当前,我国能源结构正在加速调整,以新能源为主体的新型电力系统正在构建。作为新能源消纳和电网调峰的重要支撑,新型储能产业迎来了发展的春天。
2024北京国际风能大会暨展览会(CWP2024)以一场科技盛宴的形式,全方位、深层次地展现了新型储能产业的科技创新活力与蓬勃发展趋势。借助一系列尖端且全面的创新产品展示、前瞻性的解决方案推介,以及多元化、规模化的高科技应用场景演示,生动勾勒出新型储能技术的未来图景。同时,通过举办聚焦行业变革、探讨前沿趋势的主题论坛,大会为行业提供了一个深度交流、思想碰撞的高端平台,助力企业以更广阔的科技视野、更前瞻的战略眼光,精准把握新型储能行业的未来走向。
装机快速增长 安全经济绿色仍是主基调
新型储能作为构建以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑技术,具有高效、环保、可持续等优点,是未来能源领域的重要发展方向。与传统储能技术抽水蓄能相比,新型储能就像是“充电宝”,可以把风电、光伏等新能源富余的发电量储存起来,在用电低谷时“充电”,在用电高峰时“放电”,改变了电力系统即发即用的传统模式,既能促进大规模风光等新能源开发消纳,也能为电力系统运行提供调峰调频等辅助服务,提高电力系统灵活性。
近年来,我国清洁能源发展实现新跨越,风电光伏发电装机规模超过煤电,同时电力系统对调节能力的需求进一步增加,在政策、技术、市场机制多轮驱动下,新型储能进入大规模发展期。
据CNESA DataLink全球储能数据库不完全统计,2024上半年,新型储能新增投运装机规模13.67GW/33.41GWh,功率规模和能量规模同比均增长71%。新型储能项目数量(含规划、建设中和投运)超1000个,较去年同期增长67%,成为我国电力系统的有机组成部分,为实现能源结构的优化和升级提供了有力保障。
“从上半年行业发展情况来看,百兆瓦级项目数量增速明显,磷酸铁锂仍是主流,非锂储能技术应用逐渐增多。而且新能源配储的方式越来越灵活,各地都鼓励租赁或购买独立共享储能容量。”中关村储能产业技术联盟副秘书长岳芬表示,下半年,新型储能将继续保持快速增长态势,预计2024年全年新增装机30~41GW。“但是要注意,国内独立储能电站一半以上的收益依赖容量租赁,租赁年限和租赁价格难以保证,未来我们仍需在储能如何参与电力市场方面持续探索和发力。”
关注新型储能调度运营问题的还有国网能源研究院有限公司新型储能方向负责人李娜娜。她指出,目前我国新型储能产业政策逐步向推动规模化和市场化发展转变。新型储能规模快速发展,利用水平不断提高、调节作用不断增强,但运营经济性问题尚未有效解决,应从加强统筹规划、调度运行、市场机制和价格政策等方面持续发展,推动新型储能产业高质量发展。
清华四川能源互联网研究院绿色储能所所长陈永翀则从新型储能技术发展方向方面做了分析预判,“未来五年内,不同储能应用场景的几大技术路线将基本定型。特别是2023年锂电上游材料和中游设备大幅降价,奠定了基于磷酸铁锂材料的新型储能成本优势,在此基础上,开发高安全、大容量储能专用电池是行业发展的必然趋势。”在此基础上,他建议,企业从本质安全、延寿降本和绿色回收三个方向来着手进行锂电储能的应用场景创新升级工作。
技术百花齐放 多元化发展加速成型
新型储能行业发展利好形势吸引了大量社会资本,众多电池制造企业、新能源企业以及各类跨界新秀企业蜂拥而至。钠离子电池储能、液流电池储能、压缩空气储能、重力储能项目陆续投产,构网型储能应用不断扩展……不同技术路线、适应不同场景的各类创新技术产品多点开花、百家争鸣,为行业发展带来了勃勃生机。
目前,电化学储能是发展速度最快、最为成熟的技术,其中锂电池储能已形成完备可靠的产业链配套,也是最“卷”的技术赛道。
宁德时代今年4月发布全球首款5年零衰减且可大规模量产的天恒储能系统,解决了“零衰减”电池中锂金属高度活性的难题,有效遏制了氧化反应引发的热失控现象,实现大规模量产,实现5年功率和容量零衰减,为新型储能的规模化应用和高质量发展按下加速键。作为世界电池领军企业,不仅执着于产品创新,宁德时代还持续关注行业健康发展。宁德时代新能源大客户解决方案总监苏航呼吁行业从卷价格到卷质量、卷性能、卷价值,为行业实现健康生态圈贡献力量。
楚能新能源2022年发布的“浸默”电池安全系统采用液体作为灭火介质,系统网格化管理,实现了真正的PACK级消防管控,且在扑灭明火后可确保24小时内不复燃,将电化学储能安全提升到新的高度。武汉楚能新能源产品开发总经理蒋远富透露,“浸默”安全解决方案已在GWh以上的项目上实现商业应用,且围绕“浸默”电池安全系统,楚能新能源已完成超70项专利布局。
以坚定走全栈技术道路闻名的远景坚持储能是电芯、电力电子和电力系统的完美结合,专注深度自研自制核心部件供应体系。“今年的风能展,我们主推‘走向深度制造’的概念,向业内展示公司从全栈的产品能力拓展到全周期的服务能力。”远景科技集团储能解决方案总监郑晓磊说,远景目前已经实现了从电芯、PCS、EMS、BMS到SCADA系统的自研自制,掌握叶片、齿轮箱、发电机、变频器等核心战略部件的完全自主知识产权。
在构网型技术、固态电池技术等新兴领域,提前布局的企业已经取得优异成果。
瑞源储能所研发的构网型储能系统可以在跟网和构网两种模式之间切换,适应不同强度的电网。据明阳瑞源储能科技有限公司常务副总经理赵家欣介绍,该系统能够模拟传统同步发电机的运动特性,主动构建电网电压和频率,提供惯量支撑,实现实时稳压、构建电压、ms级惯量响应等,在提高电力系统稳定性、降低新能源发电成本、增强电网抗灾和自愈能力等方面具有明显优势。
华为从2013年开始,就坚持组串式逆变器路线,致力于用电力电子的可控性解决锂电池的不一致性和不确定性,继2020年推出业界首款组串式储能后,今年6月又发布了全球首款从芯到网的智能组串式构网型储能平台。华为数字能源中国区储能解决方案总监杨志表示,“构网能力是这个平台卓异于储能系统的最根本的价值,本质是提升新能源接入比例和电力消纳。根据青海某项目测算,在SCR=1.5时,相比传统方案,智能组串式构网型储能可以多送出40%的新能源电力。”
作为储能行业的先行者,风帆储能凭借其创新的智能组串式储能系统,在提升储能效率、安全性和经济性方面取得了突破性进展。风帆储能科技有限公司技术总监范博认为,智能组串式储能系统,能解决集中式储能问题,具有更好散热设计、精细化管理和主动防护系统,能够有效解决电池精准管理难题,显著提高系统的安全性与使用寿命。
阳光电源则注重探索深化三电融合技术,提出了“三电融合 智储一体”的全新业务理念,强化对数字化、智能化、一体化技术的创新融合和应用。阳光电源股份有限公司解决方案总监周维洋说:“我们通过设计、测试认证、交付、运维等全流程的一体化,打造数智储能系统,保障储能系统发挥应有的价值,助力行业可持续健康发展。”
华锐风电在技术融合方面也进行了针对性探索。华锐风电科技(集团)股份有限公司副总工程师刘志的演讲中提到,华锐风电从系统的角度提出了单机层面、场站层面的风储一体化经济性解决方案,自研了风储协调控制平台、风储变流器、储能户外柜、可定制化的储能集装箱、组串式储能系统等产品。
“热电耦合产生巨量无效电量&无效碳排放,而用储的思路去解决代价极大,禾和大至尝试用机炉解耦去实现热/电完全分离,不需储能就可实现近0深调。”禾和大至(北京)科技有限公司CTO林咸钗表示,该公司针对火电侧提供的解耦及长时高效熔盐储能解决方案,为新能源腾退出大量的上网空间,若增配熔盐模块,还可以实现长时高效储能,为能源赋能,推双碳前行。
提及新型储能,智能运维是绕不过的话题。可以看到,随着储能系统进入GWh级时代,大规模电站建设和运维的挑战指数级变大,迫切需要引入新技术,实现研发、生产、工程、运维、运营等全流程的智慧化管理。
在中车株洲所综合能源事业部双碳技术中心主任许东阳看来,这个难题可以通过打造规模化储能电站运维平台/系统来解决。“运维平台既是保证电站安全运行的底座,也是实现电站运维便捷高效和经济收益提高的有效手段。比如我们研发的FORESEE Solar智能运维系统,在行业里首创基于支路电能量的组件健康状态诊断功能,实现集中式逆变器具备IV诊断功能,在广西、广东、宁夏等项目实现了批量应用,降低了运维成本,提升了运维效率。”
针对“源、网、荷、储”等应用场景,运达股份积极构建电源、输电、用电、储能四位一体的新能源智慧调度平台。“我们在关键部件BMS、EMS、PCS、PES进行深度自研,打造运达储能系统的高态势感知、高精度控制、高智能化的‘大脑’系统,为储能系统安全、高效、运行保驾护航,帮助客户降低风险,提高收益。”运达能源科技集团股份有限公司储能研发总监饶庆说。
“有服务,资源才能产生价值。”基于此,金风零碳于行业内首次提出储能即服务(E-SaaS)理念,即未来在安全高效储能系统的基础上,储能市场比拼的是电力交易服务、电网辅助服务、电站运维服务。金风零碳智慧储能副总经理孙悦表示,1年多的实践成果证明,这种储能运维服务能够最大限度提升储能系统可用率和度电收益,展现新型储能本真价值,助力新型电力系统高质量发展。
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