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近年來,隨著可再生能源占比提升,電網(wǎng)對長時間調(diào)節(jié)能力的需求增加,極端天氣下電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行面臨挑戰(zhàn)。在新能源消納壓力與電力市場化改革的雙重催化下,長時儲能正迎來發(fā)展風口。
在能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的浪潮中,長時儲能技術已成為各國能源領域關注的重點。根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù),截至2024年底,我國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達7376萬千瓦/1.68億千瓦時,約為“十三五”末的20倍,較2023年底增長超過130%。從儲能時長看,4小時及以上新型儲能電站項目逐步增加,裝機占比達15.4%,較2023年底提高約3個百分點,2—4小時項目裝機占比為71.2%,不足2小時項目裝機占比為13.4%。
近年來,隨著可再生能源占比提升,電網(wǎng)對長時間調(diào)節(jié)能力的需求增加,極端天氣下電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行面臨挑戰(zhàn)。在新能源消納壓力與電力市場化改革的雙重催化下,長時儲能正迎來發(fā)展風口。
長時儲能一般指可以實現(xiàn)持續(xù)4小時以上的充放電循環(huán)儲能系統(tǒng),主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、液流電池和氫儲能等5種類型。截至目前,我國已出臺多項政策,鼓勵大容量長時儲能技術規(guī)?;瘧谩=衲?月,國家能源局印發(fā)《2025年能源工作指導意見》,其中提出,強化能源關鍵核心技術攻關,強化新型儲能等技術特別是長時儲能技術創(chuàng)新攻關和前瞻性布局。
另外,國家能源局在《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》中指出,我國要在2030—2045年滿足日以上時間尺度的平衡調(diào)節(jié)需求,在2045—2060年覆蓋全周期的多類型儲能系統(tǒng)運行。
政策引導下,海辰儲能、億緯鋰能、寧德時代等多家鋰電儲能企業(yè)紛紛發(fā)力長時儲能。日前,全球可持續(xù)能源基礎設施投資者Quinbrook Infrastructure Partners宣布,將與寧德時代合作,計劃在澳大利亞開發(fā)8小時電池儲能項目。Quinbrook表示,計劃在澳大利亞各地提供約3GW的新型長時儲能(LDES)技術EnerQB,相當于24GWh的儲能容量。
去年12月,海辰儲能基于全新∞Pack+全場景大容量儲能平臺,結合專為大容量儲能而生的587Ah和1175Ah儲能專用電池,從時間和空間兩大維度,發(fā)布∞Power 6.25MWh 2h/4h時空定制儲能系統(tǒng);同月,億緯鋰能在荊門超級工廠亮相新一代儲能電池量產(chǎn)產(chǎn)品——Mr.Big,容量達628Ah,這也是業(yè)內(nèi)首個量產(chǎn)的600Ah+大電芯。
億緯鋰能表示,儲能大電芯裝機占比正在快速提升,預計2025年國內(nèi)大儲會全面轉(zhuǎn)向314Ah,海外市場280Ah和314Ah會共存一段時間。從海外趨勢看,越來越多的項目開始走向4小時及以上的長時儲能,公司的628Ah產(chǎn)品契合市場對長時儲能的需求。
廈門大學中國能源政策研究院副教授吳微告訴《中國能源報》記者,與短時儲能相比,長時儲能最大的優(yōu)勢是時間尺度長、儲能容量大、單位成本低。長時儲能具有長時間的充放電循環(huán)能力,能夠?qū)崿F(xiàn)日內(nèi)長時、跨天、跨周、跨月乃至跨季節(jié)的電力調(diào)節(jié)。同時,長時儲能具有較大的儲能容量,大規(guī)模長時儲能可以大幅降低度電成本。
值得注意的是,盡管鋰電池、壓縮空氣、液流電池等技術路線加速迭代,但目前部分長時儲能技術仍面臨成本高企、應用受限、規(guī)模不足等挑戰(zhàn)?!耙毫麟姵丶夹g路線豐富多樣,目前全釩液流電池應用最為廣泛?!?一位從業(yè)者以液流電池為例向《中國能源報》記者表示,“然而,目前液流電池整體還處在發(fā)展初期,尚未形成規(guī)模效應,成本還居高不下。”
總體而言,除抽水蓄能外,新型長時儲能技術尚處于商業(yè)化早期,仍未大規(guī)模普及應用。
針對長時儲能商業(yè)化面臨的核心挑戰(zhàn),吳微指出,新型長時儲能技術的原材料、制造工藝尚未實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,導致初始投資成本偏高,且長時儲能收益依賴于電力市場機制,但當前多數(shù)市場缺乏對長時儲能價值的精準定價機制,其全生命周期收益不明確。同時,部分新型長時儲能技術配套基礎設施缺失,如氫儲能需新建制氫、儲運、加注網(wǎng)絡,部分資源(如釩)產(chǎn)能集中在少數(shù)國家,價格波動大。此外,現(xiàn)行電力市場以能量交易為主,容量市場、輔助服務市場尚未充分認可長時儲能的“系統(tǒng)保險”價值。
“不過,隨著相關技術成熟度提升,以及能源系統(tǒng)對于長時調(diào)節(jié)資源需求的增長,長時儲能有望在2030年前后具備全面商業(yè)化潛力?!眳俏⒄J為。
“雖然目前長時儲能系統(tǒng)的建設成本較高,導致項目投資回報率較低,但長時儲能仍是大勢所趨?!鄙鲜鰪臉I(yè)者認為,降低成本需要從技術創(chuàng)新、規(guī)?;a(chǎn)、優(yōu)化系統(tǒng)設計等多方面入手。技術創(chuàng)新方面,要進一步提高儲能電池的能量密度、循環(huán)壽命等,降低單位儲能成本。同時,優(yōu)化系統(tǒng)設計,以提高儲能系統(tǒng)的整體性能和可靠性,減少運營維護成本。
中國科學院院士趙天壽曾指出,盡管液流電池技術在成本上仍面臨挑戰(zhàn),但通過提升電池電流密度、電解液利用率等關鍵技術,可以顯著降低系統(tǒng)成本,推動產(chǎn)業(yè)化應用。
針對長時儲能的未來發(fā)展,吳微建議,聚焦關鍵瓶頸,包括低成本電解液研發(fā)、儲熱高溫材料突破、氫能材料優(yōu)化等,通過工藝優(yōu)化與規(guī)?;a(chǎn)提升系統(tǒng)效率,推動“材料—工藝—系統(tǒng)”的全鏈條突破。在市場機制構建方面,可通過容量補償機制、輔助服務市場擴容、綠色金融工具創(chuàng)新等機制,釋放長時儲能商業(yè)價值。此外,政府也可給予液流電池、氫儲能等初期高成本技術財政補貼與稅收優(yōu)惠,通過完善電力市場、碳市場等市場機制,以及共享儲能等商業(yè)模式創(chuàng)新,加快儲能成本回收,拓展長時儲能收益。
展望未來,長時儲能技術將在政策支持、技術創(chuàng)新和市場需求的共同推動下,加速從技術儲備階段邁向規(guī)?;瘧秒A段。咨詢機構麥肯錫預測,長時儲能的潛在市場空間將從2025年開始大規(guī)模增長,全球累計裝機量將達到30—40GW,累計投資額約500億美元。
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