引言
在全球气候变化与能源危机的双重挑战下,新能源的开发与应用成为各国关注的重点。然而,新能源的波动性和间歇性问题限制了其广泛应用。储能技术作为解决这一问题的关键手段,正在迅速发展并受到广泛关注。
央企新型储能创新联合体启动
近日,由国务院国资委指导、国家电网有限公司和南方电网公司主办的中央企业新型储能创新联合体启动会在京召开。中央企业新型储能创新联合体由国家电网有限公司、南方电网公司共同牵头组建。其成员单位包括33家中央企业和104家地方国企、民营企业、高等院校、科研院所及社团组织。
据了解,当前中央企业新型储能创新联合体已布局57项重点攻关任务,围绕“高安全、低成本化学储能”“高效率、低成本物理储能”“规模化支撑技术”“多场景应用实证”四大方向,在能源、通信、航天等行业开展攻关,旨在集中力量攻克一批关键共性技术,产出一批标志性产品,建成一批重大工程和平台,跟踪调整前沿性和颠覆性攻关任务布局,推动中国新型储能技术创新和产业水平稳居全球前列,支撑新型能源体系和新型电力系统建设。
储能技术的分类
根据储能介质和能量转换方式的不同,储能技术主要分为物理储能、电化学储能、电磁储能、热储能和化学储能。
物理储能
主要包括抽水蓄能和压缩空气储能和飞轮储能。抽水蓄能是目前应用最广泛的大规模储能技术,通过水的势能变化实现能量存储和释放,具有较高的效率和长寿命。然而,其受地理条件限制,建设周期长、投资高。压缩空气储能通过压缩空气的方式存储能量,同样具有较大的应用潜力。
电化学储能
主要是指各种电池储能技术,如锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池等。这些电池通过化学反应将电能转化为化学能储存起来,并在需要时通过逆反应释放电能。电化学储能技术因其高能量密度、灵活性和可扩展性而备受关注,发展迅速。
电磁储能
包括超级电容器和超导储能等。这些技术利用电场或磁场来储存能量,具有响应速度快、功率密度高等特点,适用于需要快速充放电的场合。
热储能
通过储存热能来实现能量的储存和释放。例如,利用熔盐等介质在高温下储存热能,在需要时通过热机转换为电能或热能输出。
化学储能
化学储能是一种通过化学反应将电能转化为化学能储存起来,并在需要时通过逆反应释放电能的技术。氢储能是化学储能的一种方式,它通过电解水制氢将电能转化为氢能储存起来,在需要时通过燃料电池将氢能转化为电能和水。氢储能具有能量密度高、清洁无污染等优点,是未来能源系统的重要组成部分。
储能技术的作用
储能相当于是一个“巨型充电宝”,在风光资源丰富时段储存未利用能量,在资源缺乏且用电高峰时段放出能量供电,从而实现削峰填谷。理论上可以减少弃电,降低用电成本。
按照储能系统安装位置不同,可分为发电侧、电网侧、用户侧。
发电侧调频
在传统电力系统中,电网频率的稳定性主要依赖于大型发电机组的旋转惯量。但风能和太阳能的发电具有间歇性和波动性,容易导致电网频率的快速变化。储能系统可以在毫秒级别内快速响应,通过充电或放电来调节电网的频率波动。
电网侧调峰
随着可再生能源发电量的增加,电力过剩和电力短缺的问题变得更加突出。而储能系统可以在电力过剩时,将多余的电能储存起来,避免弃电现象的发生;当电力需求高峰时,储能系统可以将之前储存的电能释放出来,平衡电力的供需。
用户侧套利
电价差套利是储能系统实现经济效益的重要方式之一。在电力市场中,电价会随着供需关系的变化而波动。储能系统可以在电价较低的时段储存电能,在电价较高的时段将电能释放出来。通过这种“低买高卖”的方式,储能系统能够实现电价差的套利,获得经济收益。
储能产业的现状
近年来,得益于政策支持、技术进步和风电、光伏装机量的快速增加,作为新能源的配套产业,我国储能产业发展迅猛。其中,锂离子电池技术因其能量密度高、寿命长和成本下降显著,成为当前市场的主流。根据国际能源署(IEA)的数据,全球储能市场在过去十年中年均增长率超过20%。
不过,我国储能产业发展还面临着结构性产能过剩、有效利用率不高、成本疏导不畅等多重挑战。它也正逐步转型为一个技术密集型、资本密集型以及品牌密集型的领域,并步入了第一轮激烈的行业洗牌阶段。其主要原因有:
商业模式不成熟:储能项目的收益模式尚不完善,尤其是在新能源配储领域,导致许多储能项目的利用率低,商业回报难以保证 。
市场竞争激烈:储能行业内大量企业涌入,导致市场内卷和价格战,压缩了企业的利润空间。
政策执行不确定性:尽管政策支持不断加强,但具体实施细则和补贴机制的不确定性给企业带来困惑和挑战。
技术与安全问题:尽管技术进步显著,但储能系统的成本、全生命周期回报率、安全性等问题仍制约行业发展。尤其是工商业储能领域,安全隐患导致市场需求减少。
储能行业的未来发展趋势
作为国家战略性新兴产业,储能技术是推动新能源革命的关键力量,它必然会不断地发展与完善,而正在经历的洗牌阶段也恰好说明了行业已在寻找破局点的途中。行业的发展不是一蹴而就的,而是呈现螺旋式上升,尽管目前行业处于动荡时期,但仍有巨大的成长潜力还未发挥。而上文所提到的中央企业新型储能创新联合体就需要发挥其引领作用,通过跨部门、跨行业的深度合作,集中力量进行技术创新和产业升级,为构建新型能源体系和推动能源革命贡献力量。
参考链接:
https://mp.weixin.qq.com/s/hXvg99lCims4IsGwJIF5Xw
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