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新能源選“充電寶”,鋰電、熔鹽、氫能等新型儲能“各顯神通”
(時間:2023/6/9 11:25:07)

  6月1日,儲能市場迎來新的發展機遇。
  第三監管周期(2023-2026年)省級電網輸配電價政策正式開始實施,電價機制改革進一步推進。隨著市場配置靈活性資源的機制逐漸完善,新能源加裝“充電寶”的需求空間將逐漸得到釋放。

  近年來,隨著新能源發電占比的提升,新型儲能發展迅猛,截至去年年底,全國新型儲能裝機規模約870萬千瓦,新增裝機同比增長超過110%。“2022年儲能行業投融資事件數量可觀,融資案例多達80余起,”中關村儲能產業技術聯盟副秘書長/研究總監岳芬表示,對于儲能行業,資本出手金額“闊綽”,去年投融資總金額高達百億人民幣。
  新型儲能被稱作“電力系統中的‘充電寶’”,可以在用電低谷時“充電”,在用電高峰時“放電”。隨著波動性、間歇性的新能源電力不斷增長,“充電寶”的作用將日趨明顯,與此同時,新能源選擇“充電寶”的選項,也需要逐漸多樣化。
  電化學儲能“一枝獨秀” 多元化發展有待突破
  “新型儲能”包括新型鋰離子電池、液流電池、熔鹽、飛輪、壓縮空氣等。當前,全國新型儲能行業管理體系初步建立,新型儲能示范試點建設不斷加快,在產業規模不斷擴大的同時,新型儲能技術多元化發展的趨勢也正在逐步顯現。

  不過,雖然新型儲能逐漸步入規模化發展階段,多元化趨勢也逐漸顯現,但目前來看,新型儲能領域仍呈現電化學儲能“一枝獨秀”的現狀,其他新型儲能則受到市場和資本冷遇。《中國新型儲能發展報告2023》提到,在已投產的新型儲能裝機中,鋰離子電池儲能仍占主導地位,占比約94.5%。
  我國新型儲能仍然處于發展初期,不同技術路線新型儲能對應的產業鏈成熟度存在較大差異。在廈門科華數能科技有限公司常務副總裁崔劍看來,新型儲能領域呈現電化學儲能“一枝獨秀”的現狀,一方面是因為全球電池行業的高速發展,在高需求的環境下,電池行業即將進入黃金時代,而另一方面,電池的成本經過長時間的積累和科技創新,從而推動了電化學儲能的發展。
  “電化學儲能擁有更高的能量密度,產業鏈配套更加成熟。”崔劍表示,其他新型儲能受市場和資本冷遇的原因在于,相較于其他新型儲能在場景應用、技術、成本、建設周期、轉換效率及選址要求上,電化學儲能更具優勢,具有高度的靈活性,安全性和性價比。
  對于發展成熟度問題,上海正泰電源系統有限公司總經理周承軍也認為,在電化學儲能的產業鏈配套方面,目前國內基本實現了國產化,成本占比較高的變流器及電池環節,我國整個產業鏈在全球市場上具備明顯的優勢,隨著原材料價格的逐步緩解以及制造成本的快速下降,未來以鋰電池為代表的電化學儲能有望逐步擴大市場份額。
  從不同類型儲能的成本競爭來看,岳芬指出,近兩年來,鋰電池上游材料價格波動劇烈,碳酸鋰材料價格增幅12倍,引發下游儲能設備價格上升超過20%,使得資本對于鈉離子電池等材料替代性技術,以及電力系統所需的長時儲能技術的關注度持續高漲。而2023年上半年以來,碳酸鋰價格出現暴跌,截至4月中旬,電池碳酸鋰市場價格較年初下降了約66%,鋰電儲能設備中標價格隨之下跌,對其他儲能技術路線的應用也會造成一定的影響。
  因地制宜科學配置 讓“充電寶”各顯神通
  面對新能源發展和電力系統轉型的需求,新型儲能的多元化發展將是必然選擇。國家能源局近期發布的《關于加強新型電力系統穩定工作的指導意見(征求意見稿)》提出,因地制宜推動各類型、多元化儲能科學配置,形成多時間尺度、多應用場景的電力調節能力,改善新能源出力特性和負荷特性,支撐高比例新能源外送。
  為推動新型儲能的多元化發展,崔劍建議,不斷拓展多種儲能形式應用。結合各地區資源條件,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,促進多種形式儲能發展,支撐綜合智慧能源系統建設。
  在崔劍看來,電化學儲能、熔鹽儲熱、壓縮空氣、飛輪儲能、氫儲能等眾多儲能技術路線,實際上可以分為容量性和功率型,分別對應調峰和調頻的需求。具體而言:
  熔鹽儲熱、壓縮空氣:
  尤其適合未來支撐更長時間維度的儲能需求,應適應新型電力系統中新能源高滲透率的特點,甚至到達天/季度的儲能需求;
  飛輪儲能:
  響應速率更高,也更適合調頻等場景的需求。
  新興的氫能:
  作為一種化工原料、燃料、儲能形式,其應用場景更加廣闊,除了儲能需求外,在化工、交通等領域都有更加廣闊的發展前景。
  他強調,由于各種儲能技術各有優缺點,使用的場景也不盡相同,所以,引導市場和資本,促進儲能的多元化發展上,要基于以上技術的快速發展,同時結合地域優勢、投資回報率,實現經濟效益與社會效益的均衡發展,才能引導市場快速多元化發展。
  對此,岳芬認為,不同儲能技術在電力系統中的應用有所不同:
  響應速度快、功率密度高的功率型儲能技術(如電磁儲能、飛輪儲能、部分電化學儲能):適用于參與系統短時間尺度的調節,譬如提供虛擬慣量、快速調頻、抑制電網低頻振蕩、改善短期電壓穩定性等;
  容量大、放電持續時間長的能量型儲能技術(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、熔融鹽儲熱、氫儲能):適用于系統中長時間尺度的調節,譬如參與系統調頻、削峰填谷、系統備用等。
  “當前,新型儲能應用以2小時為主,隨著新能源滲透率的不斷提高,4小時以上、30分鐘以下不同時間尺度的儲能需求會越來越大。”岳芬建議,應引導社會資本,加快推動4小時以上時間尺度上,壓縮空氣、液流電池從示范驗證走向規模化應用,通過技術迭代升級,實現長時儲能低成本、長壽命的應用需求。30分鐘以下時間尺度上,在不顯著增加成本的前提下,研發2C及以上充放電倍率、6000次以上的系統循環效率的電池儲能,推動飛輪、超級電容從技術研發、項目示范向規模化應用,實現短時儲能高安全、長壽命、高倍率的應用需求。

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