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电化学储能 谁是主角?

2019-04-16    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:以累计投运规模超过1吉瓦为标志,中国电化学储能产业真正进入了规模化、快速发展的时代,电网侧储能、储能专用电芯也开始受到各方关注。
 以累计投运规模超过1吉瓦为标志,中国电化学储能产业真正进入了规模化、快速发展的时代,电网侧储能、储能专用电芯也开始受到各方关注。
2018年称得上是中国储能产业的一个分水岭。
在等待与酝酿多年之后,中国电化学储能产业在2018年终于迎来真正意义上的元年——电化学储能市场规模进入了“GW/GWh”(吉瓦/吉瓦时)时代。
根据中国能源研究会储能专委会暨中关村储能产业技术联盟(CNESA)全球储能项目库的不完全统计,2018年中国累计投运的电化学储能项目规模为1.0185吉瓦/2.9123吉瓦时,是2017年累计总规模的2.6倍。专业机构预计,2020年之后储能商业化市场份额将快速提升。来自RCESIP(储能产业政策研究中心)的预测表明,2025年中国电化学储能累计装机规模有望达到24吉瓦,市场份额将迈入千亿级别。
这意味着中国电化学储能产业真正进入规模化、快速发展的时代,其背后的推动力无疑是2017年10月五部委颁布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》。
2018年,行业内已经真切地感受到了政策的刺激力量,因此这一文件以及后续将推出的配套政策,将继续推动中国电化学储能产业快速发展。
 
从全球来看,电化学储能产业也进入了新时代。截至2018年底,全球累计投运的电化学储能装机规模达到4.8683吉瓦/10.7392吉瓦时,功率规模同比增长65%,提速明显。
根据美国清洁能源与技术咨询公司Mercom资本集团的统计,2018年,全球对储能公司的风险投资增加了19%,企业融资总额为8.5亿美元,2018年储能获得风险投资的企业数量由30个增加至49个。
在储能产业链中,锂电池公司和储能系统公司成为最受关注的企业,2018年融资金额TOP5的储能企业中,3家是锂电池公司,2家为储能系统公司。其中固态电池企业QuantumScape以1亿美元的融资荣登2018年储能企业融资榜首。
电网侧储能后来居上
在快速发展的中国储能应用产业中,结构分布发生了明显的变化,从2017年前以用户侧为主转变为以电网侧为主。
根据CNESA储能项目数据库的统计,2018年新增投运(不包含规划、在建和正在调试的储能项目)的电网侧储能规模为206.8兆瓦,占2018年全国新增投运规模的36%,占各类储能应用之首。
电网侧储能的兴起源于电网对储能的“刚需”。中国化学与物理电源协会储能应用分会秘书长刘勇认为,电力系统内存在较大频率波动风险(如大容量直流、大容量机组等大电源丢失风险),而系统如果相对较小或系统内机组一次调频能力相对不足(如大规模新能源接入等),就需要储能等快速充放电设备协助确保系统安全稳定运行。
刘勇认为,建设储能电站可缓解电网部分供电缺口,提高设备的利用效率,延缓为满足短时最大负荷所需的电网建设投资。
在诸多储能技术路线中,电化学储能装置响应时间为毫秒级,相对于水电、火电等常规功率调节手段具有较大技术优势。电池储能电站跟踪负荷变化能力强,响应速度快,控制精确,且具有双向调节能力和削峰填谷的双重功效,是重要的调峰电源。
从2018年电网侧储能项目的分布区域来看,江苏、河南电网侧储能市场爆发,年内投运规模位居全国前列,最受市场关注。湖南、甘肃和青海等地的项目正在逐步释放,值得期待。
2018年7月18日,江苏镇江电网储能电站工程正式并网投运,该储能电站规模为101兆瓦/202兆瓦时,是国内规模最大的电网侧电池储能电站项目,也是迄今建成的世界规模最大、功能最全的电网侧储能电站项目。作为全球首套毫秒级响应的源网荷储系统组成部分,该项目实现储能从“负荷”向“电源”的毫秒级转变,具备调频、调峰、备用、黑启动等功能。2019年1月9日,国网江苏省电力公司储能二期工程苏州昆山项目通过初设评审。该工程建成后,将成为全球最大的储能电站。
 
2018年6月,国网河南省电力公司与平高集团合作,选择郑州、洛阳、信阳等9个地市的16座变电站,采用“分布式布置、模块化设计、单元化接入、集中式调控”的技术方案,建设规模为100.8兆瓦/125.8兆瓦时,共计84个电池集装箱,目前该储能电站已经正式投入商业运行。
中国能源研究会可再生能源专委会主任李俊峰表示,电网侧储能的异军突起在于电网自身建设功能性的储能基础设施需求比较紧迫。
阳光电源副总裁吴家茂表示,从整个储能市场的培育和市场机制的建立来看,单靠电网侧储能是不够的,期待2019年用户侧和电源侧,尤其是“新能源发电+储能”这种发电侧储能蓬勃发展起来。
值得注意的是,根据专业机构的不完全统计,2018年在建和投运的电源侧储能项目规模有望超过150兆瓦。从储能项目类型来看,调频储能类项目数量多,累计规模最大,其次是“可再生能源+储能”项,而调峰储能项目屈指可数。
储能专用电池登场
做出2018年是中国电化学储能产业元年的判断,不仅是基于市场规模,更重要的是产业开始触及一些关涉行业未来的根本性问题,比如储能专用锂电池研发应用。
2018年11月,宁德时代副董事长黄世霖公开表示,未来动力电池和储能电池技术路线会分开。
对此,另外一家行业代表亿纬锂能储能事业部总经理陈翔则表示完全同意这一观点。上海国轩新能源(合肥)储能科技有限公司总经理彭明鸿进一步提出,市面上基本没有真正的储能电芯,各大动力电池厂家都未投入专门的储能电芯产线。
如果彭明鸿的说法是对的,那么我们经常看到的各种机构统计的储能项目用的是什么锂电池呢?显然只能是动力电池。
至此,这一业内大家都在私下讨论但很少有人主动公开的重大命题进入了公众视野。无疑,这是行业的一个重大进步。那么动力电池与储能电池有哪些分别呢?
第一,从应用场景来看,动力锂电池主要用于电动汽车、电动自行车以及其它电动工具领域,而储能锂电池主要用于调峰调频电力辅助服务、可再生能源并网和微电网等领域。
由于应用场景不同,电池的性能要求也有所不同。动力锂电池作为移动电源,在安全的前提下对于体积(和质量)能量密度都有高的要求,以达到更为持久的续航能力。同时,用户还希望电动汽车能够安全快充,因此动力锂电池对于能量密度和功率密度都有较高的要求,只是因为出于安全性考虑,目前普遍采用1C左右充放电能力的能量型电池。对于储能应用而言,因为绝大多数储能装置无需移动,所以储能锂电池对于能量密度并没有直接的要求,至于功率密度,不同的储能场景有不同的要求。
中科院电工所储能技术研究组组长陈永翀曾指出,对于电力调峰、离网型光伏储能或用户侧的峰谷价差储能场景,一般需要储能电池连续充电或连续放电两个小时以上,因此适合采用充放电倍率≤0.5C的容量型电池;对于电力调频或平滑可再生能源波动的储能场景,需要储能电池在秒级至分钟级的时间段快速充放电,所以适合≥2C功率型电池的应用;而在一些同时需要承担调频和调峰的应用场景,能量型电池会更适合些,当然,这种场景下也可以将功率型与容量型电池配合一起使用。
第二,相对于动力锂电池而言,储能锂电池对于日历使用寿命有更高的要求。新能源汽车的寿命一般在5~8年,而储能项目的寿命一般都希望大于10年。动力锂电池的循环次数寿命在1000~2000次,而储能锂电池的循环次数寿命一般要求能够大于3500次,并且希望通过开发新型的运维再生技术,达到超长的日历储能寿命。
第三,在成本方面,动力锂电池面临和传统燃油动力源的竞争,储能锂电池则需要面对传统调峰调频技术的成本竞争。另外,储能电站的规模基本上都是兆瓦级别以上甚至百兆瓦的级别,因此储能锂电池的成本要求比动力锂电池的成本更低,安全性也要求更高。
正是基于动力锂电池与储能锂电池有着众多的区别,这些应用场景为开发专用电芯提供了为可能。随着中国储能应用产业进入大规模时代,储能专用锂电池的生产已如弦上之箭、蓄势待发。据了解,国内已有电池企业如合肥国轩、亿伟锂能正在进行储能专用电芯的研发。储能应用专用电池的步伐越来越近。
 
关键词: 可再生能源
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