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站C位的锂离子储能,会被氢能打败吗? - 乐鱼APP官方网站

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日期:2024-01-05

关于储能技术探讨的声音从未停过,尤其是长时储能的关注度日益提升,近期第二届新型储能大会中专家们也表示看好长时储能。

但目前锂离子电池储能仍是主流,但随着新能源渗透率持续提升,长时储能技术可能挑战现有格局。

储能技术大PK,目前锂离子电池绝对碾压

近年来随着风光装机量的持续提升,新能源消纳越来越急迫,储能的重要性日益凸显。传统的储能方式是抽水蓄能,但近几年抽水蓄能占比日益下降,2022年抽水蓄能累计装机占比首次低于80%,但他仍然是最成熟的储能方式。

一般情况我们说新型储能技术是不包括抽水蓄能的。目前最主流的新型储能技术是电化学储能。

在抽水蓄能装机占比逐渐下降的背景下,新型储能占比逐年提升,2022年累计装机规模占比已提升至23.1%,从结构上看,很明显,锂离子电池技术占约94%,以绝对的优势碾压其他技术。

图:2022年中国电力储能累计装机规模

资料来源:2023中国新型储能行业发展白皮书

但是虽然锂离子电池已经成为绝对主流,但缺点也不能忽视,比如锂活泼性太好,可能存在较大安全隐患;比如锂资源的储量有限等等。长远看,仅靠锂离子电池是远远不够的。所以,多种新型储能技术齐头并进,就显得尤为重要。

政策面,也是支持新型储能发展的,如2022年国家发改委、能源局发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》里面就提到过百兆瓦级的新型压缩空气储能、钠离子、固态锂离子电池等的技术示范,也包括对液流电池、飞轮储能等技术的多元储能组合应用的探讨。

所以,在目前电化学储能呈指数级增长的背景下,虽然锂离子电池技术处于绝对领先地位,但就未来而言,哪种技术的份额可能会有较大提升,更值得思考。

长时储能崛起,锂离子电池“一家独大”的地位或被挑战

虽然锂离子电池储能是主流,但是随着新能源渗透率逐渐提升,对长时储能的需求更为强烈。

目前锂离子电池储能更广泛的应用于1-2小时的中短时储能场景中,而国内一般把不低于4小时的储能技术定义为长时储能,可以实现跨天、跨月,乃至跨季节充放电循环的储能系统,以满足电力系统的长期稳定。

近期于上海召开的第二届新型储能产业高质量发展大会及虚拟电厂高层研讨会,业内专业也表示看好长时储能的发展。

长时储能除了传统的抽水蓄能外,在新型储能领域主要包括液流储能 、压缩空气储能、热储能和氢储能等技术。

1 、液流电池。 锂离子电池目前具备极大经济性,但存在安全性和资源约束等缺点。而液流电池安全性高,储能时长可超8小时,以及寿命更长的优势,更适合未来大量使用新能源的场景,是更适合长时储能的电池技术。

2 、压缩空气储能。 压缩空气储能产业链和现在的火电产业链有相似之处,所以压缩空气储能从产业链上也能帮助火力发电实行一些产能上的消化。目前的压缩空气储能还没到一个完全成熟的阶段,还处在示范应用中。

例如,江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目,在2022年5月建成投产的全球首个投入商业运行的非补燃压缩空气储能电站,建设规模60MW/300MWh。随着新能源比例不断提升,这种大容量长时储能技术会迎来较大发展空间。

3 、热储能。 热储能同样也和火电融合比较高,重要的应用场景也是和火电机组结合。比如,将储热技术和火电、核电机组进行结合可实现机组的“热电解耦”。同时可以利用退役/关停机组,改造为储能电站。

目前最成熟的热储能技术就是显热储能,已经发展到商业化阶段了。除了与火电结合的应用场景,其他应用场景还包括电源侧配置、用户侧多能互补等等。总体看,热储和压缩空气储能一样,还没到完全成熟状态,也正因为如此,未来才有空间。

4 、氢储能 。说到长时储能,氢储能是未来最关键的长时储能技术,因为氢储能更适合长周期大规模场景的储能方式,可以实现跨季节的储能。不过氢能发展有他的确定性和不确定性,确定性包括:

1 )利用可再生能源电解水制氢。 这点是确定的,也契合双碳目标,未来会是发展主流。

2 )分布式制氢和利用的模式。 这点其实吻合目前氢能储存和运输技术没完全成熟的情况,因为可以在加氢站和周围制取氢气,储运优势明显,降低了氢气储运成本。

3 )重卡氢燃料电池汽车。 因为在重卡领域,氢能能量密度高的优势可以充分发挥,同时也能最小化安全隐患。

4 )氢气液体燃料的发展。 把氢气转变成液体状态的氢气燃料,能够有效地解决经济在安全性方面的顾虑和氢气运输成本高的问题。

除了确定性外,最重要的不确定性是爆发增长的时间点和在哪个领域 和哪个地区率先实现突破, 但从趋势看氢能的趋势是确定的,尤其到2030年后,氢能将发挥更重要的作用。

总结来看,未来储能技术不会是一家独大的,一定是针对各自特点百花齐放发的,从技术趋势看,像长时机械储能中储热、氢能为代表的10小时以上的储能,技术攻关是未来重要考虑的点。电化学储能也要考虑如何更好与长时储能进行配合,而不仅仅满足于2小时的削峰填谷。

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