高速旋轉,將能量存儲于高速旋轉的飛輪轉子中,需要時飛輪帶動發(fā)電機進行發(fā)電,是一種物理儲能方式。飛輪儲能具有高功率密度、充放電次數(shù)無限制、環(huán)境適應性強、無污染、工作效率高、使用壽命長、維護費用低等優(yōu)點,且相較于其它電化儲能技術更加安全。
2021年12月16日,國電投坎德拉(北京)新能源科技有限公司MW級飛輪儲能系統(tǒng)成功交付內蒙古霍林河“源-網(wǎng)-荷-儲-用”項目。
2021年11月10日,國家能源集團寧夏電力靈武公司光火儲耦合22兆瓦/4.5兆瓦時飛輪儲能工程開工,該項目是國內第一個全容量飛輪儲能-火電聯(lián)合調頻工程。
原標題:鋰電池會著火?哪種儲能技術更安全?