新型儲能技術(shù)的發(fā)展

新型儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要裝備基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐技術(shù)，對實(shí)現(xiàn)碳中和碳達(dá)峰目標(biāo)具有重要作用。

盡管近年來新儲能裝機(jī)容量快速增長，但其經(jīng)濟(jì)性、安全性等問題仍未得到有效解決，制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和效益，“高增長、低使用”矛盾持續(xù)加劇。本文綜合分析了新型儲能發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的對策。

 

新型儲能發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

1.技術(shù)性能

不同的新型儲能技術(shù)有一定的局限性。各種新型儲能技術(shù)在配置靈活性、使用壽命、工期、能量密度、功率響應(yīng)、轉(zhuǎn)換效率等方面都存在不足。

電化學(xué)儲能功率水平低，連續(xù)放電時(shí)間短，使用壽命短，部分技術(shù)存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)；傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能技術(shù)對儲氣庫的選址要求高，技術(shù)效率低，運(yùn)行維護(hù)成本高；飛輪儲能器放電時(shí)間短，由于軸承的磨損和空氣的阻力，有一定的自放電現(xiàn)象；儲氫和其他新的儲能技術(shù)仍處于起步階段。

2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)

與傳統(tǒng)的柔性資源相比，新型儲能的成本仍然相對昂貴。新型儲能的高成本是制約其大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵因素。以技術(shù)經(jīng)濟(jì)性電池解決方案相對較好的鋰離子電池為例，得益于電動汽車的大規(guī)模應(yīng)用，近年來鋰離子電池的成本呈下降趨勢，但仍高于傳統(tǒng)的柔性資源。目前單位電力的全生命周期成本是抽水蓄能的2~3倍；

釩氧化還原液流電池儲能的關(guān)鍵材料和組件尚未大規(guī)模商業(yè)化，成本是抽水蓄能的5-6倍；飛輪和鈉離子等其他類型的新型儲能技術(shù)工業(yè)化程度較低，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益尚不可比。如果你想知道之前鋰電池與鈉電池的對比，可以點(diǎn)擊鏈接參考。

 

 

3.安全級別

新型儲能安全隱患影響著社會各界對儲能的信任，制約著行業(yè)的健康發(fā)展。鋰離子電池熱失控的安全風(fēng)險(xiǎn)突出，其他類型的電池也存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

近年來，儲能事故頻發(fā)，儲能安全隱患成為能源電力行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。2011年，日本NGK鈉硫電池儲能也發(fā)生了一起嚴(yán)重的火災(zāi)事故。在一些強(qiáng)制性儲能項(xiàng)目中，業(yè)主選擇性能較差、投資成本較低的儲能產(chǎn)品，增加了安全隱患。

從我國的情況來看，儲能電站的建設(shè)和管理還存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)不健全、安全技術(shù)不成熟、安全管理機(jī)制不健全等問題。安全風(fēng)險(xiǎn)防控是發(fā)展新型儲能必須高度重視的問題。

4.標(biāo)準(zhǔn)級別

新儲能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，全過程規(guī)范化管理有待提高?，F(xiàn)行《電化學(xué)儲能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》對建筑和設(shè)備的防火等級、可燃?xì)怏w探測器的配置等要求沒有明確規(guī)定；《電化學(xué)儲能系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)程》中的動態(tài)響應(yīng)特性、故障穿越能力等指標(biāo)均低于電網(wǎng)運(yùn)行要求，儲能電站的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收未形成有效的安全和并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

由此，新型儲能電站的平均等效利用系數(shù)普遍較低，“并用不上、配套難用”問題突出，其對提高電力系統(tǒng)靈活性的作用沒有得到充分發(fā)揮。

5.市場水平

新能源存儲的價(jià)值還沒有被市場充分表達(dá)出來。我國儲能參與中長期交易、現(xiàn)貨交易等市場規(guī)則尚不完善，存在儲能市場準(zhǔn)入少、配套服務(wù)市場補(bǔ)償?shù)偷葐栴}。

目前，在運(yùn)營的新儲能電站中，只有15%獲得了輔助服務(wù)市場準(zhǔn)入資格。只有山東現(xiàn)貨市場允許新儲能參與，大多數(shù)儲能電站沒有成本回收渠道。同時(shí)，新儲能的作用并沒有完全體現(xiàn)在配套服務(wù)的價(jià)格機(jī)制上。即使他們參與輔助服務(wù)，也只能勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)盈虧平衡或微薄的利潤。

 

 

關(guān)于發(fā)展新型儲能的建議

1.加強(qiáng)技術(shù)研究和示范應(yīng)用

圍繞建設(shè)新型電力系統(tǒng)，服務(wù)新能源大規(guī)模高比例接入電網(wǎng)，加快實(shí)施高安全、長壽命、低成本儲能技術(shù)研究，加強(qiáng)儲能電站安全集成技術(shù)研究與應(yīng)用，推進(jìn)固態(tài)電池、新型水電解質(zhì)電池等技術(shù)領(lǐng)域布局。聚焦不同應(yīng)用場景，積極開展示范項(xiàng)目建設(shè)，激發(fā)各方積極性，培育可復(fù)制可推廣的新型儲能應(yīng)用新模式。擴(kuò)大新儲能應(yīng)用范圍，積累關(guān)鍵數(shù)據(jù)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，推動新儲能產(chǎn)業(yè)升級。

2.完善安全管理體系

嚴(yán)格控制新儲能項(xiàng)目參與者資質(zhì)，建立合理的新儲能行業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制，提高行業(yè)整體標(biāo)準(zhǔn)水平。建立新型儲能電站安全管理制度，明確電站各方安全管理責(zé)任，完善電站建設(shè)程序，完善質(zhì)量檢查機(jī)制，提高電站安全運(yùn)維水平。明確每個(gè)市場參與者的安全責(zé)任和接口，完善應(yīng)急管理體系，多維度加強(qiáng)儲能項(xiàng)目全過程管控，形成監(jiān)管合力。

3.完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

加快完善新型儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，圍繞新型電力系統(tǒng)需求，建立覆蓋新型儲能項(xiàng)目建設(shè)、生產(chǎn)經(jīng)營全過程以及安全環(huán)保、技術(shù)管理等專業(yè)技術(shù)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)體系。細(xì)化儲能電站上網(wǎng)類型和應(yīng)用場景，完善上網(wǎng)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)、測試和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合儲能新技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用場景拓展，及時(shí)開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，推動各類儲能新科技研發(fā)、示范應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)同發(fā)展。

4.優(yōu)化市場交易機(jī)制

充分發(fā)揮新儲能容量和電力的多重價(jià)值，允許同時(shí)參與各種電力市場，并在交易申報(bào)、交易清算、調(diào)度和呼叫過程中享有與其他市場主體相同的權(quán)利。推動新儲能與新能源捆綁參與中長期交易，鼓勵在高峰和低谷期簽訂市場合約。引入付費(fèi)一次調(diào)頻、慣性、爬坡等交易新品種，增加儲能收入。

 

 

總結(jié)

 

挑戰(zhàn)

◆技術(shù)水平有一定的局限性

◆安全層面的風(fēng)險(xiǎn)防控仍需重視

◆標(biāo)準(zhǔn)層面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善

◆市場層面的價(jià)值尚未完全表達(dá)

對策

◆加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)和示范應(yīng)用

◆完善安全管理體系

◆完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

◆優(yōu)化市場交易機(jī)制