无码日韩精品一区二区免费暖暖,久久精品国产精品亚洲,开心播播网,女人床技48动态图,国产精品无码免费专区午夜

研究 | 長時儲能五種技術及經濟性對比
發布者:admin | 來源:儲能技術派 | 0評論 | 11470查看 | 2023-11-02 14:46:45    

現階段長時儲能技術路線主要為抽水蓄能、熔鹽儲熱、液流儲能、壓縮空氣儲能、氫儲能五大類。


目(mu)前(qian)各路(lu)線(xian)中,抽水蓄能市場(chang)滲透(tou)率(lv)最高(gao)、經(jing)濟性最強(qiang),但受(shou)選址條件(jian)限(xian)制(zhi),預計未來成本將(jiang)會上升(sheng);壓(ya)縮空氣儲(chu)能在一定程度(du)上仍(reng)受(shou)自(zi)然資源限(xian)制(zhi),經(jing)濟性與選址靈活性不可(ke)兼得;熔鹽儲(chu)熱及(ji)氫儲(chu)能初始(shi)投資成本較高(gao)、系統轉(zhuan)化效率(lv)較低,度(du)電(dian)成本仍(reng)處于(yu)相(xiang)對高(gao)位;與其他路(lu)線(xian)相(xiang)比,釩電(dian)池(chi)在應用場(chang)景、儲(chu)能時間尺(chi)度(du)及(ji)經(jing)濟性等(deng)方面綜(zong)合優勢(shi)突出(chu)。


1、抽水蓄能


已處(chu)大規模(mo)商用階段,技術最為成熟但發展空間(jian)有限,優質建站資源趨于(yu)飽和,未來或將面臨(lin)度電成本上升、裝機占比降低。


工作原理:電能(neng)(neng)與重(zhong)力(li)勢(shi)能(neng)(neng)的相互轉換。抽蓄(xu)電站建有上下(xia)兩個(ge)水(shui)(shui)庫(ku),用電低(di)谷時(shi)將水(shui)(shui)從(cong)下(xia)水(shui)(shui)庫(ku)抽送(song)至上水(shui)(shui)庫(ku)實現能(neng)(neng)量存儲(電能(neng)(neng)→重(zhong)力(li)勢(shi)能(neng)(neng)),用電高峰時(shi)將上水(shui)(shui)庫(ku)的水(shui)(shui)排放至下(xia)水(shui)(shui)庫(ku)實現放電(重(zhong)力(li)勢(shi)能(neng)(neng)→電能(neng)(neng)),抽蓄(xu)電站容量與水(shui)(shui)庫(ku)間落差及水(shui)(shui)庫(ku)容積成(cheng)正(zheng)比。


應用場景:主要(yao)作為供電(dian)或調(diao)峰電(dian)源,受選(xuan)址限制,與風光等可(ke)再生能源發電(dian)項目無法完全匹配(如我國西北地區(qu))。


image.png


優勢:①技術成熟度高:世界首座抽水蓄能電站早于1882年即在瑞士建成,技術發展至今已有百余年歷史,我國抽蓄技術研究始于20世紀60年代,目前已高度成熟。②裝機容量大:普遍為GW級別。③放電時間及使用壽命長:適宜儲能時間為小時級~周級,使用壽命超30年。④與其他機械儲能相比,能量轉換效率較高,約為70%。


劣勢:①選址(zhi)受限,優質建(jian)站(zhan)資源趨于飽和:抽水蓄能對建(jian)設選址(zhi)要求極高(gao)(gao),建(jian)壩應(ying)盡(jin)量靠(kao)近(jin)水源及電站(zhan)、基巖需(xu)(xu)無集中滲漏風(feng)(feng)險(xian),同時為(wei)節約建(jian)設成本,上下(xia)水庫(ku)之間(jian)的距(ju)高(gao)(gao)比(水平距(ju)離與垂直高(gao)(gao)度比值)較小為(wei)宜;②建(jian)設周期漫長(chang),或(huo)無法匹(pi)配(pei)風(feng)(feng)光(guang)裝(zhuang)機增(zeng)速:抽水蓄能電站(zhan)建(jian)設期約7~10年(nian),無法匹(pi)配(pei)風(feng)(feng)光(guang)裝(zhuang)機快速增(zeng)長(chang)所帶來的消納及調(diao)峰調(diao)頻等需(xu)(xu)求。


儲能市場裝機占比:商業化(hua)成(cheng)熟(shu)階(jie)段(duan),存量市場(chang)占(zhan)(zhan)比(bi)下降,增量市場(chang)略(lve)高于新(xin)(xin)型(xing)儲(chu)能(neng)(neng)。受制于新(xin)(xin)型(xing)儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)快(kuai)速發展(zhan),抽(chou)水(shui)蓄(xu)(xu)能(neng)(neng)在存量裝(zhuang)機市場(chang)中(zhong)的占(zhan)(zhan)比(bi)有所下降。2022年底全球(qiu)/中(zhong)國(guo)儲(chu)能(neng)(neng)市場(chang)累(lei)計裝(zhuang)機規(gui)模(mo)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)237.2GW/59.8GW,抽(chou)水(shui)蓄(xu)(xu)能(neng)(neng)在全球(qiu)及中(zhong)國(guo)市場(chang)中(zhong)的裝(zhuang)機占(zhan)(zhan)比(bi)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)79.3%/77.1%,與2021年相比(bi)分(fen)(fen)別(bie)下降6.8/8.3pct。2022年中(zhong)國(guo)新(xin)(xin)增儲(chu)能(neng)(neng)裝(zhuang)機16.5GW,其中(zhong)抽(chou)水(shui)蓄(xu)(xu)能(neng)(neng)、新(xin)(xin)型(xing)儲(chu)能(neng)(neng)裝(zhuang)機分(fen)(fen)別(bie)為(wei)9.1GW/7.3GW,占(zhan)(zhan)比(bi)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)55.2%/44.2%。由(you)于抽(chou)水(shui)蓄(xu)(xu)能(neng)(neng)技術(shu)進步空間相對有限、發展(zhan)受自然資源(yuan)約束較強,未來其在儲(chu)能(neng)(neng)市場(chang)中(zhong)的滲透(tou)率(lv)或(huo)將進一步下降。


image.png


經濟性:抽蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)站初始(shi)投(tou)資(zi)(zi)較大,全(quan)生命(ming)周期度電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)隨(sui)(sui)優質選址資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)趨(qu)于(yu)飽和而上升。以1200MW/6000MWh抽水蓄(xu)能電(dian)(dian)(dian)站為例,其(qi)初始(shi)投(tou)資(zi)(zi)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)約為6025~8780元(yuan)/KW,若使用壽(shou)命(ming)為50年,不(bu)考慮充電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben),其(qi)全(quan)生命(ming)周期度電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)約0.31~0.40元(yuan)/KWh;未來隨(sui)(sui)著優質建站資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)趨(qu)于(yu)飽和,LCOE將隨(sui)(sui)之上升;此(ci)外(wai),抽水蓄(xu)能產(chan)業鏈已實現高度國產(chan)化,與其(qi)他儲能路線相比,其(qi)在設備(bei)端的降(jiang)本(ben)空間相對有(you)限(xian)。


image.png


2、熔鹽儲熱


熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)能通過加(jia)熱(re)(re)(re)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)實現對熱(re)(re)(re)能的(de)(de)存儲(chu)(chu),在(zai)供(gong)電時利用高溫(wen)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)換熱(re)(re)(re)產生的(de)(de)高溫(wen)高壓蒸汽推動汽輪機組發電。熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)是大規(gui)模中高溫(wen)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)的(de)(de)主流(liu)技(ji)術方(fang)向。儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)技(ji)術可分為顯熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)、相變儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)和熱(re)(re)(re)化(hua)學儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)三(san)類。


熔(rong)(rong)鹽儲能系(xi)統(tong)由熔(rong)(rong)鹽、熔(rong)(rong)鹽罐、電(dian)加(jia)熱等部分構成(cheng),目前產業(ye)鏈條(tiao)較為完整(zheng)但(dan)商業(ye)化(hua)經驗(yan)有待進一(yi)(yi)步(bu)提升。熔(rong)(rong)鹽儲熱系(xi)統(tong)通常(chang)與光熱發(fa)電(dian)聯系(xi)在(zai)一(yi)(yi)起,隨著光熱電(dian)站(zhan)的建設,熔(rong)(rong)鹽儲能需求有望快速(su)增(zeng)加(jia)。


工作原理:“熔(rong)(rong)鹽儲熱(re)(re)+熔(rong)(rong)鹽放熱(re)(re)”構成一次儲能循環。熔(rong)(rong)鹽儲熱(re)(re)時,熔(rong)(rong)鹽儲罐(guan)(冷鹽罐(guan))中的低(di)溫(wen)熔(rong)(rong)鹽進(jin)入(ru)熔(rong)(rong)鹽電(dian)(dian)(dian)(dian)加熱(re)(re)器(qi),利用(yong)風電(dian)(dian)(dian)(dian)、光伏、夜間低(di)谷電(dian)(dian)(dian)(dian)加熱(re)(re),加熱(re)(re)后回到熔(rong)(rong)鹽儲罐(guan)(熱(re)(re)鹽罐(guan))中存儲;熔(rong)(rong)鹽放熱(re)(re)時,高溫(wen)熔(rong)(rong)鹽進(jin)入(ru)換熱(re)(re)系統與(yu)水進(jin)行換熱(re)(re)用(yong)于(yu)(yu)供(gong)暖或生成蒸(zheng)(zheng)汽(qi)用(yong)作(zuo)工(gong)(gong)業蒸(zheng)(zheng)汽(qi)或用(yong)于(yu)(yu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)等。熔(rong)(rong)融(rong)鹽儲熱(re)(re)主要用(yong)于(yu)(yu)光熱(re)(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)、火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)靈(ling)活性(xing)改(gai)造(zao)、清潔供(gong)熱(re)(re)、工(gong)(gong)業蒸(zheng)(zheng)汽(qi)等領域,其中光熱(re)(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)及火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)靈(ling)活性(xing)改(gai)造(zao)為主要應用(yong)領域。


光熱電站工作原理:太陽(yang)能→熱(re)(re)(re)能→機械能→電(dian)能。光熱(re)(re)(re)發(fa)電(dian)原理(li)為(wei)通(tong)過反(fan)射(she)鏡(jing)將光照(zhao)匯聚到(dao)太陽(yang)能收(shou)集裝置中,利用太陽(yang)能加(jia)熱(re)(re)(re)收(shou)集裝置內的熔鹽,最(zui)后通(tong)過加(jia)熱(re)(re)(re)后的熔鹽傳遞熱(re)(re)(re)量加(jia)熱(re)(re)(re)蒸汽,推動發(fa)電(dian)機發(fa)電(dian)。


應用場景:1)熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)與可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)深度(du)融(rong)合:熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)技術可(ke)助力可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)實現更(geng)穩(wen)定、更(geng)高效的(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)供給。主流的(de)(de)形式為光熱(re)熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)電站+風(feng)電/光伏(fu)的(de)(de)混(hun)合型(xing)一體化基地(di)開發。


2)熔鹽儲(chu)能在(zai)火(huo)電靈活改造(zao)、工業(ye)蒸汽生產(chan)中(zhong)具備很大發展潛力:伴隨(sui)其技術和(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)的成熟(shu),在(zai)峰谷電價差(cha)持續拉大,谷電價格(ge)進一步下調的背景下,熔鹽儲(chu)能技術在(zai)工業(ye)蒸汽市(shi)場的商業(ye)化,將全面鋪開。


image.png


優勢:1)儲(chu)(chu)能規模大:熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱規模通(tong)常在幾十兆瓦到幾百兆瓦之間(jian);2)儲(chu)(chu)能時間(jian)長(chang):熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)能可(ke)以(yi)實現單日10小時以(yi)上的(de)儲(chu)(chu)熱能力,已(yi)投(tou)運的(de)敦煌百兆瓦熔(rong)鹽(yan)塔式光(guang)熱電(dian)站的(de)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱時長(chang)為11個小時;3)壽命(ming)長(chang):熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱項目壽命(ming)可(ke)達25年以(yi)上;4)環保安全:不產生任(ren)何污染物排放。


劣勢:1)成本(ben)(ben)較(jiao)(jiao)高:目前熔(rong)鹽(yan)儲能的(de)平準(zhun)化度電(dian)成本(ben)(ben)約(yue)為 0.8元(yuan)/kWh左右(特指電(dian)→熱→電(dian)轉化應用(yong)下的(de)成本(ben)(ben));2)能量(liang)利用(yong)率較(jiao)(jiao)低(di):在換熱系統中(zhong)高溫熔(rong)鹽(yan)與水換熱,產生水蒸(zheng)氣(qi),驅動渦輪機工作(zuo)階(jie)段的(de)能量(liang)浪費較(jiao)(jiao)多,效率較(jiao)(jiao)低(di)。如(ru)果利用(yong)熔(rong)鹽(yan)儲電(dian)再放電(dian),需(xu)要(yao)經過電(dian)→熱→電(dian)的(de)轉化,導致(zhi)其(qi)利用(yong)率較(jiao)(jiao)低(di);3)熔(rong)鹽(yan)具有(you)一定的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)性:熔(rong)鹽(yan)中(zhong)含有(you)的(de)氯(lv)化鹽(yan)、碳(tan)酸鹽(yan)、硝酸鹽(yan)對熔(rong)融(rong)罐、管道等設備具有(you)一定腐(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用(yong),需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)一定的(de)措施降低(di)其(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)影響。


image.png


近年來,隨著國內光熱發電行業的商業化進程不斷加快,在光熱發電系統中扮演儲能調峰作用的熔鹽儲能技術迎來了重要發展機遇。

2014年,中國首批商(shang)業化光(guang)熱(re)發(fa)電示范項目正式(shi)啟動,均配置(zhi)了熔鹽儲能系統。截至(zhi)目前,國內(nei)共有8個總裝機(ji)規模為500MW的商(shang)業化光(guang)熱(re)電站并網投運。

2021年起(qi),我國掀起(qi)風光(guang)大基(ji)地項(xiang)(xiang)目開發熱潮,和國家首批(pi)光(guang)熱發電(dian)示范項(xiang)(xiang)目的(de)最(zui)大不(bu)同點是(shi)(shi),本輪項(xiang)(xiang)目采用(yong)風光(guang)熱儲(chu)互(hu)補(bu)的(de)方式開發,對光(guang)熱項(xiang)(xiang)目的(de)定(ding)位是(shi)(shi)作(zuo)為大基(ji)地項(xiang)(xiang)目的(de)靈活調節電(dian)源,熔鹽儲(chu)能在(zai)其中的(de)核(he)心地位進一步凸顯。

據CSPPLAZA統計,截至目(mu)前(qian),青(qing)海、甘肅、新疆、內(nei)蒙(meng)古、西(xi)藏、吉林等(deng)地(di)已有超(chao)4GW在建/擬(ni)開發光熱發電項目(mu),其中總計28個、含光熱裝(zhuang)機近3GW的一批風光熱一體(ti)化項目(mu)已進入建設階段,這些項目(mu)也(ye)均將配置熔鹽儲熱系統,預計從2023年底開始,這些項目(mu)將陸續并網(wang)投運。

在光熱(re)(re)發電市場高歌猛進的(de)(de)同時(shi),具有(you)低成本、長壽命、儲(chu)能容量大、占地(di)面積(ji)小、建(jian)設周期短(duan)、適用范圍廣(guang)、環(huan)境友好、安全性高等優勢的(de)(de)熔鹽儲(chu)熱(re)(re)技術在火電靈活(huo)性改(gai)造、綠電供(gong)熱(re)(re)等領域的(de)(de)應用市場也(ye)逐漸(jian)打開,一(yi)批(pi)標志性項(xiang)目相繼(ji)落地(di)。

經濟性:

熔鹽儲能的經濟(ji)性分析(xi),需要根據其應用(yong)場景具體分析(xi)。

1)主要(yao)應用場景之光熱熔鹽儲能

以當前(qian)主流的(de)風(feng)光(guang)大基地項目中的(de)光(guang)熱熔鹽儲能電站為例:

一個10萬kW裝機、8小時儲熱的塔式光熱電站,在目前普遍選擇削減鏡場面積以降低整體投資的前提下,當前已定標的光熱發電項目的整體造價大多在12億~17億之間,折算單位千瓦造價大概在1.2萬~1.7萬元之間,度電成本約在0.6~0.9元。



image.png

▲100MW、儲熱8小時塔式光(guang)熱電站投(tou)資組(zu)成(cheng)(來源:可勝(sheng)技術)


如果按(an)2023年(nian)3月底,國家能源局發布的《關于(yu)推動光熱發電(dian)規模(mo)化發展(zhan)有關事項的通知》的要求,原則上每10萬kW電(dian)站的鏡場面積不少于(yu)80萬㎡。上述10萬kW裝機、8小時儲熱的塔(ta)式光熱電(dian)站在(zai)(zai)80萬㎡鏡場配(pei)置下(xia),在(zai)(zai)理想情況下(xia),據可勝技術的預測,到(dao)2030年(nian),由于(yu)規模(mo)化發展(zhan)帶來(lai)的造價(jia)整體降(jiang)低可達(da)13.19%~16.68%,發電(dian)量(liang)不變的情況下(xia),度電(dian)成(cheng)本將(jiang)降(jiang)低至0.71~0.74元/kWh;隨著(zhu)技術的革新,設備初投資將(jiang)會降(jiang)低,系統(tong)效率和發電(dian)量(liang)將(jiang)會進一(yi)步(bu)提升,度電(dian)成(cheng)本可進一(yi)步(bu)降(jiang)低15%-20%,度電(dian)成(cheng)本將(jiang)低至0.56~0.63元/kWh左(zuo)右。


image.png

來源:可勝技術

如上圖,聚光、吸熱(re)、儲(chu)能系統占據光熱(re)電站初始(shi)投(tou)資的主要部分,約(yue)(yue)占整個(ge)電站成本的60%左右(you),是(shi)決定光熱(re)電站造價高(gao)低最(zui)重(zhong)要的因素。如果單純地(di)計算(suan)光熱(re)發電系統中熔鹽儲(chu)能的成本,約(yue)(yue)為250元/kWht,600元/kWhe。

2)熔鹽(yan)儲能(neng)在其他場景下的應用成本

參考(kao)(kao)部分已投運項(xiang)目的實際數據,我(wo)們可以(yi)粗略(lve)估算(suan)熔鹽儲(chu)能技術的火電靈活性調峰(feng)改(gai)造、工業(ye)供熱、綠色供電等場景下(xia)的投資成本(ben)【注:目前(qian)該領域仍在商業(ye)化初期(qi)探索階段,對(dui)于造價影響因素較多(duo)且機制相(xiang)對(dui)復雜(za),不同項(xiang)目差(cha)異較大,以(yi)下(xia)數據僅供參考(kao)(kao)】。



1.jpg


3、壓縮空氣


度電(dian)成本與抽(chou)蓄水平相當,選址靈活(huo)性(xing)與經濟性(xing)不可兼(jian)得。


工作原理:電能(neng)與(yu)空氣內(nei)能(neng)的(de)相互轉化。用(yong)電低谷時(shi)段使用(yong)電能(neng)將空氣壓縮存儲于(yu)洞(dong)穴或容器中實(shi)現(xian)能(neng)量存儲(電能(neng)→空氣內(nei)能(neng)),用(yong)電高(gao)峰時(shi)段釋放高(gao)壓空氣、驅動渦輪(lun)機實(shi)現(xian)放電。


image.png


儲庫形式:主(zhu)要包括高壓(ya)氣(qi)罐(guan)、低溫(wen)儲罐(guan)、廢舊(jiu)礦洞(dong)、新建洞(dong)穴(xue)、鹽(yan)穴(xue)等。其中(zhong):①鹽(yan)穴(xue)儲氣(qi)庫(ku)容量大、單位投資低但(dan)選(xuan)址局限強(我國主(zhu)要分(fen)布于長江中(zhong)下游、山東及廣東等地(di)(di),與風光分(fen)布的匹配(pei)度較(jiao)低),鹽(yan)巖(yan)具有極強的蠕(ru)變特性(xing),鹽(yan)穴(xue)儲氣(qi)庫(ku)長期(qi)運(yun)行(xing)后(hou)體積可能會減少(shao);②舊(jiu)洞(dong)改造、新建洞(dong)穴(xue)選(xuan)址較(jiao)鹽(yan)穴(xue)靈活,但(dan)單位投資略高于鹽(yan)穴(xue),且舊(jiu)洞(dong)改造存在(zai)受礦井水、有毒有害(hai)(hai)氣(qi)體危害(hai)(hai)的風險;③地(di)(di)上儲庫(ku)(高壓(ya)氣(qi)罐(guan)、低溫(wen)儲罐(guan))可完全突破(po)選(xuan)址限制但(dan)價格(ge)昂貴,一般用于中(zhong)小型電(dian)站(zhan),目前多處于試(shi)驗階段。


應用場景:主要(yao)用于(yu)削峰填谷、電(dian)源(yuan)側(ce)可再(zai)生能源(yuan)消納、電(dian)網輔助服(fu)務(wu)、用戶側(ce)(工業園區)服(fu)務(wu)場景等。


image.png


優勢:單機(ji)(ji)容量大、儲(chu)(chu)能時間(jian)及使(shi)用壽(shou)命(ming)長(chang)。目前(qian)壓縮空氣電(dian)站單機(ji)(ji)容量普(pu)遍為100MW(規(gui)劃項(xiang)目單機(ji)(ji)容量已(yi)擴(kuo)展至(zhi)500MW),儲(chu)(chu)能時長(chang)可達4小時以上(shang),使(shi)用壽(shou)命(ming)超30年。


劣勢:①壓縮(suo)過程放熱損失能量,膨(peng)脹過程需吸熱補(bu)充燃料(liao),系統能量轉化效率較(jiao)低:補(bu)燃式約42%~55%、非補(bu)燃式提升(sheng)至60%~65%,但(dan)仍(reng)然較(jiao)低。②選址靈活性與建造成本(ben)不可兼得:壓縮(suo)空氣儲能選址相(xiang)對受限,若擺脫(tuo)對地理資源依賴,將(jiang)導致建造成本(ben)大(da)幅提升(sheng)。②建設周期短于抽蓄,但(dan)較(jiao)電(dian)化學路線仍(reng)較(jiao)長:約1.5~2年。


儲能市場裝機占比:目(mu)前壓(ya)縮空(kong)氣儲(chu)能(neng)處于示范應(ying)用階段向(xiang)商業化(hua)階段過渡期,滲透率相對較低。據數據,截(jie)止2022年底壓(ya)縮空(kong)氣在全球新型儲(chu)能(neng)裝機(ji)中(zhong)的(de)(de)占(zhan)比僅(jin)為0.3%,在中(zhong)國新型儲(chu)能(neng)裝機(ji)中(zhong)的(de)(de)占(zhan)比為1.5%。


經濟性:轉化(hua)(hua)效率(lv)較低,經濟性隨充(chong)電(dian)成(cheng)本上升而下降。壓縮(suo)(suo)空(kong)氣儲能(neng)項(xiang)目單位建造成(cheng)本因(yin)儲氣方式而異,初始投資約(yue)3000~10000元(yuan)(yuan)/KW。以60MW/300MWh壓縮(suo)(suo)空(kong)氣儲能(neng)項(xiang)目為例,其單位建造成(cheng)本約(yue)7167元(yuan)(yuan)/KW,假設使用壽命為30年、能(neng)量(liang)轉化(hua)(hua)效率(lv)為60%,則在(zai)不(bu)考慮充(chong)電(dian)成(cheng)本的情況下,其全(quan)生命周期度電(dian)成(cheng)本約(yue)0.38元(yuan)(yuan)/KWh,與抽蓄電(dian)站(zhan)水(shui)平相當;當考慮充(chong)電(dian)成(cheng)本時(shi),因(yin)其系統能(neng)量(liang)轉化(hua)(hua)率(lv)較低,經濟性將(jiang)有所下降。目前設備(bei)環節中,300MW級大規模壓縮(suo)(suo)機生產(chan)核心技術仍主要為外國企業掌握(wo),擴大裝機規模須通過將(jiang)現有壓縮(suo)(suo)機串聯(lian)或并聯(lian),成(cheng)本相應提升。


image.png


4、氫儲能


應(ying)用場(chang)景豐(feng)富、響應(ying)速度快(kuai),可靈活適用于(yu)短時(shi)調頻與(yu)長時(shi)儲能(neng)(neng)等多領域,但“電-氫-電”場(chang)景下(xia)能(neng)(neng)量轉化率(lv)低(di)、度電成本處于(yu)高位,成本端暫不具備規模化應(ying)用條件。


工作原理:電(dian)能(neng)(neng)與氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)之(zhi)間的相(xiang)互轉化(hua)。氫(qing)(qing)(qing)儲能(neng)(neng)利用風光等富余(yu)電(dian)力通過(guo)電(dian)解反(fan)應將(jiang)水轉化(hua)為(wei)(wei)氫(qing)(qing)(qing)氣與氧氣,并將(jiang)氫(qing)(qing)(qing)氣存儲于儲氫(qing)(qing)(qing)罐中(zhong),在需要用電(dian)時將(jiang)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)通過(guo)燃料電(dian)池轉化(hua)為(wei)(wei)電(dian)能(neng)(neng)輸出。目前制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)路線(xian)主(zhu)要包(bao)括(kuo)煤炭制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(價格低(di)廉(lian),但(dan)設(she)備成本高、碳排放量(liang)大)、天然氣制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)和可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源制(zhi)氫(qing)(qing)(qing),其中(zhong)可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)為(wei)(wei)發展(zhan)重點。


應用場景:靈活適用于“源-網(wang)-荷”各側。氫(qing)儲能(neng)在(zai)(zai)電(dian)(dian)源側可(ke)用于消納并網(wang)、提(ti)供慣量(liang)支撐,在(zai)(zai)電(dian)(dian)網(wang)側可(ke)用于調(diao)峰調(diao)頻(pin)、緩解輸電(dian)(dian)阻(zu)塞、平衡(heng)季(ji)節性電(dian)(dian)量(liang)等,在(zai)(zai)負荷側可(ke)通過構建氫(qing)能(neng)建筑/園區(qu)參與需求側響應、用作電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量(liang)支撐等;此外氫(qing)能(neng)還可(ke)用于熱電(dian)(dian)聯供等領域。


image.png


優勢:①長周期、跨(kua)(kua)季(ji)節(jie)、遠距離(li)儲(chu)能:氫儲(chu)能可(ke)以通過氫氣儲(chu)輸技術實現(xian)能量的跨(kua)(kua)季(ji)節(jie)、跨(kua)(kua)區域(yu)轉移,提(ti)升新能源電(dian)量外送能力。②儲(chu)能容量大:可(ke)達太瓦時級。


劣勢:①可再生能源耦合制氫(qing)存(cun)在(zai)動態(tai)適應性(xing)匹(pi)配(pei)難(nan)題:制氫(qing)環(huan)節在(zai)瞬變(bian)工況下可能會出現氣體滲(shen)透現象,降低產(chan)氣質量(liang)。②大規模長時(shi)儲氫(qing)技術(shu)尚待突破:目前地(di)下儲氫(qing)(主(zhu)要為鹽穴)建設周期長、選址受限,管段/液(ye)態(tai)/固態(tai)儲氫(qing)在(zai)材(cai)料(liao)等方面存(cun)在(zai)技術(shu)難(nan)點。③全周期效率較低:“電-氫(qing)-電”全周期轉化效率僅30%~40%。


市場發展階段:仍處產業化(hua)發展初期。目前(qian)全球制氫結構以化(hua)石能源為(wei)主,電(dian)解水制氫占(zhan)比較低(僅為(wei)0.04%),未(wei)來綠氫對灰氫存在較大替(ti)代空間;從應用(yong)領域來看(kan),氫氣主要應用(yong)于化(hua)工行業,在電(dian)力能源等領域的(de)應用(yong)程度有待提(ti)升。


image.png


經濟性:系統轉化(hua)效率低(di),“電(dian)(dian)(dian)-氫(qing)(qing)-電(dian)(dian)(dian)”場景下度(du)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)處于(yu)高(gao)位。以200MW/800MWh氫(qing)(qing)儲(chu)(chu)能(neng)發電(dian)(dian)(dian)工(gong)程項(xiang)目為(wei)(wei)例,其初始投資(zi)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)約12200元/KW,若(ruo)使用(yong)壽命(ming)為(wei)(wei)15年,不(bu)考慮充電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben),其全生命(ming)周期(qi)度(du)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)約1.85~1.92元/KWh。氫(qing)(qing)儲(chu)(chu)能(neng)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)與技(ji)術(shu)路線高(gao)度(du)相關(guan),其中制氫(qing)(qing)系統中堿性制氫(qing)(qing)裝(zhuang)置技(ji)術(shu)成(cheng)(cheng)(cheng)熟(shu),成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)低(di),若(ruo)采用(yong)PEM電(dian)(dian)(dian)解(jie)水制氫(qing)(qing)裝(zhuang)置,則度(du)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)相應上升約73%;儲(chu)(chu)氣(qi)系統方面,固態儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)裝(zhuang)置成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)較高(gao),高(gao)壓氣(qi)態儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)略低(di);未來PEM電(dian)(dian)(dian)解(jie)槽、PEM燃料電(dian)(dian)(dian)池(chi)用(yong)質交換膜等(deng)關(guan)鍵材料和核(he)心部件的國產替代將(jiang)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)氫(qing)(qing)儲(chu)(chu)能(neng)重要的降本(ben)(ben)路徑。


image.png


5、釩電池


與(yu)其(qi)他長時(shi)(shi)儲能路(lu)線相比(bi),兼具應(ying)用場(chang)景、時(shi)(shi)間尺(chi)度及(ji)經濟(ji)性優勢(shi),有(you)望在長時(shi)(shi)儲能領域對抽蓄形成有(you)力(li)替代。


應用場景優勢:選址靈活、占地(di)面積較(jiao)(jiao)小(xiao)、建(jian)設(she)周(zhou)期(qi)短可滿足風光(guang)(guang)(guang)裝機(ji)高(gao)增(zeng)(zeng)(zeng)需(xu)求,在表后儲(chu)(chu)(chu)能(neng)市場同樣(yang)具(ju)備應用(yong)(yong)潛力(li)。①國內:新能(neng)源強制配儲(chu)(chu)(chu)背景下,大儲(chu)(chu)(chu)成(cheng)(cheng)為儲(chu)(chu)(chu)能(neng)項目(mu)主(zhu)(zhu)要應用(yong)(yong)場景。從與風光(guang)(guang)(guang)等項目(mu)的適(shi)配度(du)上來看,我國風光(guang)(guang)(guang)發電(dian)(dian)項目(mu)主(zhu)(zhu)要集中于(yu)新疆、內蒙古(gu)、甘肅、青海(hai)、寧夏、河北等地(di),該類地(di)區主(zhu)(zhu)要以(yi)沙漠、戈壁為主(zhu)(zhu),水資源及鹽(yan)穴分布(bu)較(jiao)(jiao)少(shao),故抽(chou)蓄及壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)在該類地(di)區的適(shi)配性較(jiao)(jiao)差(cha)(否則將提(ti)升(sheng)投資成(cheng)(cheng)本、加(jia)(jia)大輸(shu)電(dian)(dian)損耗),光(guang)(guang)(guang)熱(re)及釩(fan)(fan)液流儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)適(shi)配度(du)較(jiao)(jiao)高(gao),與光(guang)(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)相(xiang)(xiang)比,釩(fan)(fan)液流儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)占地(di)面積小(xiao)、配置更加(jia)(jia)靈活。從建(jian)設(she)周(zhou)期(qi)來看,抽(chou)蓄、壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)熱(re)、地(di)下儲(chu)(chu)(chu)氫項目(mu)建(jian)設(she)周(zhou)期(qi)較(jiao)(jiao)長,較(jiao)(jiao)難追趕風光(guang)(guang)(guang)裝機(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)速,而釩(fan)(fan)液流電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)建(jian)設(she)周(zhou)期(qi)僅(jin)3~6個月,可滿足風光(guang)(guang)(guang)裝機(ji)高(gao)增(zeng)(zeng)(zeng)需(xu)求。②海(hai)外:能(neng)源危機(ji)之(zhi)下用(yong)(yong)電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia),表后儲(chu)(chu)(chu)能(neng)快速增(zeng)(zeng)(zeng)長。相(xiang)(xiang)較(jiao)(jiao)于(yu)抽(chou)蓄、光(guang)(guang)(guang)熱(re)、壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)等儲(chu)(chu)(chu)能(neng)路線(多(duo)應用(yong)(yong)于(yu)表前市場),釩(fan)(fan)電(dian)(dian)池儲(chu)(chu)(chu)能(neng)在用(yong)(yong)戶側仍然具(ju)備較(jiao)(jiao)大應用(yong)(yong)潛力(li),2022年12月全(quan)球最大釩(fan)(fan)液流電(dian)(dian)池用(yong)(yong)戶側儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)順利并網,規模為6MW/36MWh。


image.png


時間尺度優勢:兼具(ju)短時(shi)(shi)波動平抑及長(chang)時(shi)(shi)電(dian)量平移功能(neng)(neng)。①可再(zai)生能(neng)(neng)源出力受天(tian)氣影響(xiang)易出現(xian)分(fen)鐘(zhong)級波動,需(xu)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)通過(guo)頻繁充放電(dian)進行平滑,與抽蓄、壓縮空氣、熔鹽儲(chu)(chu)熱、氫(qing)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(響(xiang)應(ying)時(shi)(shi)間(jian)均為分(fen)鐘(zhong)級,且(qie)氫(qing)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)在瞬變(bian)工況下制氫(qing)系(xi)統(tong)穩定(ding)性將(jiang)受到(dao)影響(xiang))相比,釩電(dian)池(chi)動態響(xiang)應(ying)速度更快(百毫秒級)、效率更高。②小時(shi)(shi)-日度-季度級長(chang)時(shi)(shi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)需(xu)具(ju)備大容量、低衰減(jian)特性,釩電(dian)池(chi)擴容靈活且(qie)循(xun)環過(guo)程中容量幾乎無衰減(jian),可滿足長(chang)時(shi)(shi)間(jian)尺度儲(chu)(chu)能(neng)(neng)需(xu)求。


經濟性優勢:初(chu)始投(tou)資(zi)(zi)(zi)已(yi)處于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)下降(jiang)(jiang)(jiang)通道,LCOE優勢初(chu)現。①從初(chu)始投(tou)資(zi)(zi)(zi)來(lai)看,釩(fan)(fan)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)單位投(tou)資(zi)(zi)(zi)成本約14000~16000元(yuan)/KW,與氫儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)相當,優于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)光熱電(dian)(dian)(dian)站(zhan),較(jiao)(jiao)抽蓄及壓(ya)縮空(kong)氣(qi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)略高。②從全生(sheng)命周(zhou)期度電(dian)(dian)(dian)成本來(lai)看,釩(fan)(fan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)LCOE約0.75~0.86元(yuan)/KWh,僅次(ci)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)抽蓄及壓(ya)縮空(kong)氣(qi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(以上測算均未考慮(lv)充(chong)電(dian)(dian)(dian)成本,由于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)釩(fan)(fan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量轉化效率優于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)其(qi)他各(ge)路線,故若考慮(lv)充(chong)電(dian)(dian)(dian)成本其(qi)經濟(ji)性(xing)較(jiao)(jiao)其(qi)他路線將(jiang)進(jin)一步(bu)提升(sheng))。③從降(jiang)(jiang)(jiang)本空(kong)間來(lai)看,釩(fan)(fan)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)初(chu)始投(tou)資(zi)(zi)(zi)已(yi)處于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)下降(jiang)(jiang)(jiang)通道之中,由2012年(nian)的90000元(yuan)/KW(龍(long)源沈(shen)陽法庫臥牛石風電(dian)(dian)(dian)場調增配套儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)釩(fan)(fan)電(dian)(dian)(dian)站(zhan))降(jiang)(jiang)(jiang)至目前的14000~16000元(yuan)/KW(2023年(nian)7月(yue)開封時代榆中縣300MW/1200MWh全釩(fan)(fan)液流獨立共享儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)初(chu)始投(tou)資(zi)(zi)(zi)成本已(yi)低至5333元(yuan)/KW),未來(lai)隨著電(dian)(dian)(dian)解液及電(dian)(dian)(dian)堆各(ge)環節商業模式創新(xin)及國產替代加速,初(chu)始投(tou)資(zi)(zi)(zi)與LCOE有望(wang)進(jin)一步(bu)下降(jiang)(jiang)(jiang)。

最新評論
0人參與
馬上參與
最新資訊