青海中控德令哈50MW塔式熔鹽光熱發電項目(可勝技術供圖)
國(guo)家能源局數據(ju)顯示,截至2024年上半年,我國(guo)已(yi)建(jian)成(cheng)投運(yun)新型儲能項目(mu)累計裝(zhuang)機(ji)規模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時,較2023年底增長40%以上。從(cong)地(di)區(qu)分布看(kan),西北、華北地(di)區(qu)已(yi)投運(yun)新型儲能裝(zhuang)機(ji)占全國(guo)50%以上。
隨著我國“雙碳”目標的(de)(de)提出以及構建新(xin)型電(dian)力(li)系統目標的(de)(de)確立,新(xin)型儲(chu)能在整個電(dian)力(li)系統的(de)(de)戰略地位和(he)重(zhong)要作用正在進(jin)一(yi)步彰顯。近年來,全球新(xin)型儲(chu)能應用場景日漸豐富,在電(dian)力(li)系統運行中發揮調峰、調頻、調壓等(deng)多種功(gong)能。
光熱儲能以環境友好受青睞
9月20日,中國核工業集(ji)團有限(xian)公司(以(yi)下簡稱“中核集(ji)團”)宣布,全球裝機容(rong)量最大的熔鹽“線性(xing)菲(fei)涅(nie)爾”新(xin)能源(yuan)光(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)站——甘肅玉門10萬(wan)千(qian)瓦(wa)光(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)站并網發(fa)電(dian)(dian)(dian)。該電(dian)(dian)(dian)站利用(yong)太(tai)陽能集(ji)熱(re)的面積達(da)130萬(wan)平(ping)方米,使(shi)用(yong)熔鹽作(zuo)為吸收和儲(chu)藏太(tai)陽能熱(re)量的介質,配(pei)置了8小時熔鹽儲(chu)熱(re)系統。項目(mu)并網后,將(jiang)與已經建(jian)成(cheng)的40萬(wan)千(qian)瓦(wa)光(guang)(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)項目(mu)、20萬(wan)千(qian)瓦(wa)風(feng)力發(fa)電(dian)(dian)(dian)項目(mu)和1座330千(qian)伏的儲(chu)能站一起,形成(cheng)“光(guang)(guang)熱(re)儲(chu)能+光(guang)(guang)伏+風(feng)電(dian)(dian)(dian)”示范項目(mu)。
幾乎與此同時,遠在南非北開(kai)普(pu)省(sheng)的(de)(de)中(zhong)國電建集團所屬山東(dong)電建三公司(si)承(cheng)建的(de)(de)南非紅石100兆瓦光熱(re)(re)電站(zhan)(zhan)項目(mu)首(shou)次(ci)并網成功。該(gai)(gai)電站(zhan)(zhan)是撒(sa)哈拉沙漠以(yi)南首(shou)個(ge)塔式(shi)熔(rong)鹽光熱(re)(re)電站(zhan)(zhan),也是南非北開(kai)普(pu)省(sheng)最(zui)大(da)的(de)(de)投資項目(mu)。該(gai)(gai)項目(mu)采用全球領(ling)先(xian)的(de)(de)塔式(shi)熔(rong)鹽儲能(neng)技術(shu),現(xian)場安(an)裝(zhuang)41260面定(ding)日鏡,鏡子將(jiang)太陽光精準反(fan)射至光塔吸熱(re)(re)器,將(jiang)熔(rong)鹽從約290℃加熱(re)(re)至約565℃,熱(re)(re)熔(rong)鹽存儲在特(te)制熔(rong)鹽罐(guan)中(zhong),儲熱(re)(re)能(neng)力(li)可支撐機組進(jin)行(xing)12個(ge)小(xiao)時滿負(fu)荷運行(xing),從而實現(xian)夜間持續發電,確保24小(xiao)時不間斷(duan)的(de)(de)電力(li)供應。
當(dang)地優良(liang)的日照條(tiao)件(jian)、開闊平(ping)坦的土地,為建設太陽能(neng)發(fa)(fa)電場(chang)提供(gong)了得天獨厚(hou)的條(tiao)件(jian)。目前,機(ji)組各項性能(neng)參數、指標優良(liang),各系統(tong)運行穩定。經測算,在(zai)整個生命周(zhou)期(qi)中,該(gai)光熱電站(zhan)每度(du)電的碳排放遠低于(yu)光伏(fu)電站(zhan),將有力推動南非應對氣(qi)候變(bian)化,助力其實(shi)現清潔能(neng)源發(fa)(fa)展目標。
該(gai)項目建(jian)成后(hou),每(mei)年(nian)將為(wei)南非(fei)電(dian)(dian)網提供480吉瓦時清潔電(dian)(dian)力,滿足約(yue)20萬(wan)戶南非(fei)家庭用電(dian)(dian)需求,大幅減少對傳(chuan)統化(hua)石(shi)能源的依賴,顯著(zhu)降低(di)南非(fei)碳排(pai)放,對南非(fei)能源轉(zhuan)型具有重要(yao)戰略意義(yi)。
“這是南(nan)中綠色能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)合(he)作不斷深(shen)化的又(you)一例(li)證。”南(nan)非(fei)(fei)共和(he)國(guo)駐華大使謝勝文表(biao)示(shi),“從技術到投資(zi)、再到技能(neng)(neng)培訓和(he)人(ren)員交(jiao)流,南(nan)非(fei)(fei)迫(po)切需要擴大與(yu)中國(guo)在(zai)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)領域的合(he)作。中國(guo)在(zai)綠色發(fa)展(zhan)方面(mian)的先進技術和(he)豐富經驗能(neng)(neng)夠幫助非(fei)(fei)洲實現(xian)可持(chi)續發(fa)展(zhan)。”
據浙江(jiang)可勝(sheng)技術(shu)(shu)(shu)股份有限公司(si)(以(yi)下簡稱“可勝(sheng)技術(shu)(shu)(shu)”)董(dong)事長兼(jian)首席科(ke)學家金(jin)建祥介(jie)紹,太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)是(shi)新能(neng)源利(li)用(yong)的一(yi)個重(zhong)要方向(xiang)。光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)也(ye)是(shi)一(yi)種利(li)用(yong)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)(re)能(neng)進(jin)(jin)行發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)的技術(shu)(shu)(shu),它通(tong)(tong)過(guo)(guo)集(ji)中太(tai)(tai)陽(yang)的熱(re)(re)量來產生蒸汽,進(jin)(jin)而驅動汽輪發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)。太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)項目根據聚光集(ji)熱(re)(re)技術(shu)(shu)(shu)路線(xian)的不同(tong),可分(fen)為(wei)(wei)塔式(shi)、槽式(shi)、碟式(shi)和線(xian)性(xing)菲涅爾式(shi)4種,每(mei)種技術(shu)(shu)(shu)路線(xian)都有其(qi)特點和適用(yong)場(chang)景。光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)與光伏發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)的不同(tong)在(zai)于,光伏發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)是(shi)直(zhi)接(jie)將太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)轉(zhuan)換為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng),而光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)則是(shi)先將太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)轉(zhuan)換為(wei)(wei)熱(re)(re)能(neng),再通(tong)(tong)過(guo)(guo)熱(re)(re)能(neng)驅動發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)。光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)的優(you)勢在(zai)于其(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)力輸出平穩,可以(yi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)配置儲能(neng)系(xi)統實現(xian)連續供電(dian)(dian)(dian)(dian),這對于電(dian)(dian)(dian)(dian)網的穩定運(yun)行和調峰具有重(zhong)要意義。此外,光熱(re)(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)還可以(yi)與儲能(neng)技術(shu)(shu)(shu)結(jie)合,進(jin)(jin)一(yi)步提高其(qi)經濟性(xing)和可靠(kao)性(xing)。
據了解,聚光(guang)集(ji)熱(re)系統(tong)(tong)是塔式光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電的(de)核(he)心系統(tong)(tong),系統(tong)(tong)性能(neng)直接影(ying)響光(guang)熱(re)電站的(de)效(xiao)率與發(fa)(fa)電量。可勝技(ji)術(shu)經過十余(yu)年(nian)的(de)技(ji)術(shu)研(yan)(yan)發(fa)(fa)與工程實踐,已攻(gong)克定日鏡(jing)設計制造、高(gao)(gao)精度(du)聚光(guang)控制、大規模(mo)鏡(jing)場集(ji)群控制等技(ji)術(shu)難(nan)題,成(cheng)功研(yan)(yan)發(fa)(fa)了高(gao)(gao)精度(du)智(zhi)能(neng)定日鏡(jing)、高(gao)(gao)效(xiao)全自動(dong)校正系統(tong)(tong)、大規模(mo)鏡(jing)場控制系統(tong)(tong)等聚光(guang)集(ji)熱(re)關鍵技(ji)術(shu)與裝備,并形成(cheng)有效(xiao)專利(li)(li)103項(其中發(fa)(fa)明專利(li)(li)83項),軟件著作權32項,擁(yong)有完全自主知(zhi)識產權體系。
目前(qian),全球光(guang)(guang)(guang)熱發(fa)電市(shi)場(chang)正在逐(zhu)漸(jian)發(fa)展(zhan)壯大,尤其是在一些光(guang)(guang)(guang)照條件較好的(de)地區,如西班(ban)牙、美(mei)國(guo)、澳大利亞等國(guo)家(jia)和地區。預計(ji)未來(lai)幾年(nian),具有(you)能(neng)源效(xiao)率(lv)高、環保節能(neng)、穩定性強等優點(dian)的(de)中國(guo)光(guang)(guang)(guang)熱發(fa)電會在能(neng)源市(shi)場(chang)上擁有(you)更廣(guang)闊的(de)應用前(qian)景。
電化學儲能新增裝機迅猛
據日前發布的《光(guang)儲置(zhi)一體化解決方案藍皮書(shu)》(以下簡稱《藍皮書(shu)》)顯示(shi),在(zai)全(quan)球碳中(zhong)和的大背景下,相(xiang)比2020年、2023年的新增儲能(neng)投(tou)運(yun)增長了近乎(hu)10倍(超100GWh)。截至2023年,全(quan)球新型儲能(neng)的技(ji)術(shu)(shu)類型中(zhong),鋰離子電池(chi)占比約97%,光(guang)熱(re)發電等其他技(ji)術(shu)(shu)裝機(ji)也在(zai)逐漸增多。
《藍皮書》認為,全球儲能技術呈現出多樣化的(de)特點,目(mu)前電化學儲能,尤其(qi)是(shi)鋰離子電池占據了新型儲能市場的(de)主導地(di)位,因其(qi)能量密度高、響(xiang)應(ying)速度快、應(ying)用靈活(huo)而(er)廣泛應(ying)用于電動汽車、戶用儲能、新能源發電站與電網(wang)級項目(mu)。
此外,鈉硫電池、全釩液流電池以及其他新興(xing)技術(shu)也在特定(ding)應用場(chang)景中展現(xian)出潛力(li)。相較(jiao)于2022年、2023年鋰離子技術(shu)的儲(chu)能項目占比(bi)提高至97%,主要市(shi)場(chang)為中國、美國以及歐洲。
中國儲能解決方案經濟可行
儲(chu)(chu)(chu)能按(an)照應用(yong)場景(jing)可(ke)以(yi)分(fen)為電(dian)源側(ce)、電(dian)網側(ce)、用(yong)戶(hu)側(ce)儲(chu)(chu)(chu)能,其中(zhong)電(dian)源側(ce)、電(dian)網側(ce)儲(chu)(chu)(chu)能又稱(cheng)為表(biao)前儲(chu)(chu)(chu)能或大(da)儲(chu)(chu)(chu),用(yong)戶(hu)側(ce)儲(chu)(chu)(chu)能又稱(cheng)為表(biao)后(hou)儲(chu)(chu)(chu)能。用(yong)戶(hu)側(ce)儲(chu)(chu)(chu)能還(huan)可(ke)以(yi)細分(fen)為工商業(ye)儲(chu)(chu)(chu)能與家(jia)庭(ting)儲(chu)(chu)(chu)能,兩者的區(qu)別在(zai)于客戶(hu)群體。近(jin)兩年來(lai),我國的用(yong)戶(hu)側(ce)儲(chu)(chu)(chu)能基本(ben)以(yi)工商業(ye)儲(chu)(chu)(chu)能為主。
目前(qian),中國市場依舊以表(biao)前(qian)儲(chu)(chu)能項(xiang)(xiang)目為大頭,其中獨立儲(chu)(chu)能裝機量逐(zhu)漸(jian)趕超源(yuan)側配儲(chu)(chu),表(biao)前(qian)儲(chu)(chu)能主要(yao)分(fen)布(bu)于新(xin)疆、內(nei)蒙古、甘肅等地。根據美國能源(yuan)信息署(英(ying)文簡稱“EIA”)的(de)數據顯示,2023年,美國超過11GW表(biao)前(qian)儲(chu)(chu)能項(xiang)(xiang)目將推遲(chi)至2024年。2023年歐洲(zhou)表(biao)前(qian)儲(chu)(chu)能項(xiang)(xiang)目的(de)主要(yao)新(xin)增地區在德(de)國、意(yi)大利以及英(ying)國。
隨著來自中國的(de)(de)新型(xing)儲(chu)能(neng)技術和產品在全(quan)球范圍內(nei)的(de)(de)應用日(ri)益廣泛,不僅(jin)在電(dian)力系統中發(fa)揮著平衡供需、提高電(dian)網(wang)靈活(huo)性的(de)(de)作用,還促進了(le)(le)可再(zai)生能(neng)源的(de)(de)更大規模集(ji)成(cheng)。9月20日(ri),上(shang)市公司天合(he)光能(neng)旗下的(de)(de)天合(he)儲(chu)能(neng)與北美知名儲(chu)能(neng)項(xiang)目開發(fa)商(shang)及業(ye)主LightshiftEnergy共同宣布,雙方合(he)作的(de)(de)位于(yu)馬薩諸(zhu)塞州的(de)(de)4座電(dian)網(wang)級儲(chu)能(neng)電(dian)站已(yi)全(quan)部順利交付并(bing)完成(cheng)安裝調試。8月30日(ri),天合(he)光能(neng)的(de)(de)信息(xi)披露(lu)顯示,其在儲(chu)能(neng)業(ye)務(wu)方面(mian)構建了(le)(le)從電(dian)芯到(dao)電(dian)池艙到(dao)AC側(ce)全(quan)方位系統集(ji)成(cheng)能(neng)力,并(bing)受到(dao)了(le)(le)全(quan)球客戶的(de)(de)廣泛認可。2024年(nian)(nian)上(shang)半年(nian)(nian),天合(he)光能(neng)儲(chu)能(neng)業(ye)務(wu)出貨(huo)1.7GWh,同比(bi)增(zeng)長近300%。
隨著(zhu)技術進步(bu)和(he)成(cheng)本(ben)的持續下降,中(zhong)國的儲(chu)(chu)能(neng)(neng)解決方案正變得(de)更加經濟可行,預(yu)計未(wei)來將有(you)更多創新技術和(he)商業模式涌現。國家能(neng)(neng)源局(ju)數(shu)據(ju)顯示,截至2024年上(shang)半年,我(wo)國已建成(cheng)投運新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)項(xiang)目累計裝(zhuang)機(ji)規(gui)模達4444萬(wan)(wan)千(qian)瓦/9906萬(wan)(wan)千(qian)瓦時(shi),較2023年底增長40%以上(shang)。從(cong)(cong)地區(qu)分布看,西(xi)北、華(hua)北地區(qu)已投運新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)裝(zhuang)機(ji)占(zhan)(zhan)全國50%以上(shang)。從(cong)(cong)技術路線看,多個壓(ya)縮空氣(qi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)、液流電池(chi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)、鈉(na)離子電池(chi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)項(xiang)目投產,構網型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)探(tan)索運用(yong),推動技術多元化發展。從(cong)(cong)應用(yong)場景(jing)看,獨(du)立儲(chu)(chu)能(neng)(neng)、共享儲(chu)(chu)能(neng)(neng)裝(zhuang)機(ji)占(zhan)(zhan)比(bi)45.3%,新能(neng)(neng)源配建儲(chu)(chu)能(neng)(neng)裝(zhuang)機(ji)占(zhan)(zhan)比(bi)42.8%,其他應用(yong)場景(jing)占(zhan)(zhan)比(bi)11.9%。
“風能(neng)(neng)、光(guang)能(neng)(neng)、儲能(neng)(neng)和氫能(neng)(neng)的協同發展(zhan)在(zai)技術、經濟、環境和能(neng)(neng)源(yuan)安全等多個層(ceng)面(mian)都具有顯著優勢。”中國產(chan)業發展(zhan)促進(jin)會副會長史立山非常看好風光(guang)儲融(rong)合發展(zhan)。他認為,通過(guo)優化(hua)可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)利用,減少碳(tan)排(pai)放,提高能(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)的靈活性和穩定性,可以為實(shi)現碳(tan)中和碳(tan)達峰目標創(chuang)造有利條件。這不僅(jin)是應對氣候(hou)變(bian)化(hua)的必要手段,也是推動能(neng)(neng)源(yuan)轉型、實(shi)現可持(chi)續發展(zhan)的必由之路。
史立山表示,從國(guo)家能(neng)(neng)源戰略視角(jiao)看,綜合利用新能(neng)(neng)源和新型(xing)儲能(neng)(neng)對實現(xian)能(neng)(neng)源獨立和安全具有重要意義,協(xie)同(tong)發(fa)展可以減少對進口化石燃料(liao)的(de)依賴,提高能(neng)(neng)源自主性和安全性。“當四者真(zhen)正做到(dao)協(xie)同(tong)發(fa)展,我們將迎來(lai)一(yi)個更(geng)加綠(lv)色、低碳、可持(chi)續的(de)美好未來(lai)。”
綜上所述,全球新型(xing)(xing)儲(chu)能行業正(zheng)處在(zai)一(yi)個技(ji)術(shu)革新快、市(shi)場擴(kuo)張迅速、政策環境利好的發展階(jie)段。未來,隨著(zhu)技(ji)術(shu)成熟度提升(sheng)和成本進一(yi)步降(jiang)低,儲(chu)能將在(zai)全球能源轉(zhuan)型(xing)(xing)中扮演更加核心(xin)的角色。