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国家能源集团: 储能界 "全明星" 登场,谁是你的实力派?

据全球液流电池网获悉,当前,风电、光伏规模正在迅速扩张,未来将成为电力系统的“主力军”。但众所周知,风时大时小,光时有时无,而电网的要求是既不能多、也不能少,必须时刻保持发用电两端实时平衡。

面对如汩汩流水般涌来的不稳定绿电,面对较为稳定的火电调频慢、调节弱的现实状况,电网这个“大水池”如何时刻保持自身的稳定可靠?答案就藏在一个个“超级充电宝”——储能里。

什么是储能?

——就像给电网装一个大型充电宝

电,本来是“即发即用”的,发出来就得立刻消耗掉,不能像粮食那样囤在仓库里。储能的出现,让电实现了“时空搬运”——从多余的时间、多余的地点,搬到紧缺的时间、紧缺的地点。

也就是说,储能技术和设备,让电力从即发即用,变成了可储可调。这就好比给电力系统配了个“大型充电宝”——发电富余时,把电能存起来;供应紧张时,再把电释放出来。

储能站有哪些类型

——抽水蓄能和新型储能

抽水蓄能是最传统的储能方式,把水抽到高处存着,需要时放水发电。技术成熟、规模大,但严重依赖地理条件(需要两座水库和较大落差),建设周期长达6-10年。


安徽公司霍山抽水蓄能电站的通风兼安全洞

新型储能是指除抽水蓄能外,以输出电力为主要形式,并对外提供服务的储能技术,具有建设周期短、布局灵活、响应速度快等优势,可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能,是构建新型电力系统的重要支撑技术。

新型储能主要有以下几种技术路线:

电化学储能

比如锂离子电池、钠离子电池、液流电池、铅基电池、超级电容、固态电池等。这类技术通过电化学反应实现电能存储……


龙源电力山东招远325MW超级电容储能与锂离子电化学储能协同的混合储能项目

机械类储能

比如压缩空气储能、飞轮储能、固体重力储能。这类技术通过物理位移或势能变化储存能量,具有寿命长、环境友好等特点,适合特定场景的大规模应用。


宁夏电力灵武公司国内首个全容量“飞轮储能+火电联合调频”项目

其他新型储能方式

比如氢储能、热储能。氢储能将电能转化为氢气长期存储,可跨季节调节;热储能(如熔盐储热)则将电能转化为热能,在光热发电和工业领域已有成熟实践。


安徽公司宿州电厂全国最大的“煤电+熔盐”储能项目

如果说发展新能源解决的是“电从哪里来”的问题,那么新型储能就是解决这些新增的绿电“如何被更好利用”的问题。

技术路线这么多,都有啥特点?

目前,新型储能中,用得最多、发展最成熟的当属锂离子电池,占比超过90%。其他技术路线正在加速发展,各有侧重、各擅胜场。

锂离子电池

它像储能领域里的“主力队员”——充放电快、能量转换效率高、产业链成熟,所以现在电源侧、电网侧、用户侧的项目大多优先选它。根据正极材料的不同,锂离子电池可分为磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂等多种类型。磷酸铁锂电池是目前储能领域应用最广的“明星选手”。但是,锂离子电池热失控安全风险需要重点防控,且锂、钴等关键资源国内储量有限,长期看发展可能受限。


浙江公司梅屿锂离子储能电站

钠离子电池

钠离子电池是锂电池的“潜力替补”。钠元素在地壳中储量丰富、分布广泛,成本低得多,且低温性能更优。虽然目前能量密度和循环寿命与锂电尚有差距,但在对成本敏感、能量密度要求不苛刻的场景,如低速电动车、大规模固定式储能,商业化前景明确。

液流电池

液流电池属于“耐力型选手”。电解液外置,安全性高,循环寿命可达数万次,且功率与容量解耦,扩容灵活,尤其适合4小时以上的长时储能、大规模储能场景,如电网侧调峰、新能源基地配套等。


海南公司博鳌项目中具有自主知识产权的全钒液流长时储能系统

压缩空气储能

压缩空气储能就像给空气“攒电”。用电低谷时把空气压缩进地下盐穴或人工储气罐,高峰时释放高压空气推动透平发电。具有规模大(单站可达百兆瓦级)、寿命长(30年以上)、环境友好等特点,适合与大型新能源基地配套,实现跨日级的长时储能。

飞轮储能

飞轮储能靠高速旋转的转子储存动能,转速可达每分钟数万转。其核心优势在于响应速度极快(毫秒级)、充放电次数几乎无限(百万次以上)、无化学衰减,在不间断电源、电能质量治理和电网高频次调频中优势明显。


山东公司蓬莱电厂国内首个集成飞轮、磷酸铁锂、钠离子及全钒液流储能技术的复合型智慧储能示范项目

固体重力储能

固体重力储能就像“搬砖工”一样——用电低谷时通过提升机把重物(如混凝土块)吊至高处,高峰时放下重物驱动发电机。选址灵活,不挑地质条件,城市周边、废弃矿区和工业厂房都可部署,建设周期短、环境扰动小。

热储能(熔盐储热)

将电能、光热能转化为高温热能,也可以回收蒸汽余热,共同储存在熔盐介质中;需要时再通过换热装置释放储存热量,用于发电或供热。该储热技术已在光热电站中实现成熟应用,在火电机组灵活性改造中也可显著拓宽调峰区间、提升负荷响应速度。

氢储能

氢储能想象空间最大。通过电解水制氢,可实现电→氢→电的跨季节长周期存储,解决新能源月度、季度性的出力不均。氢气还能用于交通、冶金、化工等领域,成为连接电力与其他能源的关键纽带。


国华投资如东光氢储一体化项目——全国规模最大的光氢储一体化海上光伏示范项目

说到底,未来的新型储能不会只靠一种技术唱主角,更可能像一支分工明确的团队,谁更适合哪个场景,谁就在哪个场景发挥作用。技术多元化、场景精细化,正是新型储能产业发展的核心趋势。

新型储能正在进入哪些场景?

———源、网、荷,处处有它

电源侧:让电站更“听话”

新能源场站配储能:风电、光伏富余时充电,出力不足时放电,平抑波动,减少弃风弃光。

火电、水电站配储能:火电配储可实现深度调峰、灵活调频、快速变负荷;水电配储可优化库容调度。

储能正成为各类电源提升灵活性的“共性工具”。

电网侧:给电网装上“调节阀”

电网需要实时维持功率平衡。储能接入输配电网络,可提供调峰、调频、无功支撑、备用容量等服务。在负荷高峰时顶峰出力,在频率扰动时毫秒级响应,在故障时应急支撑——整体提升电网的安全裕度。

负荷侧:帮用户省钱又省心

工商业用户:利用峰谷电价差套利——夜间低价充电,白天高价放电,降低电费;同时作为备用电源,避免断电损失。

家庭用户:户用光储一体,白天光伏发电存起来,晚上再用,甚至能把多余的电卖给电网。


西藏公司那曲“光伏+储能+智能微电网”模式的屋顶光伏系统

如何与电网“对话”?

在这里,还有个极为关键的维度:新型储能怎么与电网“对话”?这就引出了两个新概念——跟网型储能和构网型储能。

跟网型储能

跟网型储能就像电网的“跟班”,运行完全依附于电网电压、频率基准,电网稳定时可正常充放电,一旦电网出现大幅波动便会停机自保,无法提供稳定支撑。

构网型储能

构网型储能可以模拟传统火电机组的运行特性,不依赖电网就能主动建立并维持稳定的电压与频率,即便外部电网网架薄弱、甚至与主网断开孤岛运行的情况下,也能独立“撑住”系统。


宁夏电力灵武采煤沉陷区构网型储能电站

构网型储能在大型新能源基地、电网关键节点、偏远微电网等场景优势突出,正在成为保障新型电力系统安全稳定的关键技术手段。

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