储能行业发展及应用概况。
1.储能技术简介。
储能是指将能量储存起来的技术,即将一种形式的能量转换为更稳定的形式并储存起来,然后在需要时以特定形式释放。不同的储能原理将其分为三种类型:机械式储能、电磁式储能和电化学式储能。每种储能类型都有各自的功率范围、特性和用途。
储能型 | 额定功率 | 额定能量 | 特征 | 应用场合 | |
机械的 储能 | 抽水 储备 | 100-2,000兆瓦 | 4-10小时 | 规模大,技术成熟;反应慢,需要地理资源 | 负载调节、频率控制和系统备份、电网稳定性控制。 |
压缩 空气储备 | IMW-300MW | 1-20小时 | 规模大,技术成熟;反应慢,需要地理资源。 | 调峰、系统备份、电网稳定性控制 | |
飞轮 储备 | 千瓦-30MW | 15秒至30秒 分钟 | 比功率高、成本高、噪音高 | 瞬态/动态控制、频率控制、电压控制、UPS 和电池储能。 | |
电磁 储能 | 超导 储备 | 千瓦-1兆瓦 | 2秒-5分钟 | 响应速度快、比功率高;成本高、维护困难 | 瞬态/动态控制、频率控制、电能质量控制、UPS和电池储能 |
超级 电容 | 千瓦-1兆瓦 | 1-30秒 | 响应速度快,比功率高;成本高 | 电能质量控制、UPS和电池储能 | |
电化学 储能 | 铅酸 电池 | 千瓦-50MW | 1分钟-3 h | 技术成熟,成本低;寿命短,环保隐患 | 电站备用、黑启动、UPS、能量平衡 |
液流 电池 | 千瓦-100MW | 1-20小时 | 许多电池循环涉及深度充电和放电。它们易于组合,但能量密度较低 | 它涵盖电能质量、备用电源、削峰填谷、能源管理和可再生能源存储。 | |
钠硫 电池 | 1千瓦-100兆瓦 | 小时 | 比能量高,成本高,运行安全问题需要改进。 | 电能质量是一个概念。备用电源是另一个概念。此外,还有削峰填谷。能源管理是另一个概念。最后,还有可再生能源储存。 | |
锂离子 电池 | 千瓦-100MW | 小时 | 比能量高,随着锂离子电池成本的下降,成本也随之下降 | 瞬态/动态控制、频率控制、电压控制、UPS 和电池储能。 |
它有很多优势,例如受地理位置影响较小、建设周期短、能量密度高。因此,电化学储能可以灵活使用。它适用于多种储能场景。它是储能技术,用途最广泛,发展潜力最大。其中最主要的是锂离子电池,其应用场景从几分钟到几小时不等。
2.储能应用场景
储能在电力系统中拥有丰富的应用场景。储能主要有三大用途:发电侧、电网侧和用户侧。它们是:
新能源发电与传统发电方式不同,受自然条件(包括光照和温度)的影响。其发电量随季节和日期而变化,无法根据需求调节发电量。新能源发电是一种不稳定的电源。当装机容量或发电比例达到一定水平时,就会影响电网的稳定性。为了确保电力系统的安全稳定,新能源系统将使用储能产品。这些产品将重新接入电网,平滑电力输出,从而降低新能源发电的影响。新能源发电包括光伏发电和风电,它们具有间歇性和波动性。储能还可以解决弃风弃光等用电问题。
传统的电网设计和建设遵循最大负荷法,在电网侧也是如此。新建电网或新增容量时,设备必须考虑最大负荷,这会导致成本高昂,资产利用率低。电网侧储能的兴起可以打破原有的最大负荷法,在新建电网或扩建旧电网时,可以减少电网拥堵,促进设备的扩建和升级,从而节省电网投资成本,提高资产利用率。储能以集装箱作为主要载体,应用于发电侧和电网侧,主要用于功率大于30kW的应用,对产品容量要求较高。
用户侧新能源系统主要应用于发电和储能,降低用电成本,并利用储能技术稳定电力。同时,用户还可以利用储能系统在电价低谷时储存电量,在电价高谷时减少电网用电,并出售储能系统产生的电量,利用峰谷电价盈利。用户侧储能以机柜为主要载体,适用于工商业园区和分布式光伏电站等场景,功率范围在1kW至10kW之间,产品容量相对较低。
3.“源网荷储”系统是储能的延伸应用场景
“源-网-荷-储”系统是一种运行模式,包含“电源、电网、负荷、储能”的解决方案,可以提高能源使用效率和电网安全性,并解决清洁能源使用中电网波动等问题。在该系统中,源是能源供应商,包括可再生能源,例如太阳能、风能和水电,也包括传统能源,例如煤炭、石油和天然气。电网是能源传输网络,包括输电线路和电力系统设备。负荷是能源的最终用户,包括居民、企业和公共设施。储能是储能技术,包括储能设备和技术。
在旧电力系统中,火电厂是电源,家庭和工业是负载,两者相距甚远,电网将它们连接起来。它采用的是大型综合控制模式,是一种电源跟随负载的实时平衡模式。
在“新电力系统”(neue Leistungssystem)下,新能源汽车的充电需求被添加到用户侧,成为用户的“负载”,这大大增加了电网的压力。光伏等新能源方式让用户变成了“电源”。此外,新能源汽车需要快速充电,而新能源发电本身又不稳定,用户需要“储能”来平滑其发电和用电对电网的影响,实现峰谷储能。
新能源的使用日益多样化。用户如今希望构建本地微电网。这些微电网将“电源”(光)、“储能”(储能)和“负载”(充电)连接起来。它们利用控制和通信技术来管理多种能源,让用户能够在本地生产和使用新能源。它们还能通过两种方式连接到大型电网。这减少了对电网的影响,并有助于平衡电网。小型微电网和储能系统构成了“光伏储能充电系统”,是一体化的。这是“源网荷储”的一个重要应用。
二、储能行业应用前景及市场容量
中关村储能技术联盟报告显示,截至2023年底,已投运储能项目总装机容量为289.20GW,较2022年底的237.20GW增长21.92%;新增储能装机容量达91.33GW,较上年增长99.62%。
截至2023年底,中国储能项目总装机容量达到86.50GW,较2022年底的59.80GW增长44.65%,占全球装机容量的29.91%,较2022年底增长4.70%。其中,抽水蓄能装机容量最大,占比59.40%。市场增长主要来自新能源储能,包括锂离子电池、铅酸电池和压缩空气,总装机容量为34.51GW,较去年增长163.93%。2023年,中国新增储能装机容量将达到21.44GW,同比增长191.77%。新能源储能包括锂离子电池和压缩空气,两者都有数百个并网兆瓦级项目。
从规划建设的新型储能项目情况来看,我国新型储能已呈现规模化发展态势,2022年规划、在建、已投运储能项目共计1799个,总容量约104.50GW。其中,已投运的新型储能项目以中小型项目为主,规模在10MW以下,约占61.98%;规划和在建的储能项目以大型项目为主,规模在10MW及以上,约占75.73%。在建百兆瓦级储能项目超过402个,具备为电网储能的基础和条件。
发布时间:2024年7月22日