近年來,城市用電量逐年增加,對能源供給方式和新型電力系統提出了更高要求。2022年,在“雙碳”目標驅動下,能源轉型與變革持續升級。隨著新型電力系統高質量發展成為新方向,新型儲能也得到越來越多的關注。
全國新型儲能持續快速增長
儲能技術根據儲能系統存儲能量的形式及其構成機理的不同,可以分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、重力儲能、超導磁儲能、電化學儲能(鋰離子電池、液流電池、鈉離子電池)等,而新型儲能即為抽水蓄能外,以輸出電力為主要形式的儲能。
液流電池作為電化學儲能技術之一,將陰陽極電解液分別通過管路推入電堆中,通過活性元素的價態變化,在電能和化學能之間產生轉換來實現充放電。由于液流電池是將能量儲存于水性電解液中,且能量轉化不依賴固體電極,因此沒有燃燒爆炸的風險,符合儲能的安全需求。此外,液流電池在充放電次數方面也有明顯優勢,一般大于1.5萬次,是鋰電池的3倍以上。再加上液流電池選址靈活、易部署、建設周期短等特點,該技術有龐大的可持續發展空間和市場機遇。
液流電池是目前新型儲能領域的重要技術方向。與鋰電池相比,液流電池的優點是安全性高、可靈活擴容、循環壽命長、電解液可循環利用,因此被視為目前最適合長時儲能的電池技術之一。隨著儲能需求不斷增長,業內人士認為,鋅鐵液流電池憑借極安全、超低度電成本、易安裝、充放電次數多的優勢以及在產能方面的領先性,或成為未來儲能產業的主力軍。
國內儲能產業從單一走向多元發展
2022年2月,國家發展改革委、國家能源局發布《“十四五”新型儲能發展實施方案》并提出,要積極開展新型儲能關鍵技術研發,探索不同技術路徑和發展模式。
回溯我國儲能產業的發展歷史,天風證券公用環保行業首席分析師郭麗麗認為,截至目前,我國儲能產業發展大致可分為三個階段:第一階段為2016年以前,以抽水蓄能為主,技術路徑較單一;第二階段為2017~2021年,新能源占比快速提升,電化學儲能走上歷史舞臺;第三階段為2022年以后,多項新型儲能技術取得突破,儲能技術路徑邁向多元。
數據顯示,截至2022年底,全國新型儲能裝機中,鋰離子電池儲能占比94.5%、壓縮空氣儲能為2.0%、液流電池儲能為1.6%、鉛酸(炭)電池儲能為1.7%、其他技術路線為0.2%。國家能源局能源節約和科技裝備司副司長劉亞芳介紹,當前我國新型儲能呈現出以鋰離子電池為主,新型儲能技術多元化發展態勢明顯的特點。
從2022年新增裝機技術占比來看,雖然鋰離子電池儲能技術仍處于絕對主導地位,但新增壓縮空氣儲能、液流電池儲能技術占比增速明顯加快。
業內人士分析,鋰離子電池技術由于其儲能時長及安全性較低,難以完全滿足新型電力系統下的調峰需求。而其他新型儲能技術則在儲能時長、安全性等方面表現較優,其中液流電池及壓縮空氣儲能在國內已有一定規模的示范項目落地,發展確定性相對較強。
據不完全統計,全國已有26個省市規劃了“十四五”時期新型儲能的裝機目標,預計到2025年,發電側新型儲能的規劃裝機量總規模將接近67吉瓦;同時,新型儲能、共享儲能也成了各地區2023年著力發展的重點工作,今年已有山東、山西、內蒙古、遼寧、吉林、浙江、廣東等10余個省份提出將建設新型儲能項目。
日前,國家標準化管理委員會、國家能源局聯合發布《新型儲能標準體系建設指南》,結合新型電力系統建設需求,初步形成新型儲能標準體系,基本能夠支撐新型儲能行業商業化發展。
在政策引導下,液流電池、鈉離子電池、壓縮空氣儲能、重力儲能等多項新型儲能技術取得實質性突破,國內儲能產業進入多元化發展階段。根據CNESA(中關村儲能產業技術聯盟)數據,截至2022年9月,國內新增新型儲能項目包括鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池等多種技術路徑。
基于鋅鐵液流電池技術具有極安全、超低度電成本、服務壽命長,適合大規模、長時儲能的應用場景等優勢。緯景儲能為了達到儲能電池的最優經濟性,一直以來持續開展技術創新和產品迭代,同時也在多地落地建設智能制造工廠。除鹽城外,珠海的智能工廠也在如火如荼建設中,預計2023年6月投產。全面達產后,鋅鐵液流電池產能將達到1.5吉瓦。
產教融合推動液流電池儲能技術高質量發展
依托在儲能智能制造領域的規模化發展,緯景儲能的鋅鐵液流電池產業化更具優勢。緯景儲能副總裁、政策與戰略研究院院長谷雨認為,技術迭代與工藝創新的經驗都將成為緯景儲能在推動城市更新、建設綠色低碳城市方面的寶貴財富,也是加速鋅鐵液流電池產業化落地的縮影。
談及緯景儲能和整個儲能產業的發展,谷雨認為,未來最大的挑戰是專業儲能人才的匱乏。儲能不是一門單一的學科,儲能人才需要跨界掌握電化學、電力電子、材料科學、機械工程等學科的知識。他說:“尤其在儲能生態鏈中,核心材料技術突破后才能在這一關鍵領域有所建樹,完成換道超車。”針對儲能領域技術研發、產品應用、智能制造等人才缺失問題,谷雨透露,緯景儲能正在積極聯合國家重點高校開展產學研合作,通過設立先進儲能技術研究中心,聯合高校為國家和企業培養儲能專業人才。
此外,緯景儲能在實現可持續發展的同時,還注重創造共享社會價值。以建設“碳中和科技館”為例,緯景儲能新總部大樓位于上海楊浦濱江,由永安棧房雙子樓中位于東側的倉庫改造而來,也是上海市文物保護建筑,共有4層。根據規劃,緯景儲能將把部分區域改造成“碳中和科技館”,該館將利用緯景儲能新型儲能技術在內的未來能源科技,將大樓打造成濱江首個零碳建筑的典范。建成后,科技館將免費向市民開放,進一步提升社會大眾的科學素養。(來源:中國經濟導報 記者:鮑筱蘭)
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