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電化學儲能 誰是主角?

2019-04-16    來源:中國節能網
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[ 導讀 ]:以累計投運規模超過1吉瓦為標志,中國電化學儲能產業真正進入了規模化、快速發展的時代,電網側儲能、儲能專用電芯也開始受到各方關注。
 以累計投運規模超過1吉瓦為標志,中國電化學儲能產業真正進入了規模化、快速發展的時代,電網側儲能、儲能專用電芯也開始受到各方關注。
2018年稱得上是中國儲能產業的一個分水嶺。
在等待與醞釀多年之后,中國電化學儲能產業在2018年終于迎來真正意義上的元年——電化學儲能市場規模進入了“GW/GWh”(吉瓦/吉瓦時)時代。
根據中國能源研究會儲能專委會暨中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)全球儲能項目庫的不完全統計,2018年中國累計投運的電化學儲能項目規模為1.0185吉瓦/2.9123吉瓦時,是2017年累計總規模的2.6倍。專業機構預計,2020年之后儲能商業化市場份額將快速提升。來自RCESIP(儲能產業政策研究中心)的預測表明,2025年中國電化學儲能累計裝機規模有望達到24吉瓦,市場份額將邁入千億級別。
這意味著中國電化學儲能產業真正進入規模化、快速發展的時代,其背后的推動力無疑是2017年10月五部委頒布的《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》。
2018年,行業內已經真切地感受到了政策的刺激力量,因此這一文件以及后續將推出的配套政策,將繼續推動中國電化學儲能產業快速發展。
 
從全球來看,電化學儲能產業也進入了新時代。截至2018年底,全球累計投運的電化學儲能裝機規模達到4.8683吉瓦/10.7392吉瓦時,功率規模同比增長65%,提速明顯。
根據美國清潔能源與技術咨詢公司Mercom資本集團的統計,2018年,全球對儲能公司的風險投資增加了19%,企業融資總額為8.5億美元,2018年儲能獲得風險投資的企業數量由30個增加至49個。
在儲能產業鏈中,鋰電池公司和儲能系統公司成為最受關注的企業,2018年融資金額TOP5的儲能企業中,3家是鋰電池公司,2家為儲能系統公司。其中固態電池企業QuantumScape以1億美元的融資榮登2018年儲能企業融資榜首。
電網側儲能后來居上
在快速發展的中國儲能應用產業中,結構分布發生了明顯的變化,從2017年前以用戶側為主轉變為以電網側為主。
根據CNESA儲能項目數據庫的統計,2018年新增投運(不包含規劃、在建和正在調試的儲能項目)的電網側儲能規模為206.8兆瓦,占2018年全國新增投運規模的36%,占各類儲能應用之首。
電網側儲能的興起源于電網對儲能的“剛需”。中國化學與物理電源協會儲能應用分會秘書長劉勇認為,電力系統內存在較大頻率波動風險(如大容量直流、大容量機組等大電源丟失風險),而系統如果相對較小或系統內機組一次調頻能力相對不足(如大規模新能源接入等),就需要儲能等快速充放電設備協助確保系統安全穩定運行。
劉勇認為,建設儲能電站可緩解電網部分供電缺口,提高設備的利用效率,延緩為滿足短時最大負荷所需的電網建設投資。
在諸多儲能技術路線中,電化學儲能裝置響應時間為毫秒級,相對于水電、火電等常規功率調節手段具有較大技術優勢。電池儲能電站跟蹤負荷變化能力強,響應速度快,控制精確,且具有雙向調節能力和削峰填谷的雙重功效,是重要的調峰電源。
從2018年電網側儲能項目的分布區域來看,江蘇、河南電網側儲能市場爆發,年內投運規模位居全國前列,最受市場關注。湖南、甘肅和青海等地的項目正在逐步釋放,值得期待。
2018年7月18日,江蘇鎮江電網儲能電站工程正式并網投運,該儲能電站規模為101兆瓦/202兆瓦時,是國內規模最大的電網側電池儲能電站項目,也是迄今建成的世界規模最大、功能最全的電網側儲能電站項目。作為全球首套毫秒級響應的源網荷儲系統組成部分,該項目實現儲能從“負荷”向“電源”的毫秒級轉變,具備調頻、調峰、備用、黑啟動等功能。2019年1月9日,國網江蘇省電力公司儲能二期工程蘇州昆山項目通過初設評審。該工程建成后,將成為全球最大的儲能電站。
 
2018年6月,國網河南省電力公司與平高集團合作,選擇鄭州、洛陽、信陽等9個地市的16座變電站,采用“分布式布置、模塊化設計、單元化接入、集中式調控”的技術方案,建設規模為100.8兆瓦/125.8兆瓦時,共計84個電池集裝箱,目前該儲能電站已經正式投入商業運行。
中國能源研究會可再生能源專委會主任李俊峰表示,電網側儲能的異軍突起在于電網自身建設功能性的儲能基礎設施需求比較緊迫。
陽光電源副總裁吳家茂表示,從整個儲能市場的培育和市場機制的建立來看,單靠電網側儲能是不夠的,期待2019年用戶側和電源側,尤其是“新能源發電+儲能”這種發電側儲能蓬勃發展起來。
值得注意的是,根據專業機構的不完全統計,2018年在建和投運的電源側儲能項目規模有望超過150兆瓦。從儲能項目類型來看,調頻儲能類項目數量多,累計規模最大,其次是“可再生能源+儲能”項,而調峰儲能項目屈指可數。
儲能專用電池登場
做出2018年是中國電化學儲能產業元年的判斷,不僅是基于市場規模,更重要的是產業開始觸及一些關涉行業未來的根本性問題,比如儲能專用鋰電池研發應用。
2018年11月,寧德時代副董事長黃世霖公開表示,未來動力電池和儲能電池技術路線會分開。
對此,另外一家行業代表億緯鋰能儲能事業部總經理陳翔則表示完全同意這一觀點。上海國軒新能源(合肥)儲能科技有限公司總經理彭明鴻進一步提出,市面上基本沒有真正的儲能電芯,各大動力電池廠家都未投入專門的儲能電芯產線。
如果彭明鴻的說法是對的,那么我們經常看到的各種機構統計的儲能項目用的是什么鋰電池呢?顯然只能是動力電池。
至此,這一業內大家都在私下討論但很少有人主動公開的重大命題進入了公眾視野。無疑,這是行業的一個重大進步。那么動力電池與儲能電池有哪些分別呢?
第一,從應用場景來看,動力鋰電池主要用于電動汽車、電動自行車以及其它電動工具領域,而儲能鋰電池主要用于調峰調頻電力輔助服務、可再生能源并網和微電網等領域。
由于應用場景不同,電池的性能要求也有所不同。動力鋰電池作為移動電源,在安全的前提下對于體積(和質量)能量密度都有高的要求,以達到更為持久的續航能力。同時,用戶還希望電動汽車能夠安全快充,因此動力鋰電池對于能量密度和功率密度都有較高的要求,只是因為出于安全性考慮,目前普遍采用1C左右充放電能力的能量型電池。對于儲能應用而言,因為絕大多數儲能裝置無需移動,所以儲能鋰電池對于能量密度并沒有直接的要求,至于功率密度,不同的儲能場景有不同的要求。
中科院電工所儲能技術研究組組長陳永翀曾指出,對于電力調峰、離網型光伏儲能或用戶側的峰谷價差儲能場景,一般需要儲能電池連續充電或連續放電兩個小時以上,因此適合采用充放電倍率≤0.5C的容量型電池;對于電力調頻或平滑可再生能源波動的儲能場景,需要儲能電池在秒級至分鐘級的時間段快速充放電,所以適合≥2C功率型電池的應用;而在一些同時需要承擔調頻和調峰的應用場景,能量型電池會更適合些,當然,這種場景下也可以將功率型與容量型電池配合一起使用。
第二,相對于動力鋰電池而言,儲能鋰電池對于日歷使用壽命有更高的要求。新能源汽車的壽命一般在5~8年,而儲能項目的壽命一般都希望大于10年。動力鋰電池的循環次數壽命在1000~2000次,而儲能鋰電池的循環次數壽命一般要求能夠大于3500次,并且希望通過開發新型的運維再生技術,達到超長的日歷儲能壽命。
第三,在成本方面,動力鋰電池面臨和傳統燃油動力源的競爭,儲能鋰電池則需要面對傳統調峰調頻技術的成本競爭。另外,儲能電站的規模基本上都是兆瓦級別以上甚至百兆瓦的級別,因此儲能鋰電池的成本要求比動力鋰電池的成本更低,安全性也要求更高。
正是基于動力鋰電池與儲能鋰電池有著眾多的區別,這些應用場景為開發專用電芯提供了為可能。隨著中國儲能應用產業進入大規模時代,儲能專用鋰電池的生產已如弦上之箭、蓄勢待發。據了解,國內已有電池企業如合肥國軒、億偉鋰能正在進行儲能專用電芯的研發。儲能應用專用電池的步伐越來越近。
 
關鍵詞: 可再生能源
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