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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 | 8502查看 | 2022-05-12 11:24:19    

前言


近期,國家發(fa)(fa)改委(wei)、國家能源(yuan)(yuan)局印發(fa)(fa)了《關于加快推(tui)動新型(xing)儲(chu)能發(fa)(fa)展(zhan)的(de)指導意(yi)見》《“十(shi)四五”新型(xing)儲(chu)能發(fa)(fa)展(zhan)實施(shi)方案》,超20省(sheng)也已明確儲(chu)能配置(zhi)(zhi)比例,“新能源(yuan)(yuan)+儲(chu)能”開發(fa)(fa)建設模(mo)(mo)式初顯(xian)成效,中國新型(xing)儲(chu)能進入快速發(fa)(fa)展(zhan)階段。在(zai)多(duo)元儲(chu)能體系的(de)商業(ye)化運行過程(cheng)中,電(dian)化學儲(chu)能(以(yi)鋰離子電(dian)池為(wei)主)及光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(配置(zhi)(zhi)熔鹽(yan)光熱(re)儲(chu)能)以(yi)靈(ling)活方便、技(ji)術較為(wei)成熟、較易形成規(gui)模(mo)(mo)的(de)特點在(zai)國內競爭性配置(zhi)(zhi)、大基地建設等多(duo)類項目和豐富(fu)的(de)商業(ye)場(chang)景中積極應用。


本文(wen)就電(dian)化學(xue)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(鋰(li)離子(zi)電(dian)池)及光熱(re)發電(dian)(配(pei)置熔(rong)鹽(yan)光熱(re)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng))兩(liang)類(lei)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)方(fang)式,從應用場景、技(ji)術性能(neng)(neng)、經濟(ji)造價三(san)方(fang)面進行初步比對,對這兩(liang)類(lei)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)的配(pei)置提(ti)出建議。


熔鹽光熱儲能部分


一、應用概況


近年(nian)來,高(gao)溫熔鹽蓄熱(re)在太陽能熱(re)發電的研究和應用在我(wo)(wo)國也得到(dao)了快速發展,已進入示范和推廣(guang)階段。我(wo)(wo)國先后已有青(qing)海德令哈50MW槽式、50MW塔式和甘肅(su)敦煌100MW塔式、共(gong)和50MW塔式等(deng)8個大容量(liang)熔鹽蓄熱(re)太陽能熱(re)電站相繼投(tou)運。


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表1我國(guo)部分已并網(wang)規模光熱電站項(xiang)目表


根(gen)據太陽能光熱(re)(re)產業技術(shu)創新(xin)戰略聯盟統(tong)計(ji)(ji),截至2021年底,我國太陽能熱(re)(re)發電累計(ji)(ji)裝機容量538MW(含MW級以上(shang)規模的(de)發電系(xi)統(tong))。在我國已建(jian)成的(de)太陽能熱(re)(re)發電系(xi)統(tong)中,塔式技術(shu)路(lu)線占比約(yue)60%,槽(cao)式約(yue)28%,線性菲(fei)涅耳技術(shu)(以下簡稱線菲(fei))約(yue)占12%。


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圖1我國部分已(yi)并(bing)網(wang)規模光熱電站項目表;數(shu)據來(lai)源:中(zhong)國太陽能熱發電行(xing)業藍皮書2021


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圖2我國(guo)已建成(cheng)太陽能熱(re)發(fa)電(dian)項目中的裝機(ji)技術類(lei)型;數據來(lai)源:中國(guo)太陽能熱(re)發(fa)電(dian)行業藍(lan)皮書2021


二、技術原理


近年來,隨著熔鹽儲能(neng)技術的成(cheng)(cheng)熟,儲熱系統(tong)已成(cheng)(cheng)為光熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站系統(tong)的常見組成(cheng)(cheng)部分(fen)。帶有蓄熱裝置的光熱發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong)在(zai)白天把(ba)一部分(fen)太陽能(neng)轉化成(cheng)(cheng)熱能(neng)儲存在(zai)蓄熱系統(tong)中,在(zai)傍晚之后或者電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網需要調峰的時候用于發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)以(yi)滿足(zu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網的要求,可(ke)(ke)以(yi)保證(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)輸出(chu)更加平穩和可(ke)(ke)靠,可(ke)(ke)作為新能(neng)源基地的支撐電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源。


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圖3熔鹽儲能電站系統示意圖


光熱電(dian)站的(de)(de)熱交換系統具有(you)較好的(de)(de)可(ke)控性和調(diao)節能力,能支持汽輪機(ji)組(zu)進行快(kuai)速(su)出力調(diao)節,具有(you)與燃氣機(ji)組(zu)類似的(de)(de)爬坡能力,高(gao)于普通火電(dian)機(ji)組(zu)每分(fen)鐘調(diao)節2%~5%的(de)(de)裝機(ji)容量。


光(guang)熱電站的(de)(de)(de)(de)(de)配置方案較多,不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)DNI分布情況(可利用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)),不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)鏡場面(mian)積(能(neng)量(liang)(liang)接收的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li))、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)儲(chu)熱時(shi)(shi)長(能(neng)量(liang)(liang)儲(chu)存的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li))、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)汽輪機輸出(chu)功(gong)率(能(neng)量(liang)(liang)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li))、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)度運行方式(不(bu)(bu)同(tong)(tong)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)使用(yong)(yong)分配)等(deng)均會引起光(guang)熱電站利用(yong)(yong)小時(shi)(shi)數及出(chu)力(li)(li)特(te)性的(de)(de)(de)(de)(de)變化。


三、應用場景


太(tai)陽能(neng)(neng)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)(光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian))作為可(ke)再生能(neng)(neng)源發(fa)電(dian)(dian)的一種,既保留了(le)風電(dian)(dian)、光(guang)(guang)(guang)伏清潔發(fa)電(dian)(dian)的特點(dian),又具有一定(ding)(ding)的靈活(huo)性,協(xie)調了(le)可(ke)再生能(neng)(neng)源發(fa)電(dian)(dian)利用與(yu)其出力(li)不確定(ding)(ding)性之(zhi)間(jian)的矛(mao)盾。太(tai)陽能(neng)(neng)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)由(you)聚光(guang)(guang)(guang)集熱(re)(re)、儲熱(re)(re)和發(fa)電(dian)(dian)環節(jie)(jie)構(gou)成,不同子(zi)系(xi)統之(zhi)間(jian)的能(neng)(neng)量傳遞由(you)導熱(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)實現,發(fa)電(dian)(dian)環節(jie)(jie)基本原理與(yu)常規(gui)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)組一致。光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的熱(re)(re)力(li)循環比(bi)普通火力(li)發(fa)電(dian)(dian)具有更(geng)好(hao)的可(ke)控性和調節(jie)(jie)能(neng)(neng)力(li),達(da)(da)到與(yu)燃氣(qi)機(ji)組相近的爬(pa)坡(po)速度,光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的機(ji)組最快(kuai)可(ke)達(da)(da)到16~20%PGN/min,這種快(kuai)速爬(pa)坡(po)能(neng)(neng)力(li)進一步提(ti)升了(le)可(ke)調度特性。聚光(guang)(guang)(guang)鏡場與(yu)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)能(neng)(neng)量流(liu)(liu)示意圖如下圖所示。


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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)(chu)(chu)能(neng)安全(quan)(quan)性(xing)(xing)是大容(rong)量(liang)(liang)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)的(de)一個重(zhong)要(yao)方面,帶有二元硝酸鹽的(de)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)是一種安全(quan)(quan)性(xing)(xing)較(jiao)高(gao)的(de)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)方式(shi)(shi)。目前,國內(nei)單機容(rong)量(liang)(liang)最大的(de)首航高(gao)科塔式(shi)(shi)光熱(re)電站儲(chu)(chu)(chu)電已達(da)1.7GWh;全(quan)(quan)球達(da)到(dao)了1000GWh。自1982年4月美國SOLAR ONE以來,全(quan)(quan)球669萬千(qian)瓦的(de)太(tai)陽能(neng)熱(re)發(fa)電裝機還未發(fa)生過類(lei)似鋰電爆炸等安全(quan)(quan)性(xing)(xing)事故,是一種高(gao)安全(quan)(quan)性(xing)(xing)的(de)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)方式(shi)(shi)。


五、建設條件


1.場址(zhi)區大氣透明度高,氣候干燥少雨,日(ri)照時間長,太陽能資源(yuan)豐富(fu)。選址(zhi)區域的年太陽能直射輻射(DNI)量不(bu)宜(yi)低于1600kWh/(m2?a)。


2.建設用地符合當(dang)地土地利用總體(ti)規劃,場址宜地勢(shi)開闊、平坦,無遮擋物(wu)。


3.非地(di)質災害多發區,地(di)質構(gou)造穩(wen)定,無洪澇(lao)災害。周(zhou)圍地(di)形、特殊建筑物(wu)等,無遮擋太陽光。區域地(di)形具(ju)有對霧氣、煙霧等擴散、吹散的有利條件。


4.盡(jin)量靠近主干電網,以減少新(xin)增輸(shu)(shu)電線路的(de)投資(zi)具有便利的(de)交通運輸(shu)(shu)條(tiao)件(jian)和生(sheng)產生(sheng)活(huo)條(tiao)件(jian),場址征地費用低。


5.選擇(ze)滿足(zu)光熱(re)電站供水要求的(de)場址。


六、經濟性分析


太陽(yang)能熱發(fa)電(dian)是技術(shu)和資(zi)金雙密(mi)集型行業,產業鏈長,涉及學科多,系統(tong)復雜;項目的投(tou)資(zi)受裝機容(rong)量規模、儲熱時間影響較大。根據相(xiang)關研究資(zi)料及實際工作開(kai)展情況(kuang),現(xian)收(shou)集若干經(jing)濟性測算案例以供參(can)考。


案例1——塔式(shi)和槽(cao)式(shi)光熱電站(zhan)


(1)案例來源


2021年中國(guo)(guo)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)熱發(fa)電行業藍皮書,編制單位:國(guo)(guo)家(jia)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)光熱產(chan)業技術創新戰(zhan)略聯盟(meng)、中國(guo)(guo)可再生能(neng)(neng)源學會太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)熱發(fa)電專業委員會、中關村新能(neng)(neng)源太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)熱利用(yong)技術服務中心。


(2)案例詳情


塔式光熱電站


根據(ju)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱產業技(ji)術創新戰(zhan)略聯盟委(wei)托浙江可勝技(ji)術股份(fen)有限公司編寫的(de)《太(tai)陽(yang)能(neng)熱發(fa)電(dian)成本下降路徑分析》報告,12小時(shi)儲熱100MW塔式太(tai)陽(yang)能(neng)熱發(fa)電(dian)站的(de)總投資在(zai)25~30億元之間。聚光(guang)、吸(xi)熱、儲換(huan)熱系統約占整個電(dian)站成本的(de)77%左(zuo)右,是(shi)決定太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱發(fa)電(dian)站造價高(gao)低最重要的(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)站規(gui)模變大(da),或儲(chu)能時間增(zeng)加(jia)(jia)(根據不同的(de)邊界(jie)條件(jian),儲(chu)能時間會(hui)(hui)(hui)有個最優值),定日鏡數量會(hui)(hui)(hui)相(xiang)應增(zeng)加(jia)(jia),這樣太陽島成(cheng)本(ben)所占(zhan)的(de)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)比例也(ye)會(hui)(hui)(hui)增(zeng)加(jia)(jia);但電(dian)站年利用小時數和所發電(dian)量都會(hui)(hui)(hui)有所提(ti)升,因此電(dian)站整體經濟性將(jiang)會(hui)(hui)(hui)提(ti)高,發電(dian)成(cheng)本(ben)會(hui)(hui)(hui)有所下降。


槽式光熱電站


下圖是我國某裝(zhuang)機10萬(wan)千瓦儲(chu)(chu)熱10小(xiao)時典(dian)型槽式光熱電(dian)站的投資構成圖。該電(dian)站總投資約28億元(yuan)。其中,集熱系(xi)(xi)統占(zhan)比(bi)約52%,儲(chu)(chu)熱系(xi)(xi)統占(zhan)比(bi)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)量(liang)配置角(jiao)度,太陽(yang)能(neng)(neng)熱發電站(zhan)的(de)裝機(ji)容(rong)量(liang)、儲能(neng)(neng)時長(chang)和(he)鏡場(chang)面(mian)積與電站(zhan)的(de)經濟(ji)性密切(qie)相(xiang)關。一般(ban)來說,為(wei)了儲存更(geng)長(chang)時間的(de)能(neng)(neng)量(liang),就需要增加聚光場(chang)的(de)面(mian)積,這種情(qing)況(kuang)下(xia)一次(ci)投資的(de)成本就會增加;然而由于儲能(neng)(neng)時長(chang)的(de)增加,電站(zhan)發電量(liang)將(jiang)提高,度電成本則(ze)會下(xia)降。但針對不同的(de)氣象(xiang)條件、可用(yong)土地面(mian)積和(he)電站(zhan)設(she)計等存在一個最優(you)化的(de)儲熱值。


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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)(ju)德國宇航中心(DLR)早期的(de)研究結果(如上(shang)圖所示),當儲能(neng)時(shi)長(chang)超過15小時(shi),相對(dui)于沒有儲能(neng)的(de)太陽能(neng)熱發電100%的(de)電力成本而言,度電成本將呈上(shang)升趨勢。因此,需要根據(ju)(ju)實(shi)際情況對(dui)儲能(neng)時(shi)長(chang)進行優化。


案例2——某(mou)直流通(tong)道配套電源基地綜合電價測算


通(tong)道擬采用火(huo)電(dian)、儲能作為(wei)通(tong)道的調節(jie)電(dian)源,風電(dian)、光(guang)伏發(fa)電(dian)為(wei)主力送電(dian)電(dian)源,主要承擔電(dian)量供應任務。


其中,電化學(xue)儲(chu)能造價按(an)(an)照800元(yuan)/千(qian)(qian)瓦時(shi)+200元(yuan)/千(qian)(qian)瓦,運行年限按(an)(an)照10年,年運行維(wei)護費按(an)(an)照1%計算。光熱發電工程造價單位千(qian)(qian)瓦投資有望降低(di)至22000元(yuan)/千(qian)(qian)瓦~24000元(yuan)/千(qian)(qian)瓦,發電小時(shi)為3500~4000小時(shi)時(shi),成本電價分別為0.9~1元(yuan)/千(qian)(qian)瓦時(shi)。


經初步(bu)測算,配置電(dian)化學儲能每(mei)增加(jia)100萬千(qian)瓦時(shi),將增大送端(duan)綜合發(fa)電(dian)成本(ben)0.003元(yuan)/千(qian)瓦時(shi);光(guang)熱項目每(mei)增加(jia)10萬千(qian)瓦,將增加(jia)送端(duan)發(fa)電(dian)成本(ben)0.008元(yuan)/千(qian)瓦。


電化學儲能部分


一、應用概況


根據4月中(zhong)關村儲(chu)能產業技術聯盟最新(xin)(xin)發布的(de)《儲(chu)能產業研究白皮書(shu)2022》,截(jie)至2021年(nian)底,我國已(yi)投(tou)運(yun)新(xin)(xin)型儲(chu)能累計裝機規模達到5729.7MW,同(tong)比增(zeng)長75%,其中(zhong)鋰離子電池占比接近90%。2021年(nian)新(xin)(xin)增(zeng)投(tou)運(yun)新(xin)(xin)型儲(chu)能新(xin)(xin)增(zeng)規模首次(ci)突(tu)破2GW,達到2.4GW/4.9GWh,同(tong)比增(zeng)長54%,鋰離子電池有百(bai)兆瓦級項目(mu)并網(wang)運(yun)行。


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圖1中國電力儲能(neng)市(shi)場累計裝機規模(2000-2021)| 數據來源:CNESA全(quan)球儲能(neng)項目庫(ku)


image.png圖2中國新(xin)型儲(chu)能市(shi)場(chang)累計(ji)裝(zhuang)機規模(2000-2021)| 數據(ju)來(lai)源:CNESA全球儲(chu)能項目庫


二、技術原理


電(dian)(dian)(dian)化學儲(chu)能具有能量密度高、響應(ying)時間(jian)快、維護(hu)成本(ben)低、靈活方(fang)便等優點,已成為(wei)目前(qian)大規模(mo)儲(chu)能技術(shu)的(de)(de)發展方(fang)向。其中,磷酸鐵鋰(li)由于具有安全性與循環壽命優勢、材(cai)料(liao)成本(ben)的(de)(de)誘惑,是電(dian)(dian)(dian)力儲(chu)能領域(yu)的(de)(de)熱門技術(shu)和應(ying)用最多的(de)(de)鋰(li)電(dian)(dian)(dian)技術(shu)。但是目前(qian)磷酸鐵鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池單個電(dian)(dian)(dian)芯壽命為(wei)4000次(ci),電(dian)(dian)(dian)池成組后則只有3000次(ci)左右(you),系(xi)統充放電(dian)(dian)(dian)效率(lv)約85%左右(you),1kWh的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池生(sheng)命周期內(nei)放出(chu)電(dian)(dian)(dian)量不到2500kWh。


三、應用場景


電(dian)(dian)(dian)化(hua)學儲能技術已經比較成熟,具有響應速度快、建設周期短、施工安裝易,能夠貼近負(fu)荷、各類新能源靈活(huo)配置,成本也逐年(nian)降低,在電(dian)(dian)(dian)源側(ce)(ce)、電(dian)(dian)(dian)網側(ce)(ce)及(ji)用(yong)戶側(ce)(ce)都有相(xiang)應的應用(yong)場景。


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圖5 2021年中國新增新型儲能(neng)項(xiang)目接入位(wei)置&應(ying)用場景分布 | 數據來源:CNESA全球儲能(neng)項(xiang)目庫


1.電源(yuan)(yuan)側電化學儲能(neng)結(jie)合光(guang)伏或風(feng)電發(fa)電站(zhan)建設,可提高該新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電站(zhan)的(de)(de)消納比(bi)例,減少棄風(feng)棄光(guang)給電站(zhan)帶來的(de)(de)影響。也可提高電站(zhan)調頻(pin)能(neng)力,參與電網調頻(pin)。


2.電(dian)(dian)(dian)網(wang)側儲能(neng)(neng)(neng)將(jiang)儲能(neng)(neng)(neng)配置(zhi)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)節點(dian)上,可(ke)參(can)與調峰(feng)服務,提高電(dian)(dian)(dian)網(wang)安全(quan)穩定水平,配置(zhi)在(zai)(zai)新能(neng)(neng)(neng)源送出阻(zu)(zu)塞的(de)關鍵節點(dian),可(ke)在(zai)(zai)阻(zu)(zu)塞發生時(shi)充電(dian)(dian)(dian)儲能(neng)(neng)(neng),在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)夜間(jian)需要增加電(dian)(dian)(dian)源出力時(shi)放電(dian)(dian)(dian),提升(sheng)新能(neng)(neng)(neng)源消(xiao)納能(neng)(neng)(neng)力。配置(zhi)在(zai)(zai)峰(feng)谷(gu)(gu)差較大的(de)變(bian)電(dian)(dian)(dian)站可(ke)幫助電(dian)(dian)(dian)網(wang)削峰(feng)填(tian)谷(gu)(gu),延緩(huan)電(dian)(dian)(dian)網(wang)升(sheng)級(ji)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(chu)能作用(yong)包括分(fen)時電(dian)(dian)(dian)價(jia)管理(li)(峰谷價(jia)差套利)、容量費(fei)用(yong)管理(li)、需求側響應、提高供電(dian)(dian)(dian)可(ke)靠性、以及在微電(dian)(dian)(dian)網中起到穩(wen)定系統輸出(chu)、提供備用(yong)電(dian)(dian)(dian)源、提高調度(du)靈活性、能提高現(xian)有發(fa)輸配用(yong)電(dian)(dian)(dian)設備的利用(yong)率等。


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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(guang)泛(fan)的鋰離子電(dian)池(chi)由于其固(gu)有的充放電(dian)工作(zuo)原(yuan)理,該類(lei)電(dian)化學(xue)儲(chu)能(neng)存在(zai)天然的安(an)全隱患(huan)。因生產(chan)工藝、運行(xing)操作(zuo)等(deng)原(yuan)因,國(guo)際(ji)國(guo)內已有多(duo)起(qi)(qi)鋰電(dian)池(chi)類(lei)的電(dian)化學(xue)儲(chu)能(neng)起(qi)(qi)火(huo)爆炸安(an)全事(shi)故(gu)發生。其他類(lei)型的電(dian)化學(xue)儲(chu)能(neng)也有相似(si)情況。因此,電(dian)化學(xue)儲(chu)能(neng)的建(jian)設(she)需(xu)滿(man)足(zu)防火(huo)和(he)防爆的要求(qiu)。


五、建設條件


1.電(dian)化學儲能電(dian)站(zhan)總體規(gui)劃(hua)應(ying)與當地(di)的(de)城(cheng)鎮規(gui)劃(hua)或工(gong)業區(qu)(qu)規(gui)劃(hua)相協調,宜充分利用(yong)就近的(de)交通、給排(pai)水(shui)及防(fang)洪等公用(yong)設施。站(zhan)區(qu)(qu)內設備(bei)的(de)布置(zhi)應(ying)緊湊合理,方便操作,并應(ying)設置(zhi)檢修(xiu)場地(di)及放置(zhi)備(bei)品備(bei)件、檢修(xiu)工(gong)具的(de)場所,以及相應(ying)的(de)消(xiao)防(fang)及運輸通道和起吊空間。


2.電(dian)化學儲能電(dian)站(zhan)(zhan)站(zhan)(zhan)址(zhi)(zhi)(zhi)選(xuan)(xuan)擇應根據電(dian)力系(xi)統規劃設計的(de)網絡結構、負荷分布、應用對象、應用位(wei)置、城鄉規劃、征(zheng)地拆(chai)遷的(de)要求進行,并應滿足防火和防爆要求,且應通過技(ji)術經(jing)濟比(bi)較(jiao)選(xuan)(xuan)擇站(zhan)(zhan)址(zhi)(zhi)(zhi)方案。站(zhan)(zhan)址(zhi)(zhi)(zhi)應有方便、經(jing)濟的(de)交通運輸條件,與站(zhan)(zhan)外(wai)公路連接應短捷,且工程(cheng)量小;站(zhan)(zhan)址(zhi)(zhi)(zhi)宜(yi)靠近可靠的(de)水源(yuan)。


六、經濟性分析


根據相關(guan)研究,延長電池(chi)壽(shou)(shou)命是(shi)LCOS下(xia)降的核心影響因(yin)素(su)。根據寧德時代估算,對于6000次儲能系(xi)統,若電池(chi)壽(shou)(shou)命延長到10000次,LCOS可下(xia)降60%以上(shang)。同時,降低損耗是(shi)降本的有效路徑,具體包括提(ti)升(sheng)能量(liang)效率、改善冷卻方式(shi)、提(ti)升(sheng)能量(liang)密度等。


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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(liao)及實際工(gong)作開展情況,現收集若(ruo)干(gan)經(jing)濟性測算案例以供參考。


案例1——儲能(neng)系統成本簡單計(ji)算


(1)案例來源


2021年11月武漢儲(chu)(chu)能會議(yi),水發興業能源(yuan)(珠(zhu)海)有(you)限公司李晟主(zhu)講《儲(chu)(chu)能應用(yong)技(ji)術(shu)發展(zhan)困境與思考》


(2)案例詳情


目前磷酸鐵鋰(li)電(dian)池單個電(dian)芯壽(shou)命(ming)為4000次,電(dian)池成(cheng)組后(hou)則只有3000次左右,容量從(cong)100%到80%損耗,系統85%左右的(de)充放電(dian)效率,1kWh的(de)電(dian)池生命(ming)周(zhou)期內放出電(dian)量不到2500kWh。


假(jia)如(ru)收入(ru)為0.8元(yuan)/度電(dian)(目(mu)前所謂(wei)的(de)可(ke)以賺錢(qian)的(de)峰谷(gu)差),則毛收入(ru)為2000元(yuan),加上(shang)運維費(fei)用,稅(shui)費(fei)等損耗,1kWh儲(chu)能系統成本如(ru)果在1500元(yuan)以上(shang)就會賠錢(qian)。


案例2——光伏+電(dian)化學儲能


(1)案例來源


2021年11月(yue)武漢儲(chu)能會(hui)議,浙江浙能技術研究院馬福元主講《電化學儲(chu)能助(zhu)力碳中和》


(2)案例詳情


2021年電(dian)(dian)化學儲能系統成本約1.5元(yuan)/Wh左右,是(shi)儲能經(jing)濟(ji)(ji)性的(de)拐點,大電(dian)(dian)站配儲在某些地區具(ju)備較強(qiang)的(de)經(jing)濟(ji)(ji)性。假設(she)光伏電(dian)(dian)站100MW的(de)運營規(gui)模,配儲20%*2h,循環次(ci)數為7000次(ci),每天充放電(dian)(dian)一(yi)次(ci),按照配儲后電(dian)(dian)站4.5元(yuan)/W的(de)綜合成本計算:一(yi)類(lei)(lei)地區發電(dian)(dian)小(xiao)時1100h,上網(wang)電(dian)(dian)價(jia)為0.51元(yuan)/kWh,具(ju)備經(jing)濟(ji)(ji)性;二類(lei)(lei)地區發電(dian)(dian)小(xiao)時為1300h,上網(wang)電(dian)(dian)價(jia)為0.42元(yuan)/kWh,具(ju)備經(jing)濟(ji)(ji)性;三類(lei)(lei)地區發電(dian)(dian)小(xiao)時為1600h,上網(wang)電(dian)(dian)價(jia)為0.36元(yuan)/kWh,具(ju)備經(jing)濟(ji)(ji)性。


image.png圖(tu)9不同場景下大電站配儲經濟性彈性測算 | 數據(ju)來(lai)源:中國能源網


工作建議


1.根據現階段儲(chu)能(neng)裝備的(de)發(fa)(fa)展現狀和發(fa)(fa)展趨勢(shi),“十(shi)四五”期間,電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)儲(chu)能(neng)仍是電(dian)(dian)(dian)(dian)網電(dian)(dian)(dian)(dian)源側(ce)、電(dian)(dian)(dian)(dian)網測(ce)、用戶側(ce)的(de)儲(chu)能(neng)發(fa)(fa)展主力軍,并隨著未(wei)來(lai)技(ji)術(shu)進步(bu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)池成本降低,液流電(dian)(dian)(dian)(dian)池以及鈉硫(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)規模化(hua)應用,電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)儲(chu)能(neng)會在未(wei)來(lai)電(dian)(dian)(dian)(dian)網調峰中發(fa)(fa)揮巨大(da)作(zuo)用。建(jian)議(yi)在“風光(guang)火儲(chu)”“風光(guang)水(shui)儲(chu)”等已經具備良好電(dian)(dian)(dian)(dian)網調峰調頻的(de)一體化(hua)項(xiang)目中配置電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)儲(chu)能(neng),并積極應用除鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池以外效(xiao)率更高、循環壽命更長的(de)新(xin)技(ji)術(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池,不(bu)僅保證收(shou)益(yi),也能(neng)在具備充足的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)網系統調節資(zi)源前(qian)提下,充分(fen)發(fa)(fa)揮電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)儲(chu)能(neng)的(de)作(zuo)用。


2.依托(tuo)千(qian)萬千(qian)瓦級(ji)可再生能源基地的(de)開(kai)發,聯(lian)合(he)當地政府開(kai)發共享儲(chu)(chu)能,并以集中建(jian)設開(kai)發降低建(jian)設和運(yun)維成本,以專(zhuan)業的(de)技術(shu)團隊力量(liang)保障電化(hua)學儲(chu)(chu)能電站的(de)安全。


3.在(zai)特高(gao)壓直流(liu)配(pei)(pei)套電(dian)(dian)源建設(she)基地(di),積(ji)極布局電(dian)(dian)化學儲能和光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian),在(zai)經濟(ji)賬算得過來的前(qian)提(ti)上(shang),多配(pei)(pei)置(zhi)儲能時(shi)長較長的光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian),以規模降(jiang)低度電(dian)(dian)成本。


4.對具(ju)有豐富的太陽(yang)能資源和大面積的荒漠化(hua)土地,或源網荷儲一(yi)體化(hua)示范項目(mu)中,可繼續(xu)示范性發展(zhan)一(yi)批光熱電站項目(mu),并(bing)持續(xu)探索更加優化(hua)的商業模式。


5.當前在基(ji)地(di)建設和通道建設當中,電(dian)化學儲(chu)能(neng)和光熱發電(dian)應(ying)對的(de)主要(yao)應(ying)用(yong)場景不(bu)同。電(dian)化學儲(chu)能(neng)主要(yao)適用(yong)于(yu)中短期儲(chu)能(neng)配(pei)(pei)套(一般為4小(xiao)時以下),成本基(ji)本成線性變(bian)化,裝機和儲(chu)電(dian)量的(de)配(pei)(pei)置較(jiao)為固定;熔鹽儲(chu)熱可(ke)用(yong)于(yu)中長(chang)期儲(chu)能(neng)(6小(xiao)時以上(shang)),容量越大時成本越低(di),裝機和儲(chu)電(dian)量的(de)配(pei)(pei)置較(jiao)為靈活。因此,可(ke)根據實(shi)際(ji)需(xu)求和不(bu)同儲(chu)能(neng)形式的(de)特點開展規劃工作,并考慮和探索多(duo)元混(hun)合儲(chu)能(neng)的(de)配(pei)(pei)置方法。


參考文(wen)獻:《2022儲能(neng)(neng)產業研(yan)究白皮(pi)書》(摘要版)/中(zhong)國太陽能(neng)(neng)熱(re)發電行業藍皮(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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