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儲能資訊丨發(fā)展長(cháng)時(shí)儲能大勢所趨,推動(dòng)構建新型電力系統——占比僅0.4%的液流電池居然在第一梯隊!

當下,各種長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)百花齊放,競速發(fā)展,長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)大家族的內部競爭亦開(kāi)始逐漸顯現。展望未來(lái),壓縮空氣儲能、液流電池儲能、熔鹽儲能這三大主流長(cháng)時(shí)儲能技術(shù),誰(shuí)又將最終坐上長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)的“頭把交椅”?

新型儲能市場(chǎng),“一鋰獨大”的格局終將被打破。諸多業(yè)內專(zhuān)家一致認為,鋰電池的儲能時(shí)長(cháng)舒適區在1-4小時(shí)之間,難以滿(mǎn)足越來(lái)越迫切的長(cháng)時(shí)儲能需求,液流電池、壓縮空氣儲能、熔鹽儲能等多種長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)的重要性日益凸顯?! ‘斚?,各種長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)百花齊放,競速發(fā)展,長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)大家族的內部競爭亦開(kāi)始。


01

裝機規模及潛力


據國家能源局數據,截至2024年上半年,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達4444萬(wàn)千瓦/9906萬(wàn)千瓦時(shí),已投運鋰電池儲能占比97.0%,壓縮空氣儲能占比1.1%,鉛炭(酸)電池儲能占比0.8%,液流電池儲能占比0.4%,其他技術(shù)路線(xiàn)占比0.7%?! ?/span>

另有數據顯示,截至2023年底,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3139萬(wàn)千瓦/6687萬(wàn)千瓦時(shí),已投運鋰電池儲能占比97.4%,鉛炭電池儲能占比0.5%,壓縮空氣儲能占比0.5%,液流電池儲能占比0.4%,其他新型儲能技術(shù)占比1.2%。

對比可見(jiàn),近半年來(lái),壓縮空氣儲能的裝機增長(cháng)顯著(zhù),半年時(shí)間占比提高了0.6%,液流電池儲能的裝機也有一定的增長(cháng),但占比未有提升?! 蹲C券在一份報告中預計,2030年我國壓縮空氣儲能累計裝機量將達到42.72GW,如其預測準確,約為當前已建成裝機量0.48GW的87倍,這意味著(zhù)未來(lái)幾年壓縮空氣儲能的年新增裝機將呈倍增之勢?! ?/p>

釩電池專(zhuān)家中科院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民近日也有預測,2030-2035年,釩液流電池儲能裝機容量(Wh)有可能超過(guò)鋰離子電池。這一預測同樣振奮人心,要知道,目前全系液流電池裝機占比僅0.4%,而鋰電池占比高達97%?! ∫陨戏N種樂(lè )觀(guān)預測的基礎依據是,壓縮空氣儲能和液流電池的裝機增速正在顯著(zhù)加快?! ?/p>

據統計,2024年上半年,就有21個(gè)液流電池儲能項目(不含集采)招標啟動(dòng),涉及全釩液流電池、鋅鐵液流電池、水系有機液流電池、全鐵液流電池等多種技術(shù)路線(xiàn),儲能規模共計1.5895GW/5.353GWh?! ?/span>

壓縮空氣儲能方面,截至2024年上半年,新增在建裝機2.4GW,建成裝機0.6GW/3.3GWh,累計在建裝機已高達7.4GW?! ?/p>

熔鹽儲能主要與光熱發(fā)電項目捆綁開(kāi)發(fā),截至2023年12月,我國除去已完成建設的熔鹽光熱發(fā)電項目500MW之外,在建和擬建熔鹽光熱發(fā)電項目約43個(gè),總裝機容量4.8GW,均配置8-16h的熔鹽儲能系統。除此之外,熔鹽儲能在非光熱領(lǐng)域的項目數量和裝機容量亦在快速增長(cháng)。有研究機構預測,到2030年,國內熔鹽儲能裝機容量預計將超過(guò)16GW。

02

經(jīng)濟性對比

經(jīng)濟性方面,這三種主流長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)的大概對比情況如下表所示(以下數據僅供參考,各種儲能技術(shù)因其技術(shù)細分不同,技術(shù)方案等不同,數據會(huì )存在一定差異):

從建設周期來(lái)看,液流電池儲能項目用時(shí)最少,選址非常靈活,規??纱罂尚?;從全生命周期度電成本來(lái)看,三者的差距并不明顯,但由于計算全生命周期度電成本的影響因子眾多,如循環(huán)次數的取值不同,都會(huì )對數據造成較大影響,故以上數據僅供參考;從初始投資來(lái)看,三者的初投資相較鋰電池都較高,這也是當前阻礙其規?;l(fā)展的主要原因。

03

應用場(chǎng)景對比

從應用場(chǎng)景來(lái)看,壓縮空氣儲能、液流電池儲能、熔鹽儲能的適用場(chǎng)景各有側重。

壓縮空氣儲能在電源側、電網(wǎng)側可廣泛應用。目前其主要應用于電網(wǎng)側,可提供調頻調峰、無(wú)功調節、旋轉備用、應急電源和黑啟動(dòng)等功能。壓縮空氣儲能屬于能量型儲能,其功能和特點(diǎn)與抽水蓄能總體相同,可作為抽水蓄能電站的補充,在不宜建設抽水蓄能電站的區域建設壓縮空氣儲能項目,提供電力輔助服務(wù),接受電力系統的統一調度,有效保障電網(wǎng)的安全穩定運行?! ?/span>

憑借建設周期短、配置靈活、系統簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)勢,液流電池儲能則可廣泛應用于電源側、電網(wǎng)側和用戶(hù)側,對應各個(gè)場(chǎng)景,都已有實(shí)際的項目案例?! 〈钆淙埯}儲能系統的光熱發(fā)電項目可與風(fēng)光實(shí)現一體化開(kāi)發(fā),這是熔鹽儲能目前最大的應用市場(chǎng)。除此之外,熔鹽儲能還可應用于工業(yè)蒸汽、余熱回收、火電靈活性改造等市場(chǎng)?! ?/p>

在長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)的選擇上,一個(gè)業(yè)內相對統一的認知是:在電網(wǎng)級大規模儲能方向,具備條件的地區可優(yōu)先開(kāi)發(fā)抽水蓄能,不具備條件時(shí)可開(kāi)發(fā)壓縮空氣儲能,壓縮空氣儲能仍不具備開(kāi)發(fā)條件時(shí)可選擇液流電池儲能。在用戶(hù)側則優(yōu)選液流電池儲能。在電源側則可因地制宜視情況選擇相關(guān)技術(shù)。

對長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)發(fā)展路徑進(jìn)行了探討,未來(lái)長(cháng)時(shí)儲能將呈現多元梯級協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢,并將其分為3個(gè)梯隊。近期,第一梯隊中包含液流電池、抽水蓄能,第二梯隊為壓縮空氣儲能、光熱儲能(熔鹽儲能),第三梯隊為氫儲能;中期階段,光熱儲能(熔鹽儲能)進(jìn)入第一梯隊,其中液流電池將進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展成熟階段;遠期階段,光熱和液流電池同處第一梯隊,壓縮空氣儲能和氫儲能位于第二梯隊,抽水蓄能進(jìn)入第三梯隊?!?/span>

由此來(lái)看,誰(shuí)將最終坐上長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)的“頭把交椅”?這一問(wèn)題目前還難有答案。這三大技術(shù)目前的市場(chǎng)拓展均在提速,市場(chǎng)潛力均不可估量,展望未來(lái)十年,無(wú)論哪種技術(shù)將登頂裝機量第一,這三大技術(shù)在各個(gè)具體應用場(chǎng)景下的競爭與互補,都將幫助構建起一個(gè)100%的可再生能源綠色供能系統。



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