本報(chinatimes.net.cn)記者胡雅文 北京報道
儲能興起不過數年,而能源轉型注定漫長。在塵埃落定之前,不斷涌現的新技術仍有可能占據一席之地。
“儲能技術對于我國新能源發展至關重要,尤其是大規模長時間儲能技術得到了越來越高的重視。”3月31日,在第六屆中關村論壇中國北歐可持續發展與創新論壇中,中綠中科儲能技術有限公司總工程師季偉表示。
儲能正處于快速發展之中,市場規模連年倍增、應用場景不斷細化。在2小時以內的儲能市場,鋰電技術成熟且成本低,被業內公認為一家獨大。但鋰電在熱失控、溫度和時效等方面存在天然短板,近年來液流電池、鈉電池等路線已經嶄露頭角,有希望憑借安全、低溫和降本潛力等理論優勢搶占長時儲能市場。不僅如此,更多的新型儲能技術如液態空氣儲能正在進入商業示范。
多元儲能技術
在雙碳發展趨勢下,能源和電力領域的轉型是一場沒有硝煙的戰爭。截至2024年6月底,新能源裝機為16.53億千瓦,占比53.8%,首次超過煤電。截至2025年2月底,全國非化石能源發電裝機占全國總發電裝機比重達到58.8%。其中,以風電和太陽能發電為代表的新能源裝機達到14.6億千瓦,占全國總發電裝機比重達到42.8%,電能的“綠色”屬性顯著提升。
基于新能源對傳統能源的部分替代,儲能成為“源、網、荷、儲、智”一體協同新型電力系統中的關鍵一環。截至2024年底,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達7376萬千瓦/1.68億千瓦時,約為“十三五”末的20倍,較2023年底增長超過130%。平均儲能時長為2.3小時,較2023年底增加約0.2小時。
根據中關村儲能產業技術聯盟數據,截至2024年底,我國電力儲能累計裝機首超百吉瓦,達到137.9吉瓦。新型儲能裝機規模首次超過抽水蓄能,達到78.3吉瓦/184.2吉瓦時,功率/能量規模同比增長126.5%/147.5%。工業和信息化部總經濟師、辦公廳主任高東升曾公開表示,2023年新型儲能產值突破3000億元。十三屆全國政協經濟委員會副主任、國家智能制造專家委員會主任蘇波曾公開表示,到2030年,新型儲能累計裝機有望達到220吉瓦,行業總產值將超過3萬億元。
在新型儲能裝機中,占比超97%(截至2023年底)的鋰離子電池仍然占據主導地位。但儲能系統的應用場景在不斷擴展,推動了儲能技術多元化發展。液流電池、鈉電池等新型儲能新技術不斷涌現,并在一些特定場景中展現出獨特的優勢。例如,液流電池具有壽命長、安全性高、可深度充放電等特點,適合大規模儲能應用;鈉離子電池則具有資源豐富、成本低等優勢,有望在中低端儲能市場占據一席之地。
2023年以來,還有多個兆瓦級的壓縮空氣儲能項目開工建設。重力儲能、液態空氣儲能、二氧化碳儲能等新技術落地實施,總體呈現多元化發展態勢。
押注細分領域
鋰電主導下,目前平均儲能時長在2小時左右。隨著儲能應用場景不斷豐富,長持續時間儲能成為業界新趨勢。作為新生事物,長時儲能在定義上還相對模糊,目前國際上對于長與短的時間界限尚無統一標準。一般來說,我國業內人士會將4小時以上的儲能市場稱為長時儲能。
長時儲能更像是一片無主之地,正不斷出現各種新技術。60兆瓦/600兆瓦時液態空氣儲能國家級首臺套示范項目(以60兆瓦功率輸出10小時)是2025中關村論壇期間公布的一項中國能源領域技術重大創新成果。季偉提到,“液態空氣儲能技術概念提出大概將近40年,從最早中試到工程示范,一直到我們這個項目實現工業商業示范,從無到有,建設了目前世界規模最大的業態空氣儲能的商業化示范項目。”
據了解,液態空氣式儲能技術是一種利用液態空氣(或液態氮氣)作為儲能介質和儲能/釋能工質的儲能技術,有時也被稱為低溫儲能,兼具機械式和熱能式特點。儲能時,利用低谷電來冷卻空氣,直到將空氣低溫液化,并將液態空氣儲存在儲罐或其他密閉空間中;釋能時,通過暴露于環境空氣或利用工業過程中的廢熱,來將所存儲的液態空氣恢復到氣態,并使用恢復氣態后的高壓空氣來驅動空氣透平機組做功發電。
液態空氣儲能具有儲能密度大、易于維護、不受地理條件限制、充放效率適中等特點。季偉提到,“液態空氣儲能不依賴于特殊的地理條件,特別適合在三北地區、沙戈荒地區等地理條件不是特別好的情況下,用于抑制風光發電波動性、解決電網的穩定性和解決棄風棄光等問題。”
除了地理優勢外,液態空氣儲能還可以耦合各種冷能和熱能,提升能源綜合利用效率。季偉稱,“比如LNG(液化天然氣),LNG冷能技術一直是難題,尤其是大規模穩定的利用,我們可以利用LNG的冷能去輔助空氣液化,大幅度提高液態空氣儲能效率和發電功率。還可以和傳統火電廠合作,把液態空氣儲能系統中的壓縮熱,和外界富余的蒸汽熱量進行互換,同時提高傳統電廠的發電功率,實現更深度的調峰。”
在示范項目建成之后,預計每年發電量將達到1.85億千瓦時,可節約標煤約5.4萬噸,減少二氧化碳排放約14.8萬噸,從而達到削峰填谷和平衡電力系統供需的目的。
中關村儲能產業技術聯盟創始人、常務副理事長俞振華也表示,“中國和歐洲在碳中和方面有著共同目標和共同愿景,今天看到的氫能、綠色燃料、液態空氣等技術,都是因為碳中和以及風電光伏儲能(的發展)。基于未來的碳中和愿景,所有的前沿技術發展實際上都與安全相關。在儲能領域,安全肯定是第一位的。”
責任編輯:李未來 主編:張豫寧
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