我国新能源发电的快速发展,给储能带来巨大“用武之地”。8月24日,中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿在深圳召开的碳中和能源高峰论坛暨第四届中国国际新型储能技术及工程应用大会上表示,新型电力系统源网荷三侧均需要长时储能技术,当前长时储能技术存在较大缺口,是储能领域重要的发展方向。
理想长时储能应达10小时
“关于长时储能的定义,目前国家和行业还没有形成明确的标准。从供给角度来讲,一般认为超过4个小时即为长时储能。但从需求角度来讲,长时储能要和光伏一起,实现负荷日内的平衡,要达到8到10个小时的规模。”中国电力工程顾问集团华北电力设计院重力储能公司副总工程师史沁鹏在会上表示。
中国工程院院士、南方电网公司首席科学家饶宏在会上指出,在以新能源为电源主体的新型电力系统下,长时储能是必须要解决的问题。目前,新型储能市场容量有限,一般在4~8小时范围内,日调节特性使其在应对连续大风日、连续阴天等持续非正常出力下的电力平衡和可再生能源消纳作用十分有限,所以发展长时储能要考虑能够实现跨日、跨周甚至跨月充电循环的尺度。
赵天寿认为,当前我国政策要求可再生能源并网需要配备装机功率2~4小时储能,但随着风光占比不断提高,为避免供电中断,理想储能时长应覆盖风光间歇期,即超过10小时。
毅富能源科技(广东)有限公司总经理张成在会上表示,长时储能的技术要求一方面是能量载体可流动,另一方面是储能容量与功率可解耦。
探索技术经济合理的路径
据了解,当前长时储能涉及的技术路线种类多样,既包括压缩空气储能、抽水蓄能、重力储能等机械储能方式,也包括锂、钠、碳、液流以及氢电耦合等电化学储能方式,还包括储热等技术路线。
史沁鹏介绍,整体来说各种储能技术既有优势,也有局限。抽水蓄能的劣势体现在选址以及建设周期上;压缩空气储能的效率目前只能达到70%,且造价选址仍存在寻优空间;储热、储氢技术面临能量效率偏低,度电成本过高的情况。
而在电化学储能当中,液流电池是电化学储能体系当中能较好适应长时储能需求的一种技术路线。
“三峡集团对电化学储能的各种技术进行了对比后发现,在2小时内,锂离子电池在电化学储能中经济性最高,但是时长增加到4小时,液流电池的技术经济性最高。”中国长江三峡集团有限公司高级工程师林家榛在会上介绍。
纬景储能科技有限公司(以下简称“纬景储能”)业务发展总监陆双双表示,该公司研发的锌铁液流电池技术路线,具有本征安全、超低度电成本、环境友好、灵活易部署、建设周期短、寿命长等核心优势,是适合长时储能的重要技术路线之一。
赵天寿也指出,液流电池时长灵活、本征安全、循环寿命长、回收残值高,是应用场景最广、发展潜力最大的长时储能技术之一。但是,目前液流电池还处在初始投资成本仍高于2元/瓦时的水平,未来提升电池电流密度、电解液利用率等性能,是液流电池降本和发展的关键。
“针对上述问题,纬景储能提出套用储能行业的‘摩尔定律’,计划三年内推动行业的储能全生命周期度电成本下降到0.2元,让新能源发电成本真正低于煤电。”陆双双表示。
“我们也可以尝试通过引入电解液回收或者电解液租赁的新商业模式,来增加项目的经济性。”林家榛针对破解液流电池初始投资成本高的问题给出了其他“解”。
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