北京科锐签署约18.3亿元储能项目投资协议
动态2024-12-03
随着长时储能相关鼓励政策的不断加码，越来越多的企业正在积极布局这一领域。近日，赣锋锂业、奥特迅均表示，看好长时储能发展前景，并计划进行相关布局。
长时储能——成本最低的灵活性解决方案
在“双碳”目标的持续推进下，全球能源结构和能源系统必将发生深刻变化，光伏、风电等新能源渗透率将不断提升。这给电网的安全运行与供需稳定带来更多考验。兼具安全与灵活性的长时储能就是解决这一问题的重要选项之一。可以预见，随着全球能源转型的推进，长时储能市场空间将非常巨大。伍德麦肯兹预测，2030年，长时储能累计装机量将达150GW至400GW，累计投资规模将达到2000亿美元至5000亿美元;2040年，全球长时储能装机容量将达1.5TW至2.5TW，对应累计投资为1.5万亿美元至3万亿美元。
目前长时储能正处于发展初期，国内外尚未对长时储能持续时间进行统一定义，综合分析国内外相关研究，我们认为，持续放电时间不低于4小时、寿命不低于20年的大规模低成本储能技术，可定义为长时储能(LDES)。长时储能技术可分为：中长时储能，主要是指在额定功率下持续运行4-10小时的储能系统;长时储能，主要是指在额定功率下持续运行10小时到1周的储能系统;超长时储能，主要是指在额定功率下持续运行1周以上的储能系统。目前主流的长时储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池储能、热储能、氢储能等。
长时储能一般可以实现功率与容量的解耦，因此具有长时间尺度的电力调节、储能容量大、单位成本低、技术具备多样性互补性等特征。以抽水蓄能为例，其度电成本仅0.21-0.25元/kWh。随着可再生能源占比增加，电力系统中对储能时长的需求增加，长时储能占比提高，对于保证全天候(如连续数日无风或阴雨)供电安全至关重要。2021年《联合国气候变化框架公约》第26次年度峰会成立长时储能理事会时指出，当可再生能源发电量占比达到60%至70%，长时储能将成为“成本最低的灵活性解决方案”。
具体来看，一方面，长时储能可以为电力系统提供长周期的动态调节。在不同时间和空间尺度上支撑电力系统实现跨多日、跨月、跨季节的动态平衡，同时提高系统的可靠性和灵活性。另一方面，长时储能可以有效提高可再生能源消纳能力。“可再生能源+长时储能”成为消纳可再生能源、替代传统火电厂的重要解决方案之一。此外，长时储能有助于保障极端条件下的能源需求。风电、光伏发电具有间歇性、不稳定性和波动性特征，在极端气候或天气条件下难以保障出力，发展长时储能可确保所有天气条件下的电力供应安全。
我国长时储能发展如何?
近年来我国十分重视长时储能技术的发展，前瞻性布局了不同时间尺度、不同技术路线的长时储能技术研发和应用。《“十四五”新型储能发展实施方案》提出，重点试点示范压缩空气、液流电池、高效储热等日到周、周到季时间尺度储能技术，以及可再生能源制氢、制氨等更长周期储能技术。
目前部分长时储能技术已进入试点示范阶段，处于规模化发展的前期。但总体而言，除抽水蓄能外，新型长时储能技术目前处于商业化早期阶段，仍未大规模普及应用。
不过，我国长时储能技术近年来发展很快，在规模上有所突破，应用模式也逐渐增多，技术路线百花齐放，技术特征各有千秋。特别是近年来我国在长时储能的技术和产业方面，不断加强自主能力建设，现已拥有完整产业链，我国新型长时储能的发展在资源储备方面并不存在不可克服的“卡脖子”问题。从企业投资情况来看，据长城证券统计，2023年共103家企业参与长时储能的投资，被投企业有20家，投资总金额同比增速超过700%达49.35亿元。
具体而言，传统的抽水蓄能技术最成熟，但需要建设上下水库实现电力的存储和释放，选址将受到地理空间限制。压缩空气储能对选址也有一定的要求，但通过技术攻关和工程示范，已经实现了盐穴和人工硐室两种主要的技术路线，打破了地理条件的限制，具有很大增长潜力。液流电池需要金属物质作为电解液以储存能量，如钒、锌、铬、铁等，其中钒资源为稀有金属，但我国钒资源比较丰富;熔盐储热是以盐类物质为热传导和储能介质，我国资源丰富，目前发展态势良好，未来需重点解决腐蚀等问题。氢储能方面，长远来看，电解水制氢的绿氢技术路线是终极方向，资源基本不受限制，其主要瓶颈还是成本和运输高等问题。
展望未来，笔者预计，我国在2030年长时储能装机规模约2300万千瓦，约占同期新型储能装机总规模的20%;2060年超长时储能装机规模约1.5亿千瓦。而要发展好长时储能，首先，要做好顶层规划，推动高质量发展。综合考虑长时储能技术特征，加强长时储能和电力系统的统筹规划与有效衔接，根据电力结构和能源需求长远考虑并适时调整，实现长时储能与分布式储能融合发展，分阶段发展。其次，要进一步加强长时储能技术创新，进一步提高储能系统效率、安全性、寿命等性能，降低技术成本，确保技术自主可控。最后，要推动体制机制创新，做好长时储能的政策、市场和商业模式研究，制定促进长时储能发展的支持政策，提供必要的市场激励，促进投资和技术应用等。
来源：中新经纬APP
作者 陈海生 中国科学院工程热物理研究所所长、中关村储能产业技术联盟理事长
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