在近日召開的“第六屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”上，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合發(fā)布《中國(guó)儲(chǔ)能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告(2016年)》（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）。
《報(bào)告》指出，預(yù)計(jì)在“十三五”期間,國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)。2018年前,將是先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)示范應(yīng)用階段。2020年將在用戶側(cè)大力推廣先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用。2030年,將會(huì)普及應(yīng)用先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)解決方案。
從市場(chǎng)趨勢(shì)來(lái)看，預(yù)計(jì)到2020年底,國(guó)內(nèi)電力輔助市場(chǎng)、基站備用電源、風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲(chǔ)能等六大領(lǐng)域配套儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到53GW,未來(lái)五年年復(fù)合增長(zhǎng)率9.5%。
從六大領(lǐng)域的配套儲(chǔ)能情況來(lái)看,預(yù)計(jì)到2020年底,電力輔助市場(chǎng)、基站備用電源、風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲(chǔ)能等六大領(lǐng)域配套儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量分別為25GW、21GW、6.2GW、364MW、228MW和42MW,前三大領(lǐng)域占據(jù)市場(chǎng)98.8%的份額。
從技術(shù)趨勢(shì)來(lái)看，從配套儲(chǔ)能電池的技術(shù)來(lái)看,預(yù)計(jì)到2020年底,國(guó)內(nèi)物理儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量約31GW,占比58.8%,仍將以抽水蓄能為主;化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量約22GW,市場(chǎng)占比41.2%。具體到目前的八種儲(chǔ)能技術(shù)趨勢(shì)：
1、抽水蓄能
抽水儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成熟,其處于大規(guī)模推廣應(yīng)用階段,目前國(guó)內(nèi)山東、新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙古等多地都有抽水蓄電站建設(shè)計(jì)劃,預(yù)計(jì)2020年前后將投入運(yùn)行。
抽水蓄能主要受地理環(huán)境影響較大,項(xiàng)目選址論證、項(xiàng)目建設(shè)周期非常長(zhǎng),一般都在十年左右,不過(guò)單個(gè)項(xiàng)目規(guī)模大,一般都在GW級(jí)。
2、CAES
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)包括超臨界空氣儲(chǔ)能技術(shù)、帶儲(chǔ)熱的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、液態(tài)空氣儲(chǔ)能、與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、與可再生能源的耦合的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)等。
2020年之前實(shí)現(xiàn)10MW/100MWh和100MW/800MWh超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)突破,并進(jìn)行產(chǎn)品示范應(yīng)用,2025年之前實(shí)現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用推廣。
3、飛輪
2020年之前,國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)⒓泄リP(guān)1MW/1000MJ飛輪儲(chǔ)能陣列機(jī)組技術(shù),2025年之前實(shí)現(xiàn)示范推廣應(yīng)用,爭(zhēng)取2030年之前實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化應(yīng)用推廣。
4、SAMES
超導(dǎo)磁儲(chǔ)能由于裝置采用超導(dǎo)結(jié)構(gòu),儲(chǔ)能狀態(tài)下裝置損耗很小,因而效率比常規(guī)裝置高(95%左右)。同時(shí)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能速度快,能實(shí)現(xiàn)快速的有功、無(wú)功功率補(bǔ)償,對(duì)于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制低頻蕩、改善供電品質(zhì)都有良好的應(yīng)用前景,也能應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等功率輸出不穩(wěn)定的系統(tǒng)以提高其并網(wǎng)性能。
2020年之前,超導(dǎo)磁儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)以及基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng),2025年之前實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)示范及推廣應(yīng)用,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的試驗(yàn)范,2030年之前爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)新型超導(dǎo)磁儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。
5、超級(jí)電容器
盡管超級(jí)電容器擁有高功率、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但比容量低帶來(lái)的容量小缺點(diǎn),制約了其在電力輔助服務(wù)、備用電源、風(fēng)光發(fā)電等大規(guī)模儲(chǔ)能、長(zhǎng)時(shí)間電力存儲(chǔ)等領(lǐng)域獨(dú)立應(yīng)用的前景,多作為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)參與,用于出力平抑等。隨著大容量超級(jí)電容器技術(shù)突破,其在電力輔助調(diào)頻領(lǐng)域具有較大應(yīng)用前景。
2020年之前,超級(jí)電容器領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)10MW級(jí)超級(jí)電容器儲(chǔ)能技術(shù),以及基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng),2025年之前實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)示范及推廣應(yīng)用,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的試驗(yàn)示范,2030年之前爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)新型超導(dǎo)磁儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。
6、鋰離子電池
鋰離子電池是未來(lái)最具發(fā)展前景的儲(chǔ)能電池。鋰電池的比能量高,環(huán)境友好,是綜合性能較為優(yōu)異的電池。鋰電池產(chǎn)業(yè)在我國(guó)已經(jīng)具備完善的產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)業(yè)化成熟度較高,目前在基站后備電源、新能源汽車充電站、家庭儲(chǔ)能、分布式及微電網(wǎng)領(lǐng)域、電力輔助服務(wù)中的削峰填谷等領(lǐng)域都有應(yīng)用,目前成本仍有點(diǎn)降低,同時(shí)產(chǎn)品的安全性問(wèn)題需要進(jìn)一步提升。
2020年之前,鋰電池儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)100MW高安全性、低成本、長(zhǎng)壽命鋰離子電池電池儲(chǔ)能技術(shù),2025年之前實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的試驗(yàn)示范,并嘗試推向市場(chǎng),2030年之前爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)全面市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。
7、液流電池
2020年之前,全釩液流電池領(lǐng)域重點(diǎn)攻關(guān)100MW級(jí)全釩液流電池區(qū)域儲(chǔ)能電站技術(shù),并推向試驗(yàn)示范;2025年之前實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。
2020年之前,鈉硫電池儲(chǔ)能領(lǐng)域重點(diǎn)攻關(guān)10MW級(jí)以上大容量鈉硫電池儲(chǔ)能技術(shù),2025年之前實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的試驗(yàn)示范,并嘗試推向市場(chǎng),2030年之前實(shí)現(xiàn)全面市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。
8、儲(chǔ)熱儲(chǔ)能
國(guó)內(nèi)分布式光熱還存在以下一些技術(shù)難題需要解決和突破。首先,聚焦和跟蹤技術(shù)。目前無(wú)論是哪種分布式光熱系統(tǒng),首要的便是聚焦系統(tǒng),或者也稱為鏡場(chǎng),分布式光熱系統(tǒng)對(duì)聚焦的要求相當(dāng)高,對(duì)光斑的尺寸和聚焦點(diǎn)的精度均有嚴(yán)格要求,目前該方面的技術(shù)亟待深化;其次,傳熱和儲(chǔ)能技術(shù)。由于分布式光熱系統(tǒng)的溫度較高,槽式可以達(dá)到400度,碟式系統(tǒng)可以達(dá)到650度,而塔式甚至可以達(dá)到1000度,所以對(duì)傳熱和儲(chǔ)能介質(zhì)的要求特別高,該方面技術(shù)還需要突破,如高參數(shù)的熔融鹽等;最后,關(guān)鍵的發(fā)電設(shè)備。
這里特別是指碟式系統(tǒng)的斯特林發(fā)電系統(tǒng),碟式系統(tǒng)作為分布式系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣闊前景,因?yàn)槠鋯挝惑w積小,用水量很少,以及可以直接輸出交流電流,但是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的整體技術(shù)還沒(méi)有掌握,需要突破其核心部件和相關(guān)技術(shù)。
2020年之前,積極推動(dòng)分布式能源系統(tǒng)中的大容量?jī)?chǔ)熱/儲(chǔ)冷系統(tǒng)的試驗(yàn)示范,爭(zhēng)取2025年之前實(shí)現(xiàn)全面的市場(chǎng)化應(yīng)用;高溫儲(chǔ)熱領(lǐng)域,2020年之前重點(diǎn)攻關(guān)新型高溫儲(chǔ)熱技術(shù),2025年之前重點(diǎn)攻關(guān)大容量熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)。
