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鋰離子儲(chǔ)能最大威脅者出現(xiàn)
日期:2023-07-31   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_yanyu 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)探討的聲音從未停過(guò),尤其是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的關(guān)注度日益提升。

近期第二屆新型儲(chǔ)能大會(huì)中專家們也表示看好長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。

盡管目前鋰離子電池儲(chǔ)能仍是主流,但隨著新能源滲透率持續(xù)提升,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可能挑戰(zhàn)現(xiàn)有格局。

01

儲(chǔ)能技術(shù)大PK,

目前鋰離子電池絕對(duì)碾壓


近年來(lái)隨著風(fēng)光裝機(jī)量的持續(xù)提升,新能源消納越來(lái)越急迫,儲(chǔ)能的重要性日益凸顯。

傳統(tǒng)的儲(chǔ)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(jì)裝機(jī)占比首次低于80%,但他仍然是最成熟的儲(chǔ)能方式。

一般情況我們說(shuō)新型儲(chǔ)能技術(shù)是不包括抽水蓄能的。目前最主流的新型儲(chǔ)能技術(shù)是電化學(xué)儲(chǔ)能。

在抽水蓄能裝機(jī)占比逐漸下降的背景下,新型儲(chǔ)能占比逐年提升,2022年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比已提升至23.1%,從結(jié)構(gòu)上看,很明顯,鋰離子電池技術(shù)占約94%,以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)碾壓其他技術(shù)。

圖:2022年中國(guó)電力儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模
資料來(lái)源:2023中國(guó)新型儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展白皮書

雖然鋰離子電池已經(jīng)成為絕對(duì)主流,缺點(diǎn)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(chǔ)量有限等等。

長(zhǎng)遠(yuǎn)看,僅靠鋰離子電池是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以,多種新型儲(chǔ)能技術(shù)齊頭并進(jìn),就顯得尤為重要。

政策面,也是支持新型儲(chǔ)能發(fā)展的,如2022年國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》里面就提到過(guò)百兆瓦級(jí)的新型壓縮空氣儲(chǔ)能、鈉離子、固態(tài)鋰離子電池等的技術(shù)示范,也包括對(duì)液流電池、飛輪儲(chǔ)能等技術(shù)的多元儲(chǔ)能組合應(yīng)用的探討。

所以,在目前電化學(xué)儲(chǔ)能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的背景下,雖然鋰離子電池技術(shù)處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,但就未來(lái)而言,哪種技術(shù)的份額可能會(huì)有較大提升,更值得思考。

02

鋰電池儲(chǔ)能最大威脅者出現(xiàn)


雖然鋰離子電池儲(chǔ)能是主流,但是隨著新能源滲透率逐漸提升,對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求更為強(qiáng)烈。

目前鋰離子電池儲(chǔ)能更廣泛的應(yīng)用于1-2小時(shí)的中短時(shí)儲(chǔ)能場(chǎng)景中。

而國(guó)內(nèi)一般把不低于4小時(shí)的儲(chǔ)能技術(shù)定義為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能,可以實(shí)現(xiàn)跨天、跨月,乃至跨季節(jié)充放電循環(huán)的儲(chǔ)能系統(tǒng),以滿足電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

近期于上海召開(kāi)的第二屆新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)及虛擬電廠高層研討會(huì),業(yè)內(nèi)專業(yè)也表示看好長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能除了傳統(tǒng)的抽水蓄能外,在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域主要包括液流儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能等技術(shù)。

1、液流電池。鋰離子電池目前具備極大經(jīng)濟(jì)性,但存在安全性和資源約束等缺點(diǎn)。

而液流電池安全性高,儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)可超8小時(shí),以及壽命更長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),更適合未來(lái)大量使用新能源的場(chǎng)景,是更適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的電池技術(shù)。

2、壓縮空氣儲(chǔ)能。壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈和現(xiàn)在的火電產(chǎn)業(yè)鏈有相似之處,所以壓縮空氣儲(chǔ)能從產(chǎn)業(yè)鏈上也能幫助火力發(fā)電實(shí)行一些產(chǎn)能上的消化。

目前的壓縮空氣儲(chǔ)能還沒(méi)到一個(gè)完全成熟的階段,還處在示范應(yīng)用中。

例如,江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目,在2022年5月建成投產(chǎn)的全球首個(gè)投入商業(yè)運(yùn)行的非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站,建設(shè)規(guī)模60MW/300MWh。

隨著新能源比例不斷提升,這種大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)會(huì)迎來(lái)較大發(fā)展空間。

3、熱儲(chǔ)能。熱儲(chǔ)能同樣也和火電融合比較高,重要的應(yīng)用場(chǎng)景也是和火電機(jī)組結(jié)合。比如,將儲(chǔ)熱技術(shù)和火電、核電機(jī)組進(jìn)行結(jié)合可實(shí)現(xiàn)機(jī)組的“熱電解耦”。

同時(shí)可以利用退役/關(guān)停機(jī)組,改造為儲(chǔ)能電站。

目前最成熟的熱儲(chǔ)能技術(shù)就是顯熱儲(chǔ)能,已經(jīng)發(fā)展到商業(yè)化階段了。

除了與火電結(jié)合的應(yīng)用場(chǎng)景,其他應(yīng)用場(chǎng)景還包括電源側(cè)配置、用戶側(cè)多能互補(bǔ)等等??傮w看,熱儲(chǔ)和壓縮空氣儲(chǔ)能一樣,還沒(méi)到完全成熟狀態(tài),也正因?yàn)槿绱耍磥?lái)才有空間。

4、氫儲(chǔ)能。說(shuō)到長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能,氫儲(chǔ)能是未來(lái)最關(guān)鍵的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù),因?yàn)闅鋬?chǔ)能更適合長(zhǎng)周期大規(guī)模場(chǎng)景的儲(chǔ)能方式,可以實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)的儲(chǔ)能。

不過(guò)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(diǎn)是確定的,也契合雙碳目標(biāo),未來(lái)會(huì)是發(fā)展主流。

2)分布式制氫和利用的模式。這點(diǎn)其實(shí)吻合目前氫能儲(chǔ)存和運(yùn)輸技術(shù)沒(méi)完全成熟的情況,因?yàn)榭梢栽诩託湔竞椭車迫錃猓瑑?chǔ)運(yùn)優(yōu)勢(shì)明顯,降低了氫氣儲(chǔ)運(yùn)成本。

3)重卡氫燃料電池汽車。因?yàn)樵谥乜I(lǐng)域,氫能能量密度高的優(yōu)勢(shì)可以充分發(fā)揮,同時(shí)也能最小化安全隱患。

4)氫氣液體燃料的發(fā)展。把氫氣轉(zhuǎn)變成液體狀態(tài)的氫氣燃料,能夠有效地解決經(jīng)濟(jì)在安全性方面的顧慮和氫氣運(yùn)輸成本高的問(wèn)題。

除了確定性外,最重要的不確定性是爆發(fā)增長(zhǎng)的時(shí)間點(diǎn)和在哪個(gè)領(lǐng)域和哪個(gè)地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)突破,但從趨勢(shì)看氫能的趨勢(shì)是確定的,尤其到2030年后,氫能將發(fā)揮更重要的作用。

總結(jié)來(lái)看,未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)不會(huì)是一家獨(dú)大的,一定是針對(duì)各自特點(diǎn)百花齊放發(fā)的。

從技術(shù)趨勢(shì)看,像長(zhǎng)時(shí)機(jī)械儲(chǔ)能中儲(chǔ)熱、氫能為代表的10小時(shí)以上的儲(chǔ)能,技術(shù)攻關(guān)是未來(lái)重要考慮的點(diǎn)。

電化學(xué)儲(chǔ)能也要考慮如何更好與長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能進(jìn)行配合,而不僅僅滿足于2小時(shí)的削峰填谷。 

原標(biāo)題:鋰離子儲(chǔ)能最大威脅者出現(xiàn)
 
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