加快發(fā)展新型儲能,既是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng),消納高比例可再生能源的客觀需要,也是國際裝備制造業(yè)競爭的熱點領(lǐng)域,發(fā)展新型儲能已經(jīng)形成基本共識。
在2060年前實現(xiàn)碳中和的背景下,光伏、風電等新能源必將處于快速發(fā)展期。但是,太陽會落山、風的“脾氣”難以捉摸,因此,太陽能、風能只在特定時間產(chǎn)生。人們又該如何解決電力不穩(wěn)定、不連續(xù)的問題?答案就是儲能技術(shù)。
儲能技術(shù)就像給電力建銀行,在多余的時候把部分電力存儲起來,需要的時候釋放出來。在未來,作為光伏、風電等新能源重要支撐環(huán)節(jié)的新儲能產(chǎn)業(yè)有望開啟更大市場空間。
在國際上,加快發(fā)展新型儲能,既是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng),消納高比例可再生能源的客觀需要,也是國際裝備制造業(yè)競爭的熱點領(lǐng)域,發(fā)展新型儲能已經(jīng)形成基本共識。而對于我國來說,雖然新能源發(fā)電近年來取得了較快的發(fā)展,但是截至2021年,我國新能源發(fā)電占比卻只有11%左右。所以,為了進一步提高我國新能源發(fā)電的占比,與之配套的儲能技術(shù)便是重中之重了。
那么,被稱作新能源發(fā)展“最后一公里”的關(guān)鍵新型儲能技術(shù)將如何發(fā)展?今日請跟隨《中國科技信息》一起來了解一下。
新型儲能取得實質(zhì)性進步 鈉離子電池受關(guān)注
新型儲能是什么?它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。以“壓縮空氣儲能”來說,它是在用電低谷時,利用電能將空氣壓縮到鹽穴中;用電高峰時,再釋放空氣,推動空氣透平發(fā)電。例如在江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目,地下千米的鹽穴化身大型“充電寶”,一個儲能周期可存儲電量30萬度,相當于6萬居民一天的用電量。
事實上,新型儲能并非“新興事物”。“十三五”以來,我國新型儲能已經(jīng)實現(xiàn)由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡,實現(xiàn)了實質(zhì)性進步。尤其是鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術(shù)已達到世界領(lǐng)先水平,2021年底新型儲能累計裝機超過400萬千瓦。
近年來,電化學(xué)儲能技術(shù)電池安全性、循環(huán)壽命和能量密度等關(guān)鍵技術(shù)指標得到大幅提升,應(yīng)用成本快速下降。近5年,鋰電池能量密度提高了1倍以上、循環(huán)壽命提高了2至3倍、應(yīng)用成本下降超過60%。同時鈉離子電池、全釩液硫電池等相關(guān)技術(shù)也取得快速發(fā)展,鈉離子電池有望在2023年實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。
裝機規(guī)模不斷擴大 鋰離子電池仍占主導(dǎo)
新型儲能技術(shù)大勢所趨,我國進展如何?在2月13日國家能源局召開的新聞發(fā)布會上,一組數(shù)據(jù)對這一問題作出解答。截至2022年底,全國新型儲能裝機中,鋰離子電池儲能占比94.5%、壓縮空氣儲能2.0%、液流電池儲能1.6%、鉛酸(炭)電池儲能1.7%、其他技術(shù)路線0.2%。從2022年新增裝機技術(shù)占比來看,鋰離子電池儲能技術(shù)占比達94.2%,仍處于絕對主導(dǎo)地位,新增壓縮空氣儲能、液流電池儲能技術(shù)占比分別達3.4%、2.3%,占比增速明顯加快。此外,飛輪、重力、鈉離子等多種儲能技術(shù)也已進入工程化示范階段。
此前發(fā)布的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》中明確,針對新能源消納和系統(tǒng)調(diào)峰問題,要推動大容量、中長時間尺度儲能技術(shù)示范。結(jié)合各地區(qū)資源條件,以及對不同形式能源需求,推動長時間電儲能、氫儲能、熱(冷)儲能等新型儲能項目建設(shè),促進多種形式儲能發(fā)展。
而在這次發(fā)布的數(shù)據(jù)中,據(jù)不完全統(tǒng)計,2022年,浙江、山東、河北、青海等多地公布了新型儲能示范項目名單,項目數(shù)量和裝機量均大幅增加,總裝機約1800萬千瓦,其中長時儲能的項目裝機占比顯著擴大。另有數(shù)據(jù)預(yù)計,到2025年末,新型儲能在電力系統(tǒng)中的裝機規(guī)模達到3000萬千瓦以上,有效支撐清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)。
業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,未來新型儲能發(fā)展一方面配置時長將由“十四五”時期的2~4小時逐步延長至6~8小時,新能源裝機占比達到15%~20%后,4小時以上的長時儲能需求將成為剛需;另一方面,新型儲能將大規(guī)模發(fā)展,一部分用于電源側(cè),推動“新能源+儲能”綠色友好電源發(fā)展,另一部分布局在電網(wǎng)側(cè)發(fā)揮電力支撐作用。
新型儲能風頭正盛 幾大難點待攻破
截至2022年底,已有10余家長時儲能企業(yè)完成融資,融資金額總計超10億元,技術(shù)路線主要集中在壓縮空氣儲能和液流電池儲能領(lǐng)域。而這也僅僅是一個開端。根據(jù)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,到 2025 年,新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件,到 2030 年,新型儲能全面市場化發(fā)展。而恰巧在本月工業(yè)和信息化部等六部門發(fā)布的《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中,也提出到2025年產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新取得突破,到2030年形成與國內(nèi)外新能源需求相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
就目前來看,我國儲能技術(shù)已實現(xiàn)“多點開花”,但儲能技術(shù)發(fā)展依舊存在掣肘,仍需要不斷強化技術(shù)創(chuàng)新。盡管各種儲能技術(shù)都發(fā)展很快,但總體來說,當前技術(shù)水平在效率、規(guī)模、安全、成本、壽命等方面尚無法完全滿足新型電力系統(tǒng)應(yīng)用的要求;部分儲能技術(shù)的成熟度尚需提高,部分核心技術(shù)還未完全掌握。
因此,工業(yè)和信息化部等六部門發(fā)布的《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出要加強新型儲能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān),推進先進儲能技術(shù)及產(chǎn)品規(guī)?;瘧?yīng)用。研究突破超長壽命高安全性電池體系、大規(guī)模大容量高效儲能、交通工具移動儲能等關(guān)鍵技術(shù),加快研發(fā)固態(tài)電池、鈉離子電池、氫儲能/燃料電池等新型電池。推廣智能化生產(chǎn)工藝與裝備、先進集成及制造技術(shù)、性能測試和評估技術(shù)。提高鋰、鎳、鈷、鉑等關(guān)鍵資源保障能力,加強替代材料的開發(fā)應(yīng)用。推廣基于優(yōu)勢互補功率型和能量型電化學(xué)儲能技術(shù)的混合儲能系統(tǒng)。支持建立鋰電等全生命周期溯源管理平臺,開展電池碳足跡核算標準與方法研究,探索建立電池產(chǎn)品碳排放管理體系。
原標題:新能源發(fā)展的“最后1公里” 新型儲能技術(shù)發(fā)展駛?cè)?ldquo;快車道”