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研究 | 電化學儲能與熔鹽光熱儲能初步對比分析
發布者:admin | 來源:NWE西勘院規劃研究中心 李東俠 袁玲 | 0評論 | 8746查看 | 2022-05-12 11:24:19    

前言


近期,國(guo)家(jia)發(fa)改委(wei)、國(guo)家(jia)能(neng)(neng)(neng)源局印發(fa)了《關(guan)于加(jia)快推動(dong)新(xin)型(xing)(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)發(fa)展(zhan)的(de)(de)指導意見》《“十四五(wu)”新(xin)型(xing)(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)發(fa)展(zhan)實(shi)施方案》,超20省也已明確儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)配(pei)置比例,“新(xin)能(neng)(neng)(neng)源+儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)”開發(fa)建設模式(shi)初顯(xian)成效,中國(guo)新(xin)型(xing)(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)進入快速發(fa)展(zhan)階段。在多(duo)元儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)體系的(de)(de)商(shang)業化運行過程中,電(dian)化學儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(以(yi)鋰離子電(dian)池(chi)為(wei)主)及光熱發(fa)電(dian)(配(pei)置熔鹽(yan)光熱儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng))以(yi)靈活(huo)方便(bian)、技術較(jiao)(jiao)為(wei)成熟、較(jiao)(jiao)易形成規模的(de)(de)特點在國(guo)內競爭性配(pei)置、大(da)基地建設等多(duo)類項(xiang)目和豐富(fu)的(de)(de)商(shang)業場景中積極應用。


本(ben)文就(jiu)電化(hua)學儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(鋰離子(zi)電池)及光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(配(pei)置熔鹽光(guang)熱(re)(re)儲(chu)(chu)(chu)能(neng))兩類儲(chu)(chu)(chu)能(neng)方(fang)式,從應用場景、技術性能(neng)、經濟造(zao)價(jia)三方(fang)面(mian)進行(xing)初步比對,對這(zhe)兩類儲(chu)(chu)(chu)能(neng)的配(pei)置提出建議。


熔鹽光熱儲能部分


一、應用概況


近年來,高溫熔鹽蓄熱在太陽能(neng)熱發電的研究和(he)應用在我國也得到了快速(su)發展,已(yi)進入示范和(he)推廣階段。我國先后(hou)已(yi)有青海德令哈50MW槽式(shi)、50MW塔式(shi)和(he)甘(gan)肅敦煌100MW塔式(shi)、共和(he)50MW塔式(shi)等8個(ge)大容量熔鹽蓄熱太陽能(neng)熱電站(zhan)相繼投(tou)運。


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表(biao)1我國部分已并網規模光熱電站項目(mu)表(biao)


根據太(tai)陽(yang)能光熱產業技術創新(xin)戰略聯盟(meng)統(tong)計,截至2021年底,我(wo)國太(tai)陽(yang)能熱發電(dian)累計裝(zhuang)機容量538MW(含MW級以上規模(mo)的(de)發電(dian)系統(tong))。在我(wo)國已建成的(de)太(tai)陽(yang)能熱發電(dian)系統(tong)中,塔式(shi)技術路(lu)線(xian)占比約(yue)60%,槽式(shi)約(yue)28%,線(xian)性菲涅耳技術(以下簡稱線(xian)菲)約(yue)占12%。


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圖1我國部分已并網(wang)規模(mo)光熱電站(zhan)項目表;數據(ju)來源:中國太陽能熱發電行業藍皮書2021


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圖2我國(guo)已建成太陽能熱發電項目(mu)中的(de)裝(zhuang)機(ji)技(ji)術類(lei)型;數(shu)據(ju)來源:中國(guo)太陽能熱發電行業藍皮(pi)書(shu)2021


二、技術原理


近年來,隨(sui)著(zhu)熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)技(ji)術的(de)(de)成(cheng)(cheng)熟,儲熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)已成(cheng)(cheng)為光熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)站系統(tong)的(de)(de)常見(jian)組成(cheng)(cheng)部分。帶(dai)有蓄(xu)(xu)熱(re)(re)(re)(re)裝置(zhi)的(de)(de)光熱(re)(re)(re)(re)發電(dian)(dian)(dian)系統(tong)在(zai)(zai)(zai)白天把(ba)一部分太陽能(neng)轉化成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)儲存在(zai)(zai)(zai)蓄(xu)(xu)熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)中,在(zai)(zai)(zai)傍晚之后或者電(dian)(dian)(dian)網需要調峰的(de)(de)時候用于發電(dian)(dian)(dian)以滿足電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)要求,可(ke)以保證(zheng)電(dian)(dian)(dian)力輸出更加平穩和可(ke)靠,可(ke)作為新能(neng)源(yuan)基地(di)的(de)(de)支撐電(dian)(dian)(dian)源(yuan)。


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圖3熔鹽儲能電站系統示意圖


光熱(re)電站的(de)熱(re)交換系(xi)統具(ju)有較好(hao)的(de)可控性和調(diao)節(jie)能力(li),能支持汽輪機(ji)(ji)組進行快速出力(li)調(diao)節(jie),具(ju)有與(yu)燃氣機(ji)(ji)組類似的(de)爬(pa)坡(po)能力(li),高于普通火(huo)電機(ji)(ji)組每(mei)分(fen)鐘調(diao)節(jie)2%~5%的(de)裝機(ji)(ji)容量(liang)。


光熱電站(zhan)的配置方(fang)案較多(duo),不(bu)同(tong)的DNI分(fen)布情況(可利用(yong)(yong)(yong)的能(neng)量(liang)),不(bu)同(tong)的鏡(jing)場面積(能(neng)量(liang)接收的能(neng)力(li))、不(bu)同(tong)的儲熱時長(能(neng)量(liang)儲存的能(neng)力(li))、不(bu)同(tong)的汽(qi)輪機輸出(chu)功率(能(neng)量(liang)使用(yong)(yong)(yong)的能(neng)力(li))、不(bu)同(tong)的調(diao)度(du)運(yun)行方(fang)式(shi)(不(bu)同(tong)時間的能(neng)量(liang)使用(yong)(yong)(yong)分(fen)配)等均會引起光熱電站(zhan)利用(yong)(yong)(yong)小時數及出(chu)力(li)特性的變化。


三、應用場景


太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian))作為可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)源發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)一種,既(ji)保留(liu)了風電(dian)(dian)(dian)、光(guang)(guang)伏清潔發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)特點,又具有一定(ding)的(de)(de)靈活(huo)性(xing),協調了可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)源發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)利用與其出力不確定(ding)性(xing)之(zhi)間的(de)(de)矛盾。太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)(guang)熱電(dian)(dian)(dian)站(zhan)由聚(ju)光(guang)(guang)集熱、儲熱和(he)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)環節構(gou)成(cheng),不同(tong)子系統(tong)之(zhi)間的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)傳(chuan)遞由導熱流體(ti)實現,發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)環節基本原理與常(chang)規發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)組一致。光(guang)(guang)熱電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)熱力循環比普通火力發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)具有更好的(de)(de)可控性(xing)和(he)調節能(neng)(neng)(neng)(neng)力,達到與燃(ran)氣機(ji)(ji)組相近的(de)(de)爬(pa)坡速度,光(guang)(guang)熱電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)機(ji)(ji)組最快(kuai)可達到16~20%PGN/min,這種快(kuai)速爬(pa)坡能(neng)(neng)(neng)(neng)力進(jin)一步提升了可調度特性(xing)。聚(ju)光(guang)(guang)鏡場(chang)與光(guang)(guang)熱電(dian)(dian)(dian)站(zhan)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)流示(shi)意(yi)圖如下圖所示(shi)。


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圖4聚光鏡與光熱電站能量流示意圖


四、安全風險


儲(chu)能(neng)安全性是大容(rong)量儲(chu)能(neng)的一(yi)個(ge)重要(yao)方(fang)面,帶(dai)有二(er)元(yuan)硝酸鹽的儲(chu)熱(re)是一(yi)種安全性較高的儲(chu)熱(re)方(fang)式。目(mu)前,國(guo)內單機容(rong)量最大的首航高科(ke)塔式光熱(re)電站儲(chu)電已達(da)1.7GWh;全球達(da)到了1000GWh。自1982年4月(yue)美國(guo)SOLAR ONE以來,全球669萬(wan)千(qian)瓦的太陽能(neng)熱(re)發電裝機還未(wei)發生過(guo)類(lei)似鋰電爆(bao)炸等安全性事故,是一(yi)種高安全性的儲(chu)能(neng)方(fang)式。


五、建設條件


1.場址區(qu)大氣透明度高(gao),氣候(hou)干燥少雨,日照(zhao)時間長,太陽(yang)能(neng)資源(yuan)豐富。選址區(qu)域的年太陽(yang)能(neng)直射輻射(DNI)量(liang)不宜低于1600kWh/(m2?a)。


2.建設用地符合當地土地利用總體規劃,場址宜地勢開(kai)闊、平坦,無遮擋物。


3.非地(di)質(zhi)災害多發區,地(di)質(zhi)構造穩定,無洪澇災害。周圍地(di)形、特殊建筑物等,無遮擋太陽(yang)光。區域(yu)地(di)形具有對霧(wu)氣、煙霧(wu)等擴散、吹散的有利條件。


4.盡量(liang)靠近(jin)主干(gan)電(dian)網,以減少新增輸電(dian)線路的投資具(ju)有便利(li)的交通(tong)運輸條(tiao)件和生(sheng)產生(sheng)活條(tiao)件,場址征地費用(yong)低。


5.選擇滿(man)足光熱電站供水要(yao)求的場址。


六、經濟性分析


太(tai)陽能(neng)熱發電是技術和資(zi)金雙密(mi)集型行業,產業鏈長,涉(she)及(ji)學科多,系(xi)統(tong)復雜;項目的投(tou)資(zi)受裝機容(rong)量規(gui)模、儲(chu)熱時(shi)間(jian)影響較大。根據相關研究資(zi)料及(ji)實際工作開(kai)展情況(kuang),現收(shou)集若干經濟性測算(suan)案例以供參考。


案(an)例1——塔式(shi)和槽式(shi)光熱電(dian)站


(1)案例來源


2021年中(zhong)國太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發電(dian)行(xing)業(ye)藍皮(pi)書,編制單(dan)位(wei):國家太陽(yang)能(neng)(neng)光熱(re)產業(ye)技術創(chuang)新(xin)戰略聯盟、中(zhong)國可再生能(neng)(neng)源學會(hui)太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發電(dian)專業(ye)委(wei)員會(hui)、中(zhong)關村新(xin)能(neng)(neng)源太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)利用技術服務中(zhong)心。


(2)案例詳情


塔式光熱電站


根據太陽(yang)能光熱產(chan)業技術創新戰略(lve)聯盟委托浙江可勝技術股(gu)份有(you)限公司(si)編(bian)寫(xie)的(de)《太陽(yang)能熱發電成本(ben)下(xia)降路徑分析(xi)》報(bao)告,12小(xiao)時(shi)儲熱100MW塔式太陽(yang)能熱發電站的(de)總投(tou)資在(zai)25~30億元之間(jian)。聚光、吸熱、儲換熱系統約占整(zheng)個(ge)電站成本(ben)的(de)77%左右,是決定太陽(yang)能光熱發電站造價高低最(zui)重要的(de)因素。


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圖5 12小時儲熱100MW塔式太陽能光熱電站投資組成


隨著電(dian)(dian)(dian)站(zhan)規模變大,或儲能時間增加(根據不同(tong)的邊(bian)界(jie)條件,儲能時間會(hui)有個最優值),定(ding)日鏡數量(liang)會(hui)相應增加,這樣太陽島成本所占的投資成本比例也(ye)會(hui)增加;但電(dian)(dian)(dian)站(zhan)年利用小時數和所發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)都會(hui)有所提升,因此(ci)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)整體經濟性(xing)將會(hui)提高,發(fa)電(dian)(dian)(dian)成本會(hui)有所下降。


槽式光熱電站


下圖是我國某裝機10萬千(qian)瓦儲熱(re)10小時(shi)典(dian)型槽式光熱(re)電站(zhan)的投資(zi)構成圖。該電站(zhan)總投資(zi)約28億元(yuan)。其中,集熱(re)系(xi)統(tong)占(zhan)比約52%,儲熱(re)系(xi)統(tong)占(zhan)比約18%。


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圖6我國13小時儲熱100MW導熱油槽式電站投資組成


儲能時長和度電成本


從系統容(rong)(rong)量配置(zhi)角(jiao)度,太陽能熱發電(dian)站的(de)裝機容(rong)(rong)量、儲能時(shi)長和鏡場(chang)面(mian)積(ji)與電(dian)站的(de)經濟性密(mi)切相關。一般(ban)來說,為了儲存更長時(shi)間的(de)能量,就需要增(zeng)加(jia)聚(ju)光場(chang)的(de)面(mian)積(ji),這種情況下一次投資(zi)的(de)成本就會(hui)增(zeng)加(jia);然而由于儲能時(shi)長的(de)增(zeng)加(jia),電(dian)站發電(dian)量將提高,度電(dian)成本則會(hui)下降。但針(zhen)對不同的(de)氣象條件、可(ke)用(yong)土地面(mian)積(ji)和電(dian)站設計(ji)等存在(zai)一個最(zui)優化的(de)儲熱值(zhi)。


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圖7太陽能熱發電儲能時長與電力成本的關系


根據(ju)德(de)國(guo)宇航中心(DLR)早期的研(yan)究結果(如上圖(tu)所示),當儲(chu)能(neng)(neng)時長(chang)超過15小時,相對于沒(mei)有(you)儲(chu)能(neng)(neng)的太(tai)陽能(neng)(neng)熱發電(dian)100%的電(dian)力成本而言,度電(dian)成本將(jiang)呈上升趨(qu)勢。因此,需要根據(ju)實際情況對儲(chu)能(neng)(neng)時長(chang)進行優化。


案(an)例2——某直流通道配套電(dian)源基地綜合電(dian)價測算


通道擬采用火(huo)電(dian)、儲能作為通道的調節電(dian)源(yuan),風電(dian)、光伏(fu)發電(dian)為主力送電(dian)電(dian)源(yuan),主要承擔電(dian)量供應任(ren)務(wu)。


其中(zhong),電化學(xue)儲能(neng)造(zao)價(jia)按(an)照(zhao)(zhao)800元(yuan)/千瓦(wa)(wa)時+200元(yuan)/千瓦(wa)(wa),運(yun)行年(nian)(nian)(nian)限(xian)按(an)照(zhao)(zhao)10年(nian)(nian)(nian),年(nian)(nian)(nian)運(yun)行維護費按(an)照(zhao)(zhao)1%計算。光熱發(fa)電工程造(zao)價(jia)單位千瓦(wa)(wa)投(tou)資有望降(jiang)低至22000元(yuan)/千瓦(wa)(wa)~24000元(yuan)/千瓦(wa)(wa),發(fa)電小時為3500~4000小時時,成本(ben)電價(jia)分(fen)別為0.9~1元(yuan)/千瓦(wa)(wa)時。


經初步(bu)測算,配置電(dian)(dian)化學儲(chu)能每(mei)(mei)增加(jia)100萬千瓦(wa)時,將(jiang)增大送(song)端(duan)綜(zong)合(he)發電(dian)(dian)成本(ben)0.003元/千瓦(wa)時;光熱項目每(mei)(mei)增加(jia)10萬千瓦(wa),將(jiang)增加(jia)送(song)端(duan)發電(dian)(dian)成本(ben)0.008元/千瓦(wa)。


電化學儲能部分


一、應用概況


根據4月中(zhong)關村(cun)儲(chu)(chu)能(neng)產(chan)業技術聯(lian)盟最(zui)新(xin)發(fa)布(bu)的《儲(chu)(chu)能(neng)產(chan)業研究(jiu)白皮書2022》,截至2021年底,我國已投運(yun)新(xin)型儲(chu)(chu)能(neng)累(lei)計裝(zhuang)機規模達到5729.7MW,同(tong)比增長(chang)75%,其中(zhong)鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池占比接近90%。2021年新(xin)增投運(yun)新(xin)型儲(chu)(chu)能(neng)新(xin)增規模首(shou)次突破2GW,達到2.4GW/4.9GWh,同(tong)比增長(chang)54%,鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池有百(bai)兆瓦級項目并網(wang)運(yun)行。


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圖1中國電力儲(chu)(chu)能市場累計裝(zhuang)機規模(mo)(2000-2021)| 數(shu)據來源:CNESA全(quan)球(qiu)儲(chu)(chu)能項目庫


image.png圖2中國新型儲(chu)能(neng)市場累計裝機(ji)規模(2000-2021)| 數(shu)據(ju)來源:CNESA全球儲(chu)能(neng)項(xiang)目庫


二、技術原理


電(dian)化學儲(chu)能(neng)(neng)具有能(neng)(neng)量(liang)(liang)密度(du)高、響(xiang)應時間(jian)快(kuai)、維護成本(ben)低、靈活方便等優點(dian),已(yi)成為(wei)目(mu)前大(da)規模儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術的(de)(de)發展方向(xiang)。其中,磷酸鐵鋰由于具有安全性(xing)與循(xun)環(huan)壽命優勢、材料成本(ben)的(de)(de)誘(you)惑,是(shi)電(dian)力(li)儲(chu)能(neng)(neng)領域的(de)(de)熱門技(ji)術和應用最多的(de)(de)鋰電(dian)技(ji)術。但是(shi)目(mu)前磷酸鐵鋰電(dian)池(chi)單(dan)個(ge)電(dian)芯壽命為(wei)4000次,電(dian)池(chi)成組后則只有3000次左右,系統充放電(dian)效率約85%左右,1kWh的(de)(de)電(dian)池(chi)生命周期內放出電(dian)量(liang)(liang)不到2500kWh。


三、應用場景


電化學儲(chu)能(neng)(neng)技術已(yi)經比較(jiao)成熟,具有響應速度快、建設周(zhou)期短(duan)、施(shi)工(gong)安裝(zhuang)易(yi),能(neng)(neng)夠(gou)貼近負荷(he)、各類新能(neng)(neng)源靈活(huo)配置,成本也(ye)逐年降低,在(zai)電源側(ce)、電網側(ce)及(ji)用(yong)戶側(ce)都(dou)有相(xiang)應的應用(yong)場景。


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圖(tu)5 2021年(nian)中國新增(zeng)新型儲(chu)(chu)能項目接入位置&應用場景(jing)分(fen)布 | 數據(ju)來源:CNESA全球儲(chu)(chu)能項目庫


1.電源側電化(hua)學(xue)儲能結合光(guang)伏或風電發(fa)電站(zhan)建設(she),可(ke)提(ti)高該新能源發(fa)電站(zhan)的(de)消納比(bi)例,減少棄風棄光(guang)給電站(zhan)帶來的(de)影(ying)響。也可(ke)提(ti)高電站(zhan)調頻(pin)能力(li),參與電網(wang)調頻(pin)。


2.電(dian)(dian)(dian)網(wang)側儲(chu)(chu)能(neng)將儲(chu)(chu)能(neng)配(pei)(pei)置(zhi)在(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)節點上,可(ke)參與(yu)調峰(feng)服務,提(ti)高電(dian)(dian)(dian)網(wang)安全穩(wen)定水(shui)平,配(pei)(pei)置(zhi)在(zai)新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)送出阻(zu)塞(sai)的關(guan)鍵(jian)節點,可(ke)在(zai)阻(zu)塞(sai)發生時充電(dian)(dian)(dian)儲(chu)(chu)能(neng),在(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)夜間需要增(zeng)加(jia)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)出力(li)時放電(dian)(dian)(dian),提(ti)升(sheng)(sheng)新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)消納(na)能(neng)力(li)。配(pei)(pei)置(zhi)在(zai)峰(feng)谷差較大(da)的變電(dian)(dian)(dian)站可(ke)幫助(zhu)電(dian)(dian)(dian)網(wang)削峰(feng)填谷,延(yan)緩電(dian)(dian)(dian)網(wang)升(sheng)(sheng)級改造。


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圖6電化學儲能參與電力系統調峰、調頻服務


3.用(yong)戶側儲能(neng)作用(yong)包括分(fen)時電價(jia)管理(峰谷價(jia)差套(tao)利(li)(li))、容量(liang)費用(yong)管理、需求(qiu)側響應(ying)、提高(gao)供電可(ke)靠(kao)性(xing)、以及在微(wei)電網(wang)中起到穩定系統輸出、提供備用(yong)電源、提高(gao)調度(du)靈活性(xing)、能(neng)提高(gao)現有發輸配(pei)用(yong)電設備的利(li)(li)用(yong)率(lv)等。


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圖7工商業儲能峰谷價差套利、減少電費成本


四、安全風險


目前應用廣泛的鋰離(li)子(zi)電池(chi)由于(yu)其(qi)固(gu)有(you)的充放(fang)電工(gong)作(zuo)原(yuan)理,該類(lei)電化(hua)學(xue)儲(chu)能存在(zai)天然的安全(quan)(quan)隱患。因生產工(gong)藝、運行操作(zuo)等原(yuan)因,國際國內已有(you)多起(qi)鋰電池(chi)類(lei)的電化(hua)學(xue)儲(chu)能起(qi)火(huo)爆(bao)炸安全(quan)(quan)事故發生。其(qi)他類(lei)型的電化(hua)學(xue)儲(chu)能也有(you)相(xiang)似情況(kuang)。因此,電化(hua)學(xue)儲(chu)能的建(jian)設(she)需滿足(zu)防火(huo)和防爆(bao)的要(yao)求。


五、建設條件


1.電(dian)化學儲能電(dian)站總(zong)體規(gui)劃(hua)應與當地(di)的(de)城鎮規(gui)劃(hua)或(huo)工(gong)業區規(gui)劃(hua)相協調,宜充(chong)分利用(yong)就近的(de)交(jiao)通、給排水及(ji)防(fang)洪等公用(yong)設施。站區內設備(bei)(bei)的(de)布置應緊湊合理,方便操作,并應設置檢(jian)修場地(di)及(ji)放置備(bei)(bei)品備(bei)(bei)件、檢(jian)修工(gong)具的(de)場所,以及(ji)相應的(de)消防(fang)及(ji)運輸通道和起(qi)吊空間。


2.電化學儲能電站(zhan)站(zhan)址(zhi)選擇應(ying)(ying)根據電力(li)系(xi)統(tong)規劃設計的(de)(de)網絡結(jie)構、負荷分(fen)布、應(ying)(ying)用(yong)對象、應(ying)(ying)用(yong)位置、城鄉規劃、征地(di)拆遷的(de)(de)要(yao)求進行,并應(ying)(ying)滿足防(fang)火(huo)和(he)防(fang)爆要(yao)求,且(qie)應(ying)(ying)通過技術經濟比較選擇站(zhan)址(zhi)方(fang)案。站(zhan)址(zhi)應(ying)(ying)有方(fang)便、經濟的(de)(de)交通運輸條件,與站(zhan)外公路(lu)連(lian)接應(ying)(ying)短捷(jie),且(qie)工程(cheng)量(liang)小;站(zhan)址(zhi)宜靠近可靠的(de)(de)水源。


六、經濟性分析


根據相關研(yan)究,延(yan)長電池壽命(ming)是(shi)LCOS下(xia)降(jiang)(jiang)的核心影(ying)響因素。根據寧德時(shi)代估算,對于6000次儲能系統,若電池壽命(ming)延(yan)長到10000次,LCOS可下(xia)降(jiang)(jiang)60%以上。同(tong)時(shi),降(jiang)(jiang)低損耗是(shi)降(jiang)(jiang)本的有(you)效路徑,具體包括提(ti)升(sheng)能量效率、改(gai)善冷(leng)卻方(fang)式、提(ti)升(sheng)能量密(mi)度(du)等。


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圖8電池儲能技術進步空間大


根據相關研究資料及(ji)實際工作開展情況,現收集若干經(jing)濟性測算案例(li)以供參考。


案例1——儲能系統成本簡單計算(suan)


(1)案例來源


2021年11月(yue)武漢儲能(neng)會議(yi),水發(fa)興業能(neng)源(珠海)有限(xian)公司(si)李(li)晟主講《儲能(neng)應用(yong)技(ji)術發(fa)展困境與思考(kao)》


(2)案例詳情


目前磷酸(suan)鐵鋰電(dian)池(chi)單(dan)個電(dian)芯壽命(ming)為4000次(ci),電(dian)池(chi)成組后則(ze)只(zhi)有3000次(ci)左右,容量從(cong)100%到(dao)80%損耗,系統(tong)85%左右的充放(fang)電(dian)效率,1kWh的電(dian)池(chi)生(sheng)命(ming)周期內(nei)放(fang)出電(dian)量不到(dao)2500kWh。


假如(ru)收入(ru)為0.8元/度電(dian)(目(mu)前所(suo)謂的可以賺(zhuan)錢(qian)(qian)的峰谷(gu)差),則毛收入(ru)為2000元,加上(shang)運維費(fei)用,稅費(fei)等損(sun)耗(hao),1kWh儲能系統成本如(ru)果(guo)在1500元以上(shang)就會賠錢(qian)(qian)。


案例2——光伏+電化學儲能


(1)案例來源


2021年11月武漢儲(chu)能會議,浙江浙能技術研究院馬福(fu)元主講《電化學儲(chu)能助力碳中和》


(2)案例詳情


2021年電(dian)(dian)(dian)化學儲(chu)能系(xi)統成(cheng)本(ben)約1.5元(yuan)/Wh左右,是儲(chu)能經(jing)濟性(xing)的(de)拐點,大電(dian)(dian)(dian)站配(pei)(pei)儲(chu)在某些地(di)區(qu)具(ju)(ju)備(bei)(bei)較強的(de)經(jing)濟性(xing)。假設光(guang)伏電(dian)(dian)(dian)站100MW的(de)運營規(gui)模,配(pei)(pei)儲(chu)20%*2h,循環次數(shu)為7000次,每天充放(fang)電(dian)(dian)(dian)一(yi)次,按照配(pei)(pei)儲(chu)后電(dian)(dian)(dian)站4.5元(yuan)/W的(de)綜合成(cheng)本(ben)計算:一(yi)類地(di)區(qu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)小時(shi)1100h,上(shang)網電(dian)(dian)(dian)價(jia)為0.51元(yuan)/kWh,具(ju)(ju)備(bei)(bei)經(jing)濟性(xing);二(er)類地(di)區(qu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)小時(shi)為1300h,上(shang)網電(dian)(dian)(dian)價(jia)為0.42元(yuan)/kWh,具(ju)(ju)備(bei)(bei)經(jing)濟性(xing);三類地(di)區(qu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)小時(shi)為1600h,上(shang)網電(dian)(dian)(dian)價(jia)為0.36元(yuan)/kWh,具(ju)(ju)備(bei)(bei)經(jing)濟性(xing)。


image.png圖9不同場景下大電站配儲(chu)經濟性彈性測算 | 數據來源:中(zhong)國能源網


工作建議


1.根(gen)據現(xian)階段儲(chu)能(neng)裝備的(de)發(fa)(fa)展(zhan)現(xian)狀和發(fa)(fa)展(zhan)趨勢,“十(shi)四(si)五”期(qi)間,電(dian)(dian)化學儲(chu)能(neng)仍(reng)是電(dian)(dian)網(wang)電(dian)(dian)源(yuan)側、電(dian)(dian)網(wang)測、用戶側的(de)儲(chu)能(neng)發(fa)(fa)展(zhan)主力軍,并隨著未來(lai)技術進步、電(dian)(dian)池成本降低,液流電(dian)(dian)池以及鈉硫電(dian)(dian)池的(de)規模化應用,電(dian)(dian)化學儲(chu)能(neng)會(hui)在(zai)未來(lai)電(dian)(dian)網(wang)調(diao)峰(feng)中發(fa)(fa)揮巨大作(zuo)用。建議(yi)在(zai)“風光火(huo)儲(chu)”“風光水儲(chu)”等(deng)已經具備良好電(dian)(dian)網(wang)調(diao)峰(feng)調(diao)頻(pin)的(de)一體(ti)化項目(mu)中配置電(dian)(dian)化學儲(chu)能(neng),并積極應用除鋰(li)離子電(dian)(dian)池以外效率更高、循環壽命更長的(de)新技術電(dian)(dian)池,不僅(jin)保證收益,也能(neng)在(zai)具備充足(zu)的(de)電(dian)(dian)網(wang)系(xi)統調(diao)節資源(yuan)前提下,充分發(fa)(fa)揮電(dian)(dian)化學儲(chu)能(neng)的(de)作(zuo)用。


2.依(yi)托千萬千瓦級可再生能(neng)源基地(di)的開發(fa),聯合(he)當地(di)政府開發(fa)共(gong)享儲(chu)能(neng),并以集中建(jian)設開發(fa)降(jiang)低建(jian)設和(he)運(yun)維成本(ben),以專業的技(ji)術團隊力量(liang)保障電(dian)化學儲(chu)能(neng)電(dian)站的安全。


3.在特(te)高壓直流配(pei)(pei)套(tao)電(dian)(dian)源建設(she)基地,積極布局電(dian)(dian)化學(xue)儲(chu)能(neng)和光熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian),在經濟(ji)賬(zhang)算得(de)過來的前提上,多配(pei)(pei)置(zhi)儲(chu)能(neng)時長(chang)(chang)較長(chang)(chang)的光熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian),以規模(mo)降低度電(dian)(dian)成(cheng)本。


4.對具有豐富的(de)太陽(yang)能資源和大面積的(de)荒漠化土地,或源網荷儲一(yi)體化示(shi)范(fan)項(xiang)目(mu)中,可繼續示(shi)范(fan)性(xing)發展一(yi)批(pi)光熱電站項(xiang)目(mu),并持續探(tan)索更加優化的(de)商業模(mo)式。


5.當前(qian)在基地(di)建(jian)設和(he)通道建(jian)設當中,電(dian)(dian)化(hua)學儲(chu)能(neng)和(he)光熱(re)發電(dian)(dian)應(ying)對的(de)(de)(de)主要(yao)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)不(bu)同(tong)。電(dian)(dian)化(hua)學儲(chu)能(neng)主要(yao)適用(yong)于中短期(qi)儲(chu)能(neng)配(pei)套(一般(ban)為4小時以下),成(cheng)本基本成(cheng)線性變化(hua),裝(zhuang)機(ji)和(he)儲(chu)電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)配(pei)置(zhi)較為固定;熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)可用(yong)于中長期(qi)儲(chu)能(neng)(6小時以上),容量(liang)越(yue)大時成(cheng)本越(yue)低,裝(zhuang)機(ji)和(he)儲(chu)電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)配(pei)置(zhi)較為靈活。因(yin)此,可根據實際需求和(he)不(bu)同(tong)儲(chu)能(neng)形式的(de)(de)(de)特點開(kai)展規劃工作,并(bing)考慮和(he)探索多元混合儲(chu)能(neng)的(de)(de)(de)配(pei)置(zhi)方法(fa)。


參(can)考文獻:《2022儲能產業(ye)研(yan)究白皮(pi)書》(摘(zhai)要版)/中國太陽(yang)能熱發電(dian)行業(ye)藍皮(pi)書2021


注:本文轉自NWE西勘院規劃研究中心,作者李東俠、袁玲。

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