但目前鋰離子電池儲能仍是主流,但隨著新能源滲透率持續(xù)提升,長時儲能技術可能挑戰(zhàn)現有格局。
儲能技術大PK,目前鋰離子電池絕對碾壓
近年來隨著風光裝機量的持續(xù)提升,新能源消納越來越急迫,儲能的重要性日益凸顯。傳統(tǒng)的儲能方式是抽水蓄能,但近幾年抽水蓄能占比日益下降,2022年抽水蓄能累計裝機占比首次低于80%,但他仍然是最成熟的儲能方式。
一般情況我們說新型儲能技術是不包括抽水蓄能的。目前最主流的新型儲能技術是電化學儲能。
在抽水蓄能裝機占比逐漸下降的背景下,新型儲能占比逐年提升,2022年累計裝機規(guī)模占比已提升至23.1%,從結構上看,很明顯,鋰離子電池技術占約94%,以絕對的優(yōu)勢碾壓其他技術。
圖:2022年中國電力儲能累計裝機規(guī)模
但是雖然鋰離子電池已經成為絕對主流,但缺點也不能忽視,比如鋰活潑性太好,可能存在較大安全隱患;比如鋰資源的儲量有限等等。長遠看,僅靠鋰離子電池是遠遠不夠的。所以,多種新型儲能技術齊頭并進,就顯得尤為重要。
政策面,也是支持新型儲能發(fā)展的,如2022年國家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》里面就提到過百兆瓦級的新型壓縮空氣儲能、鈉離子、固態(tài)鋰離子電池等的技術示范,也包括對液流電池、飛輪儲能等技術的多元儲能組合應用的探討。
所以,在目前電化學儲能呈指數級增長的背景下,雖然鋰離子電池技術處于絕對領先地位,但就未來而言,哪種技術的份額可能會有較大提升,更值得思考。
長時儲能崛起,鋰離子電池“一家獨大”的地位或被挑戰(zhàn)
雖然鋰離子電池儲能是主流,但是隨著新能源滲透率逐漸提升,對長時儲能的需求更為強烈。
目前鋰離子電池儲能更廣泛的應用于1-2小時的中短時儲能場景中,而國內一般把不低于4小時的儲能技術定義為長時儲能,可以實現跨天、跨月,乃至跨季節(jié)充放電循環(huán)的儲能系統(tǒng),以滿足電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定。
近期于上海召開的第二屆新型儲能產業(yè)高質量發(fā)展大會及虛擬電廠高層研討會,業(yè)內專業(yè)也表示看好長時儲能的發(fā)展。
長時儲能除了傳統(tǒng)的抽水蓄能外,在新型儲能領域主要包括液流儲能、壓縮空氣儲能、熱儲能和氫儲能等技術。
1、液流電池。鋰離子電池目前具備極大經濟性,但存在安全性和資源約束等缺點。而液流電池安全性高,儲能時長可超8小時,以及壽命更長的優(yōu)勢,更適合未來大量使用新能源的場景,是更適合長時儲能的電池技術。
2、壓縮空氣儲能。壓縮空氣儲能產業(yè)鏈和現在的火電產業(yè)鏈有相似之處,所以壓縮空氣儲能從產業(yè)鏈上也能幫助火力發(fā)電實行一些產能上的消化。目前的壓縮空氣儲能還沒到一個完全成熟的階段,還處在示范應用中。
例如,江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目,在2022年5月建成投產的全球首個投入商業(yè)運行的非補燃壓縮空氣儲能電站,建設規(guī)模60MW/300MWh。隨著新能源比例不斷提升,這種大容量長時儲能技術會迎來較大發(fā)展空間。
3、熱儲能。熱儲能同樣也和火電融合比較高,重要的應用場景也是和火電機組結合。比如,將儲熱技術和火電、核電機組進行結合可實現機組的“熱電解耦”。同時可以利用退役/關停機組,改造為儲能電站。
目前最成熟的熱儲能技術就是顯熱儲能,已經發(fā)展到商業(yè)化階段了。除了與火電結合的應用場景,其他應用場景還包括電源側配置、用戶側多能互補等等。總體看,熱儲和壓縮空氣儲能一樣,還沒到完全成熟狀態(tài),也正因為如此,未來才有空間。
4、氫儲能。說到長時儲能,氫儲能是未來最關鍵的長時儲能技術,因為氫儲能更適合長周期大規(guī)模場景的儲能方式,可以實現跨季節(jié)的儲能。不過氫能發(fā)展有他的確定性和不確定性,確定性包括:
1)利用可再生能源電解水制氫。這點是確定的,也契合雙碳目標,未來會是發(fā)展主流。
2)分布式制氫和利用的模式。這點其實吻合目前氫能儲存和運輸技術沒完全成熟的情況,因為可以在加氫站和周圍制取氫氣,儲運優(yōu)勢明顯,降低了氫氣儲運成本。
3)重卡氫燃料電池汽車。因為在重卡領域,氫能能量密度高的優(yōu)勢可以充分發(fā)揮,同時也能最小化安全隱患。
4)氫氣液體燃料的發(fā)展。把氫氣轉變成液體狀態(tài)的氫氣燃料,能夠有效地解決經濟在安全性方面的顧慮和氫氣運輸成本高的問題。
除了確定性外,最重要的不確定性是爆發(fā)增長的時間點和在哪個領域和哪個地區(qū)率先實現突破,但從趨勢看氫能的趨勢是確定的,尤其到2030年后,氫能將發(fā)揮更重要的作用。
總結來看,未來儲能技術不會是一家獨大的,一定是針對各自特點百花齊放發(fā)的,從技術趨勢看,像長時機械儲能中儲熱、氫能為代表的10小時以上的儲能,技術攻關是未來重要考慮的點。電化學儲能也要考慮如何更好與長時儲能進行配合,而不僅僅滿足于2小時的削峰填谷。
原標題:站C位的鋰離子儲能,會被氫能打敗嗎?