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促进储能产业与技术发展解析:五种储能技术需要突破现状

国家发改委、财政部、科技部、工信部、国家能源局近日联合发布《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》,明确提出未来10年内分两个阶段推进相关工作,第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡,第二阶段实现商业化初期向规模化发展转变。

促进储能产业与技术发展解析:五种储能技术需要突破现状

近年来,随着新能源产业的快速推进,储能在能源发展和电力系统运作中的应用价值逐渐显现。

五种储能技术

机械类储能机械类储能的应用形式有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。目前最成熟的大规模储能方式是抽水蓄能,其基本原理是电网低谷时利用过剩电力,将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮发电机发电。

电气类储能电气类储能的应用形式有超级电容器储能和超导储能。其中,超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置,其不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能,还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率,用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。

电化学类储能电化学类储能主要包括各种二次电池,有铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等。这些电池多数技术上比较成熟,近年来成为关注的重点,并有许多实际应用。

热储能在一个热储能系统中,热能被储存在隔热容器的媒质中,以后需要时可以转化回电能,也可直接利用而不再转化回电能。热储能有许多不同的技术,可进一步分为显热储存和潜热储存等。

化学类储能化学类储能主要是指利用氢或合成天然气作为二次能源的载体。利用待弃掉的风电制氢,通过电解水将水分解为氢气和氧气,从而获得氢。以后可直接用氢作为能量的载体,再将氢与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷),以合成天然气作为另一种二次能量载体。

能源转型将对传统能源体系产生颠覆性影响,间歇性、分散式的可再生能源占比提高,供需失衡更加明显。通过在适当时间吸收与释放电力,储能技术能够帮助实现供需平衡,未来将成为相关业务中必不可少的组成部分。

活跃于能源市场价值链上不同位置的参与企业在不同时间单位上的需求各异,对储能技术与商业模式的发展提出要求:

1、发电厂:解决黑启动问题,优化热电联产,避免过剩电力的能量浪费。

2、系统运营商:应对供需失衡阶段的频率偏移与电压下降的突变。

3、电网运营商:解决需求变化带来的问题,减少或延缓未来电网升级的投资活动。

4、大宗电力交易商:实现更大套利。

5、终端用户:管理峰值需求进行管理,节约成本;出售私人发电电力或是电网电力。

我国集中式光伏和风电装机都已排名全球第一。经历了这段时间的“野蛮生长”,新能源“弃风弃光”等严重问题开始出现,解决消纳问题成为行业发展的当务之急。随着发展目标从“数量至上”转变为“提质增效”,储能对于新能源消纳、微电网、电动汽车和电网调频等领域具有重要意义,其“江湖地位”得到了前所未有的提高。

尽管发展势头积极向好,但事实上我国大部分储能项目仍处于示范阶段,未达到商业化应用,能实现盈利的项目少之又少。储能行业想要取得长足发展,进而实现规模化、商业化,还需要切实解决一系列问题。重点包括三个方面:在经济性层面,如何提升储能项目的盈利能力;在政策层面,如何构建合理的市场机制;在技术层面,如何解决储能的安全性和污染等问题。

先说经济性,盈利能力不强已经成为制约储能项目推广的瓶颈。目前,储能产业的盈利模式主要是依靠峰谷电价差套利,而该差价相比于建设电站、储能电池的成本,尚不足以让储能项目盈利。再加上国内存在交叉补贴的现象,国内居民电价相对较低,导致户用储能在商业化运营上存在经济吸引力不足的问题。

再说政策,国内尚没有明确的关于电力辅助服务的市场化机制和价格。电力市场的市场化程度不足,导致储能的价值无法在市场上得到充分体现。虽然在新电改的推动下,电力现货市场建设、开展需求响应、输配电价改革等相关政策正酝酿出台,但总体来看储能政策仍在一定程度上滞后于市场的发展需求。

另外,需要解决的还有技术问题。储能技术对安全性要求非常严格,以保证发生燃爆等安全事故的概率降到最低。但市场上储能产品的质量良莠不齐,缺少自律的企业用劣质产品低价冲击市场的苗头已初现端倪,导致电站中的蓄能系统严重劣化,系统寿命大幅缩短,存在很大的隐患。此外,化学电池在生产和弃置阶段引起的污染问题,同样也不容小视。

为什么说储能需要技术突破?