以“長”補(bǔ)“短”，儲能產(chǎn)業(yè)有招

　　我國能源轉(zhuǎn)型正不斷加速。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年一季度全國可再生能源新增裝機(jī)6367萬千瓦，占新增裝機(jī)的92%。但可再生能源的間歇性、不穩(wěn)定性、周期性也對新能源體系建設(shè)提出了挑戰(zhàn)。

　　作為此題目前的“最優(yōu)解”，新型儲能及氫儲能技術(shù)眾目所矚。在2024中關(guān)村論壇——碳中和碳達(dá)峰科技論壇上，專家提出，隨著新能源占比不斷提高，對長時儲能的需求也越來越大，氫能儲能、電化學(xué)儲能等技術(shù)將以己之長，補(bǔ)上新能源體系的“短”板。

　　儲能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展 時長需求或提高10倍以上

　　“儲能被稱為能源革命的關(guān)鍵支撐技術(shù)。”中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長、研究員陳海生表示，“2023年，我國儲能產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了高速發(fā)展的一年，具體表現(xiàn)為儲能技術(shù)迅速發(fā)展、市場保持高速增長、政策持續(xù)向好、產(chǎn)業(yè)競爭加劇。”

　　陳海生介紹說，2023年，我國新增新型儲能投運裝機(jī)規(guī)模21.5吉瓦，為2022年同期水平的3倍，占全球新型儲能市場的47%;;截至2023年底，全國累計已經(jīng)建成投運新型儲能項目裝機(jī)規(guī)模達(dá)34.5吉瓦。

　　“目前我國新型儲能產(chǎn)業(yè)正處于從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)化的階段，其特點是部分技術(shù)實現(xiàn)國際領(lǐng)先、標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善，并形成了多種商業(yè)模式。”據(jù)陳海生估計，2025～2030年，我國新型儲能產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入全面商業(yè)化階段。

　　他進(jìn)一步指出，新型儲能未來會成為電力系統(tǒng)的重要支撐或重要主體，電力系統(tǒng)將由“源—網(wǎng)—荷”剛性鏈?zhǔn)较到y(tǒng)變革為“源—網(wǎng)—荷—儲”柔性網(wǎng)狀系統(tǒng)，新型儲能將作為電力系統(tǒng)的第四個主體，占到整個電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)體量的10%～15%，成為萬億級的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

　　在新型儲能中，長時儲能無疑是當(dāng)下業(yè)界的焦點話題。陳海生指出，截至2023年底，全球新型儲能平均儲能時長為2.1小時;但到2060年，我國可再生能源占比將達(dá)80%以上，屆時能源系統(tǒng)對于大規(guī)模長時儲能的需求將極大提升。

　　“過去10年，全球新型儲能裝機(jī)增長了13倍。未來10年，全球儲能裝機(jī)需求將增長15倍，儲能時長需求將增長10倍以上。”他說。

　　長時儲能技術(shù)備受矚目 液流電池項目集中立項

　　陳海生表示，從2023年我國儲能領(lǐng)域?qū)＠暾埱闆r來看，目前儲熱儲冷、鋰電池、鈉電池、液流電池、超級電容等技術(shù)路線研發(fā)集中度較高。其中，液流電池等長時儲能技術(shù)路線備受矚目。

　　中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長、研究員李先鋒介紹說，中國科學(xué)院自2000年開始布局儲能技術(shù)研究，主要側(cè)重于壓縮空氣儲能、液流電池以及氫儲能等長時儲能技術(shù)。

　　他重點提到液流電池。“液流電池儲能技術(shù)在中長時儲能方面很有前景，其優(yōu)勢在于安全、長時、長壽命、大規(guī)模;劣勢在于能量密度偏低，因此不適合做動力電池，更適合做大規(guī)模固定式的電力系統(tǒng)儲能。”李先鋒表示，鋰離子電池儲能時長大約為4個小時，液流電池則為4～10個小時。

　　據(jù)悉，2022年，我國百兆瓦級液流電池儲能調(diào)峰電站在遼寧省大連市正式并網(wǎng)發(fā)電，其全釩液流電池技術(shù)由中科院大連化學(xué)物理研究所提供，成為迄今為止全球功率最大、容量最大的液流電池儲能調(diào)峰電站。

　　“目前，該電站運行良好。”他說，“該站于2023年中旬開始接受遼寧省電網(wǎng)的調(diào)度，到2023年底已調(diào)度運行了240多個循環(huán)，累計充放電量約1億千瓦時。”

　　李先鋒指出，目前，液流電池已進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展時期，經(jīng)統(tǒng)計，近兩年僅新立項的全釩液流電池項目的裝機(jī)規(guī)模就已超過10吉瓦時，低成本、高能量密度的新型液流電池體系也正不斷涌現(xiàn)。此外，中科院還布局了鋅基液流電池相關(guān)研究，目前正處于中試階段。

　　香港中文大學(xué)教授盧怡君也表示，液流電池是適合長時儲能的電池技術(shù)，其團(tuán)隊正研究開發(fā)低成本硫基液流電池等儲能技術(shù)。她著重談到成本問題：“譬如鋰電池，如果要做10或20小時的長時儲能，其成本是等比例上升的;但液流電池只要增加儲液桶內(nèi)的電解液，就可以增加其儲能時長。同時，其控制系統(tǒng)簡單，規(guī)?；杀疽哺?。”

　　長周期儲能瞄準(zhǔn)氫能 電池+氫構(gòu)建未來儲能格局

　　而對于更長時甚至跨季節(jié)的儲能需求，氫能成為理想解答。

　　中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高認(rèn)為，要以新型儲能實現(xiàn)電網(wǎng)的靈活性調(diào)整，主要包括三種方式：一是長周期、跨季節(jié)的靈活性調(diào)節(jié)，依靠氫能及氫的載體;二是中周期、8小時以內(nèi)的調(diào)節(jié)，主要依靠電化學(xué)儲能;三是電動汽車儲能，即車網(wǎng)互動。

　　“氫儲能是什么意思?”歐陽明高解釋說，可再生能源存在季節(jié)性過?，F(xiàn)象，此時可以將過剩的電通過制氫儲存起來，之后在面臨季節(jié)性短缺時再將氫轉(zhuǎn)電發(fā)回去，這就是以大規(guī)模、長周期為特點的氫儲能。

　　歐陽明高指出，據(jù)全球普遍預(yù)測，可再生能源發(fā)電量的10%需要通過氫能長時間存儲。到2060年，我國大概有1.5萬億千瓦時的電需要通過氫儲存。“儲能行業(yè)未來主體將呈現(xiàn)出短周期、小規(guī)模依靠電池，長周期、大規(guī)模主要靠氫能的格局。”他說。

　　他進(jìn)一步指出，我國在氫能核心關(guān)鍵技術(shù)特別是燃料電池和電解槽方面已經(jīng)取得重大技術(shù)突破，未來還需繼續(xù)優(yōu)化升級。目前，他們正在張家口建設(shè)40兆瓦的風(fēng)氫一體化源網(wǎng)荷儲項目，同時配合當(dāng)?shù)卣ㄔO(shè)可再生能源加氫能的氫能社會。

　　“現(xiàn)在氫能很熱，但是目前還是戰(zhàn)略價值的熱，需要把戰(zhàn)略價值變成商業(yè)價值，核心問題是綠氫的成本。”歐陽明高建議，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化。其中，要以富余綠電資源低成本制氫為源頭推動，以多元化、大規(guī)模商用示范應(yīng)用場景為龍頭拉動，帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　“氫燃料電池的成本正持續(xù)下降，目前國內(nèi)市場價格約為2000元/千瓦，預(yù)計明年將下降至1000元/千瓦左右，到2030年，預(yù)計將降至500元/千瓦左右。”歐陽明高表示，未來氫燃料電池不光能用在交通領(lǐng)域的新能源汽車上，還有工業(yè)、發(fā)電和儲能等領(lǐng)域。

　　來源： 中國化工報