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目錄010203新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢與展望儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展背景主要新型儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀-電化學(xué)儲(chǔ)能新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢儲(chǔ)能技術(shù)路線概況2022年儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能行業(yè)政策梳理-壓縮空氣儲(chǔ)能-熱儲(chǔ)能-氫儲(chǔ)能新型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況
儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展背景作為新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略的重要技術(shù)環(huán)節(jié),儲(chǔ)能行業(yè)在全球迎來了重要機(jī)遇期黨的報(bào)告與“十四五”規(guī)劃為電力發(fā)展指明方向:構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、助力碳達(dá)峰碳中和的迫切需要,是順應(yīng)能源技術(shù)進(jìn)步趨勢、促進(jìn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然要求,是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局的重要途徑。儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。2022年全國全口徑發(fā)電裝機(jī)容量2010~2020年我國一次能源自給率(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)回顧過去,我國電力發(fā)展的基本特點(diǎn)是:核電,2%600000500000400000300000200000100000092%87%82%77%72%????電力能源結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主;火力發(fā)電中的油、氣依賴進(jìn)口;電力消費(fèi)的需求隨社會(huì)發(fā)展不斷提高;以風(fēng)電和太陽能光伏為代表的新能源發(fā)電比例不斷提升;光伏,15%風(fēng)電,14%火電,52%2010
2011
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2020水電,16%一次能源生產(chǎn)總量能源消費(fèi)總量一次能源自給率資料:中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)資料:國家統(tǒng)計(jì)局2016-2022年全國全社會(huì)用電量2016-2022年全國風(fēng)光累計(jì)裝機(jī)規(guī)模面向未來,我國電力發(fā)展的戰(zhàn)略方向是:100000900008000070000600005000040000300002000010000012%10%8%45000400003500030000250002000015000100005000392613654410.77%????降低化石能源消費(fèi)比重;328483065628165253568.45%逐步擺脫進(jìn)口依賴,確保能源安全大力發(fā)展清潔能源技術(shù);6.49%6%5.05%4%3.76%不斷提高風(fēng)電和太陽能光伏為代表的新能源發(fā)電比例;3.67%2%00%2016年
2017年
2018年
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2020年
2021年
2022年光伏累計(jì)裝機(jī)(萬千瓦)
風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)(萬千瓦)2016年
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2020年
2021年
2022年累計(jì)用電量(億千瓦時(shí))
YOY?構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。資料:中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)資料:中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況
儲(chǔ)能技術(shù)路線概況抽水蓄能技術(shù)成熟,電化學(xué)儲(chǔ)能引領(lǐng)新型儲(chǔ)能發(fā)展儲(chǔ)能,即能量的存儲(chǔ),具體指通過某種介質(zhì)或設(shè)備,將一種能量用相同或不同形式的能量存儲(chǔ)起來,在某一時(shí)刻再根據(jù)需要以特定形式進(jìn)行釋放。廣義的儲(chǔ)能包括一次能源、二次能源和熱能等能量存儲(chǔ)。狹義上的儲(chǔ)能是指利用機(jī)械、電氣、化學(xué)等方法將能量存儲(chǔ)起來的一系列技術(shù)和措施。儲(chǔ)能技術(shù)路線分類實(shí)驗(yàn)室研究示范應(yīng)用大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用特殊場景應(yīng)用抽水蓄能壓縮空氣儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能機(jī)械儲(chǔ)能新型重力儲(chǔ)能超導(dǎo)儲(chǔ)能電氣儲(chǔ)能超級(jí)電容鉛酸電池儲(chǔ)能鋰離子電池液流電池電化學(xué)儲(chǔ)能鈉硫電池顯熱儲(chǔ)熱熱儲(chǔ)能氫儲(chǔ)能潛熱儲(chǔ)熱熱化學(xué)儲(chǔ)熱氫儲(chǔ)能技術(shù)新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況
國內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀儲(chǔ)能市場技術(shù)路線多樣,百家爭鳴過去幾年,抽水蓄能是儲(chǔ)能行業(yè)的主力機(jī)組,鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)仰賴新能源汽車產(chǎn)業(yè)的助力得到了快速發(fā)展。2月13日,國家能源局在京召開例行新聞發(fā)布會(huì),發(fā)布2022年可再生能源發(fā)展情況,并介紹全國新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模情況,根據(jù)能源局?jǐn)?shù)據(jù),截至2022年底,全國已投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)870萬千瓦,平均儲(chǔ)能時(shí)長約2.1小時(shí),比2021年底增長110%以上。2022年中國電力儲(chǔ)能市場累計(jì)裝機(jī)規(guī)模熔融鹽儲(chǔ)熱1.00%抽水蓄能77.10%鋰離子電池94.0%我們認(rèn)為:??目前國內(nèi)市場儲(chǔ)能裝機(jī)容量主要以抽水蓄能機(jī)組為主,新型儲(chǔ)能技術(shù)中,鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)獨(dú)占鰲頭;鉛蓄電池3.1%新型儲(chǔ)能0.00%壓縮空氣1.5%未來隨著國家加大政策扶持力度、各方不斷加大科研投入,新型儲(chǔ)能技術(shù)有望獲得重大突破,現(xiàn)有格局將被打破;液流電池1.2%其他~2.0%資料:中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟,中電儲(chǔ)能院整理2016-2022年全國抽水蓄能電站發(fā)展情況2017-2022年全國電化學(xué)儲(chǔ)能電站發(fā)展情況《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》技術(shù)試點(diǎn)示范應(yīng)用5000040000300002000010000045790
1600014054序號(hào)技術(shù)示范百兆瓦級(jí)先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用鈉離子電池、固態(tài)鋰離子電池技術(shù)示范鋰離子電池高安全規(guī)?;l(fā)展1400012000100008000600040002000036390123456782999030290303202939078576197284833491934釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用飛輪儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)?;瘧?yīng)用火電抽汽蓄能、核電抽汽蓄能示范應(yīng)用可再生能源制儲(chǔ)氫(氨)、氫電耦合等氫儲(chǔ)能示范應(yīng)用復(fù)合型儲(chǔ)能技術(shù)示范應(yīng)用201720182019202020212022201720182019202020212022新增投運(yùn)總能量(MWh)累計(jì)投運(yùn)總能量(MWh)中國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模MW資料:國家能源局資料:中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況
新型儲(chǔ)能行業(yè)政策梳理國家及地方新型儲(chǔ)能扶持政策頻出,多維度呵護(hù)新型儲(chǔ)能發(fā)展碳達(dá)峰碳中和“1+N”政策體系構(gòu)筑了我國面向2060年碳中和目標(biāo)能源體系的頂層設(shè)計(jì)。2021年,國務(wù)院發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》與《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》共同構(gòu)成貫穿碳達(dá)峰、碳中和兩個(gè)階段的頂層設(shè)計(jì),作為碳達(dá)峰碳中和“1+N”政策體系中的“1”?!癗”則包括能源、工業(yè)、交通運(yùn)輸、城鄉(xiāng)建設(shè)等分領(lǐng)域分行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案,以及科技支撐、能源保障、碳匯能力、財(cái)政金融價(jià)格政策、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量體系、督察考核等保障方案。2021年7月,國家、能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》2023年上半年分地區(qū)儲(chǔ)能相關(guān)政策出臺(tái)數(shù)量源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元化發(fā)展獨(dú)立主體身份參與電力市場綱領(lǐng)性文件2025年30GW50403020100432021年8月,國家調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》、能源局發(fā)布《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買282316151615
1514獨(dú)立儲(chǔ)能租賃模式成立新能源最高15%/4h配建調(diào)峰能力可自建、租賃、購買儲(chǔ)能容量1010
1110
119789689898新能源配儲(chǔ)53322012021年12月,國家能源局發(fā)布《并網(wǎng)主體并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》、《電力系統(tǒng)輔助服務(wù)管理辦法》電力輔助服務(wù)獨(dú)立身份參與輔助服務(wù)豐富輔助服務(wù)品種2023年上半年分地區(qū)儲(chǔ)能相關(guān)政策近6月分地區(qū)儲(chǔ)能相關(guān)政策按技術(shù)路線分類2022年2月,國家知》、能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場建設(shè)工作的通出臺(tái)數(shù)量228壓縮空氣儲(chǔ)能8%25020015010050新能源汽車28%獨(dú)立儲(chǔ)能電站參與電力現(xiàn)貨市場引導(dǎo)儲(chǔ)能等參與電力現(xiàn)貨市場加快輔助服務(wù)市場建設(shè)96505547抽水蓄能18%282022年3月,國家、能源局發(fā)布《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》02025年新型儲(chǔ)能成本下降30%確立新型儲(chǔ)能重點(diǎn)示范區(qū)綱領(lǐng)性文件2022年6月,國家、能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場和調(diào)度運(yùn)用的通知》電化學(xué)儲(chǔ)能22%獨(dú)立儲(chǔ)能電站充電成本問題充電電量不承擔(dān)輸配電價(jià)和政府性基金及附加容量電價(jià)輸配電價(jià)疏導(dǎo)氫能23%政策數(shù)量目錄010203新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢與展望儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展背景主要新型儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀-電化學(xué)儲(chǔ)能新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢儲(chǔ)能技術(shù)路線概況2022年儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能行業(yè)政策梳理-壓縮空氣儲(chǔ)能-熱儲(chǔ)能-氫儲(chǔ)能新型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
電化學(xué)儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能是目前新型儲(chǔ)能主要技術(shù)電化學(xué)儲(chǔ)能通過電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)換,目前主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池和鈉硫電池等。根據(jù)國家能源局公布數(shù)據(jù),從2022年新增裝機(jī)技術(shù)占比來看,鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)占比達(dá)94.2%,仍處于絕對(duì)主導(dǎo)地位,新增液流電池儲(chǔ)能技術(shù)占比達(dá)2.3%。2017-2022年全國電化學(xué)儲(chǔ)能電站發(fā)展情況電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)參數(shù)表160001400012000100008000600040002000014054鉛酸電池百M(fèi)Wh級(jí)幾十MW級(jí)磷酸鐵鋰電池百M(fèi)Wh級(jí)鈦酸鋰電池百M(fèi)Wh級(jí)百M(fèi)W級(jí)鈉硫電池百M(fèi)Wh級(jí)幾十MW級(jí)全釩液流電池百M(fèi)Wh級(jí)容量規(guī)模功率規(guī)模785761972848百M(fèi)W級(jí)幾十MW級(jí)33491934能量密度(Wh/kg)40~8080~17060~100>3000150~3002212~40功率密度(W/kg)150~5001500~250050~100201720182019202020212022新增投運(yùn)總能量(MWh)累計(jì)投運(yùn)總能量(MWh)響應(yīng)時(shí)間循環(huán)次數(shù)壽命msmsmsmsms資料:中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)各電池類型電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)能量分布情況500~30005~8年600010年>1000010年450015年>2000020年磷酸鐵鋰電池,89.26%充放電效率70%~90%0.8~1.3>90%>90%~4.575%~90%~4.075%~85%~3.5三元鋰電池,0.60%投資成本(元Other,10.73%0.8~1.2/Wh)效率高、能量密度高、響應(yīng)速度快效率高、能量密度高、響應(yīng)速度快效率高、能量密度高、響應(yīng)速度快成本低、可回收含量高循環(huán)壽命長、安全性好優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鈦酸鋰電池,0.10%鉛蓄電池,8.97%液流電池,1.06%能量密度低、壽命短安全性存在問題安全性存在問題需要高溫條件,安全性差能量密度低、效率不高新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
電化學(xué)儲(chǔ)能圍繞高效、安全、長壽命方向發(fā)展,電化學(xué)儲(chǔ)能擁有廣闊的應(yīng)用前景目前,行業(yè)各大電芯廠商均對(duì)研發(fā)投入大量資本,以保持技術(shù)的先進(jìn)性,為行業(yè)的快速、健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。電化學(xué)儲(chǔ)能邁向更大的容量、更優(yōu)異的安全性能和更長壽命的新技術(shù)方向,未來前景廣闊。各電芯廠商300Ah以上儲(chǔ)能電芯容量統(tǒng)計(jì)材料技術(shù)不斷提升,電池能量更強(qiáng)、壽命更長700
580600560材料優(yōu)化500400300200電化學(xué)電池是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備,其中,磷酸鐵鋰電池憑借相對(duì)突出的性能優(yōu)勢占據(jù)了主導(dǎo)地位,其技術(shù)發(fā)展主要集中在核心材料的優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)更高能量密度和更長循環(huán)壽命375325
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3001000結(jié)合場景,多種電池材料技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展,多元應(yīng)用多元技術(shù)控制技術(shù)我國的鋰資源稟賦相對(duì)有限,使得鈉離子電池、全釩液流電池等有可能替代磷酸鐵鋰電池的技術(shù)路線將會(huì)呈現(xiàn)出一定的發(fā)展前景資料:各公司公開資料電芯容量Ah優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提升充放電管控能力全球首個(gè)浸沒式液冷儲(chǔ)能電站投產(chǎn)儲(chǔ)能變流器作為連接電池和電力系統(tǒng)的重要樞紐設(shè)備,其技術(shù)發(fā)展的方向主要是如何優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)電池進(jìn)行更合理的充放電管控,以及如何提升對(duì)電網(wǎng)的響應(yīng)和支撐性能;配置構(gòu)網(wǎng)型控制功能的高壓直掛鏈?zhǔn)阶兞髌髟跇?gòu)建新型電力系統(tǒng)的路徑上,預(yù)計(jì)將會(huì)具有較大的發(fā)展空間2023年3月6日,中國能建廣東火電承建的全球首個(gè)浸沒式液冷儲(chǔ)能電站廣東梅州寶湖70MW/140MWh儲(chǔ)能電站項(xiàng)目正式投入運(yùn)行。在梅州寶湖項(xiàng)目中,電池直接浸沒在艙內(nèi)的冷卻液中,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池直接、快速、充分冷卻降溫,確保了電池在最佳溫度范圍內(nèi)運(yùn)行,有效延長電池的使用壽命,整體提升儲(chǔ)能電站的安全性能。浸沒式液冷電池儲(chǔ)能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)儲(chǔ)能安全技術(shù)的迭代升級(jí),電池散熱效率較傳統(tǒng)方式提升50%,實(shí)現(xiàn)電池運(yùn)行溫升不超過5攝氏度,不同電池溫差不超過2攝氏度。提升安全管理技術(shù),擴(kuò)大應(yīng)用場景安全技術(shù)安全是電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的底線,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定、完善是行業(yè)安全健康發(fā)展接力賽的第一棒,電芯冷卻技術(shù)、數(shù)字化監(jiān)控、安全檢測等技術(shù)的發(fā)展是電化學(xué)儲(chǔ)能安全發(fā)展的關(guān)鍵路徑新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
壓縮空氣儲(chǔ)能壓縮空氣儲(chǔ)能應(yīng)發(fā)揮更大容量、更高效率、更低成本、更靈活的技術(shù)優(yōu)勢隨著新能源比例不斷提高和電力交易市場逐漸健全完善,大容量長時(shí)間的儲(chǔ)能將發(fā)揮越來越重要的作用,壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)勢必迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。案例1:江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展:?壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包含壓縮、儲(chǔ)氣、蓄熱/冷、回?zé)?冷、膨脹發(fā)電等多個(gè)子系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備主要包括壓縮機(jī)、換熱器和膨脹機(jī),通過項(xiàng)目示范建設(shè),基本具備了一定的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ);?2022年5月建成投產(chǎn),是全球首個(gè)投入商業(yè)運(yùn)行的非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站,建設(shè)規(guī)模60MW/300MWh。案例2:張家口百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國家示范項(xiàng)目??壓縮空氣儲(chǔ)能循環(huán)與燃?xì)廨啓C(jī)類似,但壓縮機(jī)壓比和膨脹機(jī)膨脹比均高于常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)和透平;?2022年9月實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,是世界首座百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能電站。該項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模100MW/400MWh,系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率70.4%。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展路線圖未來,壓縮空氣儲(chǔ)能的推廣應(yīng)用需要發(fā)揮更大容量、更高效率、更低成本、更為靈活的技術(shù)優(yōu)勢,壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展路線2022年2030年2060年關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)技術(shù)現(xiàn)狀未來方向≥300MW100MW級(jí)300MW級(jí)機(jī)組容量頸開發(fā)大流量、高效率、高排氣溫度的壓縮技術(shù),有助于提升系統(tǒng)的整體儲(chǔ)能效率級(jí)壓縮機(jī)100MW級(jí)壓縮機(jī)基本可以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化系統(tǒng)效率壽命≥60%~70%≥70%哈汽U型發(fā)夾式換熱器應(yīng)用于江蘇金壇;通過提升蓄熱回?zé)嵯到y(tǒng)的蓄熱溫度、換熱效率,可進(jìn)一步提升系統(tǒng)的整體效率換熱器膨脹機(jī)中科院汽水換熱器應(yīng)用于張北項(xiàng)目國內(nèi)廠家主要有哈汽、東汽以及上汽等,均在透平膨脹機(jī)領(lǐng)域加大研發(fā)力度目前已有廠家正開展300MW級(jí)壓縮空氣30~40年30~40年30~40年儲(chǔ)能的膨脹機(jī)研發(fā)工作大型壓縮空氣儲(chǔ)能電站需要較大的儲(chǔ)氣空間,儲(chǔ)氣庫選址技術(shù)有待突破,以降低建設(shè)投資現(xiàn)階段在建、已投產(chǎn)項(xiàng)目多采用鹽穴、成本(元/kWh)儲(chǔ)氣庫1500~20001200~1800800~1200人工硐室和礦洞改造3種形式新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
熱儲(chǔ)能熱儲(chǔ)的重要應(yīng)用場景是與火電機(jī)組相結(jié)合熱儲(chǔ)能是一種有前途的長時(shí)儲(chǔ)能,這類技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是將熱量高效且經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為電能。熱儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展:熱儲(chǔ)能技術(shù)典型項(xiàng)目案例?目前顯熱儲(chǔ)熱的技術(shù)最成熟,已發(fā)展到商業(yè)化應(yīng)用階段。其中,水主要用于低溫儲(chǔ)熱,導(dǎo)熱油主要用于中溫儲(chǔ)熱,硝酸鹽主要用于高溫儲(chǔ)熱。項(xiàng)目名稱特點(diǎn)主要技術(shù)參數(shù)主要參與單位中船新能源(烏拉特中旗)100MW/1000MWh國內(nèi)首批示范項(xiàng)目中單體規(guī)模最大、儲(chǔ)能容量最大的槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目配置1000MWh儲(chǔ)能系統(tǒng),時(shí)長按10h設(shè)計(jì),采用熔鹽儲(chǔ)能路線中船新能源有限公司設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試和運(yùn)維??潛熱(相變)儲(chǔ)熱技術(shù)正趨于成熟逐步往示范應(yīng)用階段發(fā)展,中高溫相變儲(chǔ)熱材料儲(chǔ)熱密度大,有利于設(shè)備的緊湊和微型化;熱化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱主要還處于試驗(yàn)研究階段尚未成熟。光熱儲(chǔ)能包括1×100MW塔式熔鹽儲(chǔ)熱發(fā)電機(jī)組和3×200MW槽式熔鹽儲(chǔ)熱發(fā)電機(jī)組,塔式配15小時(shí)儲(chǔ)熱系統(tǒng),每臺(tái)槽式配13.5小時(shí)儲(chǔ)熱系統(tǒng)迪拜700MW光熱和250MW光伏太陽能電站項(xiàng)目上海電氣總包中電工程華東電力設(shè)計(jì)院院參與設(shè)計(jì)全球規(guī)模最大電源側(cè)配儲(chǔ):熱儲(chǔ)能電站可用于提供調(diào)峰等輔助服務(wù),配套新能源平緩出力,減少棄光、棄風(fēng),促進(jìn)新能源消納。尤在光熱項(xiàng)目上,熱儲(chǔ)能已成為主流配帶絕熱的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng):絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決壓縮空氣效率低和依燃料的途徑之一。山東泰安350MW項(xiàng)目采用光熱發(fā)電系統(tǒng)常用的二元熔鹽,總?cè)埯}用量達(dá)7500t國內(nèi)在建的最大規(guī)模非“光熱+”熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目紹興綠點(diǎn)熔巖儲(chǔ)能示范項(xiàng)目西子清潔能源承建創(chuàng)低熔點(diǎn)熔融鹽高溫絕熱壓縮技術(shù)應(yīng)用場景江蘇國信靖江電廠2×660MW機(jī)組熔鹽儲(chǔ)能調(diào)峰供熱項(xiàng)目我國首個(gè)將熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)應(yīng)用在火電領(lǐng)域的開拓性項(xiàng)目配套儲(chǔ)熱量為75MWh西安熱工院EPC用戶側(cè)多能互補(bǔ):結(jié)合工業(yè)園區(qū)住宅商業(yè)區(qū)、大型數(shù)據(jù)中心、LNG接生態(tài)低碳島等區(qū)域內(nèi)燃?xì)?、電、熱等多種能源需求,熱儲(chǔ)能電站可實(shí)現(xiàn)多種異質(zhì)能源子系統(tǒng)之間的多能互補(bǔ)和綜合利用。電靈活性改造:緊跟“三改聯(lián)動(dòng)”政策,將儲(chǔ)熱技術(shù)與火電、核電機(jī)組進(jìn)行結(jié)合可實(shí)現(xiàn)機(jī)組的“熱電解耦”。同時(shí),可以利用退役/關(guān)停機(jī)組,改造為儲(chǔ)能電站。新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
氫儲(chǔ)能氫的屬性決定了氫儲(chǔ)能是未來關(guān)鍵的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)氫能的戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟(jì)合理性主要取決于可再生能源轉(zhuǎn)型中的大規(guī)模、長周期能量儲(chǔ)存與多元化終端利用的需求。氫能發(fā)展的4個(gè)確定性氫能產(chǎn)業(yè)鏈及其關(guān)鍵分支制氫儲(chǔ)氫運(yùn)輸加氫應(yīng)用場景利用可再生能源電解水制氫重卡氫燃料電池汽車未來在供給端解決可再生能源制氫的問題,必將成為政策的主要發(fā)力點(diǎn),也因此會(huì)成為氫產(chǎn)業(yè)最有爆發(fā)力的領(lǐng)域。在重卡領(lǐng)域,氫能能量密度高的優(yōu)勢可以發(fā)揮得淋漓盡致,同時(shí)也能最小化安全隱患?;茉垂I(yè)副產(chǎn)物制氫氣態(tài)儲(chǔ)氫長管拖車外來運(yùn)氫化工、冶金灰氫+CCUS液態(tài)儲(chǔ)氫液氫槽罐車管道運(yùn)輸站內(nèi)制氫汽車燃料電池分布式制氫和利用的模式氫基液體燃料的發(fā)展固態(tài)化合物儲(chǔ)氫電解水制氫電力可再生能源消納分布式新能源發(fā)電的發(fā)展使電力的供給和需求更難預(yù)測,氫儲(chǔ)能是重要的儲(chǔ)能手段之一,能提升新能源電力的消納,也很好低繞過了氫氣在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中成本過高的問題。把氫氣轉(zhuǎn)化成為液體狀態(tài)的氫基燃料,能有效低解決在氫氣安全性方面的顧慮和氫氣運(yùn)輸成本高的問題。2025年2035年2050年?半集中可再生能源電解水制?主?集中可再生能源電解水制氫為?以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主氫為主??制氫儲(chǔ)運(yùn)加氫氫能發(fā)展的2個(gè)不確定性CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化工業(yè)副產(chǎn)氫提升利用效率工業(yè)副產(chǎn)提純、化石能源制氫?可再生能源制氫10~20萬噸
年/+CCUS為輔在哪個(gè)領(lǐng)域和哪個(gè)地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)突破液氫儲(chǔ)運(yùn)+高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)+管道儲(chǔ)運(yùn)+有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)等多種路徑?實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長的時(shí)間點(diǎn)??高壓氣氫運(yùn)輸為主液氫運(yùn)輸試點(diǎn)推廣??液氫運(yùn)輸作為主動(dòng)脈高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)作為毛細(xì)血管并行氫能跨過新技術(shù)的“峽谷”、氫能源將會(huì)在哪個(gè)應(yīng)用場景和哪個(gè)地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)突破。實(shí)現(xiàn)爆炸式增長的時(shí)間表。???合建站為主在站制氫一體站試點(diǎn)運(yùn)營加氫站總數(shù)達(dá)到200座?加氫站及其他基礎(chǔ)設(shè)施多元化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展加氫站總數(shù)達(dá)到2000座?形成多元化、網(wǎng)絡(luò)化的氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系?
加氫站總數(shù)達(dá)到12000座?資料:《中國氫能聯(lián)盟基礎(chǔ)設(shè)施白皮書》,中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2022,IEA新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
氫儲(chǔ)能氫的屬性決定了氫儲(chǔ)能是未來關(guān)鍵的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中,氫儲(chǔ)能可與新型電力系統(tǒng)高度耦合,克服新能源電力儲(chǔ)存的難題,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長周期、跨季節(jié)儲(chǔ)能,支撐新能源成為新型電力系統(tǒng)的低碳能源。國家頂層各行業(yè)主動(dòng)變革意愿強(qiáng)烈,隨著新能源規(guī)?;蜷_電價(jià)空間,氫能的突破正在孕育。氫能突破正在孕育新能源規(guī)模化孕育電氫機(jī)遇安徽六安兆瓦級(jí)氫能源儲(chǔ)能電站安徽六安兆瓦級(jí)氫能源儲(chǔ)能電站于2022年7月建成投運(yùn),是國內(nèi)首個(gè)兆瓦級(jí)氫能綜合項(xiàng)目,標(biāo)志著我國首次實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)制氫-儲(chǔ)氫-氫能發(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通。部分新能源占比高的現(xiàn)貨省份的電能量價(jià)格低于0.05元/kWh的年度時(shí)長已達(dá)1000小時(shí)以上,電力現(xiàn)貨在全國快速推廣為電解水制氫產(chǎn)業(yè)提供了重大的發(fā)展機(jī)遇。該項(xiàng)目電解水制氫系統(tǒng)采用PEM技術(shù),單槽250kW,四槽并聯(lián),總功率達(dá)到了兆瓦級(jí)。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)部分采用單套額定功率200kW,6套模塊協(xié)同運(yùn)行的方式,最高發(fā)電功率可達(dá)1.2MW。該電站由中科院大化所與國家電網(wǎng)、明天氫能等聯(lián)合開發(fā),中電工程安徽院設(shè)計(jì)。主動(dòng)變革意愿強(qiáng)烈,行業(yè)正處孕育期,靜待產(chǎn)業(yè)規(guī)?;刂聊壳叭珖秶鷥?nèi)已布局綠氫項(xiàng)目超200個(gè),目前多數(shù)綠氫項(xiàng)目仍處于前期規(guī)劃狀態(tài),距離投產(chǎn)仍需要很長時(shí)間。據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計(jì),2023年1~3月確定已開標(biāo)或開建的大規(guī)模綠氫項(xiàng)目新增1066MW電解槽需求,對(duì)應(yīng)
1000Nm3/h堿性電解槽的需求量超過200套。各技術(shù)路線制氫成本比較(單位:元/kg)浙江臺(tái)州大陳島氫能綜合利用示范工程605040302010054.10145.368國家電網(wǎng)浙江臺(tái)州大陳島氫能綜合利用示范工程于2022年7月正式投運(yùn),是國內(nèi)首個(gè)海島“綠氫”示范工程。該項(xiàng)目是海島基于國產(chǎn)化PEM技術(shù)利用可再生能源并實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)運(yùn)行的典型應(yīng)用,其在晚間利用大陳島富余風(fēng)力通過電解水制氫,在負(fù)荷高峰時(shí)用氫發(fā)電,并實(shí)現(xiàn)氫綜合利用能量管理和安全控制技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)清潔能源百分百消納與全過程零碳供能。22.2520.0220.0220.0214.60514.799.73320.513.3513.915.0214.469.239.216煤炭制氫天然氣制氫焦?fàn)t煤氣氯堿化工丙烷脫氫乙烷裂解合成氨、甲醇
堿性電解槽PEM資料:上海交通大學(xué)行業(yè)研究院測算,堿性電解槽和PEM成本電價(jià)按0.1~0.7元/kWh計(jì)算新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
新型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀多能互補(bǔ)、綜合能源以及儲(chǔ)能聚合是儲(chǔ)能未來“破圈”的方向多能互補(bǔ)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化綜合能源儲(chǔ)能聚合對(duì)于源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)項(xiàng)目而言,充分利用儲(chǔ)能裝置的削峰填谷性能,可以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)靈活性,從而促使可再生能源的消納?,F(xiàn)階段,儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置容量多是按照新能源的規(guī)模取一定的比例,缺少詳細(xì)的分析論證和仿真校驗(yàn)。配置比例過高會(huì)抬高系統(tǒng)造價(jià),造成儲(chǔ)能設(shè)備閑置、利用率低;配置比例過低則會(huì)造成棄風(fēng)棄光、降低系統(tǒng)靈活性,甚至對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰帶來負(fù)面影響。綜合能源服務(wù)是基于全社會(huì)日趨多樣化的能源服務(wù)需求,綜合投入資源,集成采用能源、信息和通信等技術(shù)和管理手段,為用戶提供個(gè)性化、差異化的能源服務(wù)。目前儲(chǔ)能的聚合利用已有少量的實(shí)踐,但規(guī)?;膽?yīng)用還未形成。分布式儲(chǔ)能聚合缺乏有效管理協(xié)調(diào),相應(yīng)的調(diào)度措施也較為缺失。現(xiàn)有的聚合管理技術(shù)沒有充分考慮分布式儲(chǔ)能的多元性問題,容易導(dǎo)致分布式儲(chǔ)能出力的隨機(jī)性,進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成負(fù)面影響。一方面,綜合能源服務(wù)公司需要運(yùn)用先進(jìn)信息技術(shù),不斷提升自身的能源規(guī)劃與調(diào)度能力,進(jìn)一步打開用戶市場。另外,分布式儲(chǔ)能的聚合利用還需更完善的政策激勵(lì)機(jī)制、創(chuàng)新商業(yè)模式以及合理的調(diào)度,以實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)收益,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。另一方面,隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)的影響日益增加、合作日趨緊密,綜合能源服務(wù)企業(yè)需要充分整合內(nèi)外部資源,以規(guī)?;蜆?biāo)準(zhǔn)的管理為用戶提供全方位能源解決方案。目錄010203新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展背景概況新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢與展望儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展背景主要新型儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀-電化學(xué)儲(chǔ)能新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢儲(chǔ)能技術(shù)路線概況2022年儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能行業(yè)政策梳理-壓縮空氣儲(chǔ)能-熱儲(chǔ)能-氫儲(chǔ)能新型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀新型儲(chǔ)能行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢及展望
新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢因勢利導(dǎo),針對(duì)不同儲(chǔ)能技術(shù)特性,確定技術(shù)發(fā)展路徑儲(chǔ)能不同技術(shù)路線之間的發(fā)展水平(成熟度)差異較大。準(zhǔn)確掌握各路線發(fā)展水平對(duì)業(yè)務(wù)布局、項(xiàng)目開發(fā)決策等工作具有重要意義。壓縮空氣儲(chǔ)能氫儲(chǔ)能對(duì)于該技術(shù)路線,除了優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)氣庫資源和增效降本之外,更大容量和更為靈活的方案也是取得市場主動(dòng)權(quán)的技術(shù)關(guān)鍵。在各示范項(xiàng)目投運(yùn)后,還可結(jié)合運(yùn)行數(shù)據(jù)開發(fā)更為高效準(zhǔn)確的控制、仿真系統(tǒng)。.從消納、安全、降本三個(gè)方向入手,與新型電力系統(tǒng)高度耦合,克服新能源電力儲(chǔ)存的難題,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長周期、跨季節(jié)儲(chǔ)能,電化學(xué)儲(chǔ)能熱儲(chǔ)能其他新型儲(chǔ)能追求更大的容量、更安全的運(yùn)行與更長的壽命是電化學(xué)儲(chǔ)能的發(fā)展方向。重點(diǎn)關(guān)注多種新興技術(shù)的組合與搭配熱儲(chǔ)能技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是將熱量高效且經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為電能,在后續(xù)工作中宜結(jié)合傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢和新材料、設(shè)備研究成果,開發(fā)更為高效的熱儲(chǔ)能應(yīng)用模式。未來可從與其他儲(chǔ)能路線復(fù)合應(yīng)用的角度入手,實(shí)現(xiàn)整體性能的提升,取得較好的應(yīng)用前景。新型儲(chǔ)能行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢及展望
新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢需求帶來機(jī)會(huì),機(jī)會(huì)醞釀技術(shù),技術(shù)形成規(guī)模,規(guī)模推進(jìn)降本新能源大規(guī)模發(fā)展為儲(chǔ)能行業(yè)帶來機(jī)遇,正處于起步階段的儲(chǔ)能技術(shù)未來在需求、技術(shù)、成本上都會(huì)迎來較大的變化與發(fā)展,未來可期。十四五階段各省市新型儲(chǔ)能與風(fēng)光新能源裝機(jī)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展趨勢分析:發(fā)展目標(biāo)???需求趨勢:從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看,電力系統(tǒng)存在較大的儲(chǔ)能容量需求缺口,未來大概率可實(shí)現(xiàn)超預(yù)期增長。在高速增長的背景下,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)人應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注各項(xiàng)新型儲(chǔ)能技術(shù)通過技術(shù)層面的突破。技術(shù)趨勢:長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)中,機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、氫能等為代表的10小時(shí)以上長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)攻關(guān)將是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,以實(shí)現(xiàn)日以上時(shí)間尺度的平衡調(diào)節(jié),推動(dòng)局部電網(wǎng)形態(tài)向動(dòng)態(tài)平衡過渡。800000600000400000200000067958757850成本趨勢:以技術(shù)成熟為時(shí)間標(biāo)尺,供應(yīng)鏈和應(yīng)用規(guī)模緊隨其后實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)降本的發(fā)展模式是各項(xiàng)新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展必由之路。各省新型儲(chǔ)能目標(biāo)裝機(jī)規(guī)模MW各省風(fēng)光裝機(jī)目標(biāo)各儲(chǔ)能技術(shù)路線單位造價(jià)(單位:元/kW)20000180001600014000120001000080006000400020000190001800075007000500047504500400030006000150018752000125015001500抽水蓄能單位功率成本抽水蓄能單位能量成本壓縮空氣儲(chǔ)能單位功率成本壓縮空氣儲(chǔ)能單位能量成本鋰離子電池單位功率成本鋰離子電池單位能量成
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