国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

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 | 11256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。


目前各路(lu)線中,抽水蓄能(neng)(neng)市(shi)場滲透率(lv)最高(gao)(gao)、經(jing)濟(ji)性最強,但受(shou)選址條(tiao)件(jian)限(xian)制,預(yu)計未(wei)來成本將會上(shang)升(sheng);壓縮空(kong)氣儲(chu)能(neng)(neng)在一定(ding)程(cheng)度上(shang)仍受(shou)自然(ran)資源限(xian)制,經(jing)濟(ji)性與(yu)選址靈活性不可兼得;熔鹽儲(chu)熱(re)及氫儲(chu)能(neng)(neng)初始投資成本較(jiao)高(gao)(gao)、系統轉化效率(lv)較(jiao)低,度電(dian)成本仍處(chu)于相對高(gao)(gao)位;與(yu)其他路(lu)線相比,釩電(dian)池在應用場景(jing)、儲(chu)能(neng)(neng)時間尺度及經(jing)濟(ji)性等(deng)方面(mian)綜合優(you)勢突出。


1、抽水蓄能


已處大(da)規模商用階段(duan),技術最為成熟但(dan)發展空間有限,優質建站資源趨于飽和,未來(lai)或(huo)將面臨(lin)度(du)電成本上升、裝機占比(bi)降低。


工作原理:電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)與重(zhong)力(li)勢(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)的相互(hu)轉(zhuan)換(huan)。抽蓄(xu)電(dian)(dian)站(zhan)建有(you)上下兩(liang)個水(shui)(shui)(shui)庫(ku),用電(dian)(dian)低谷時將(jiang)水(shui)(shui)(shui)從下水(shui)(shui)(shui)庫(ku)抽送至(zhi)(zhi)上水(shui)(shui)(shui)庫(ku)實現能(neng)(neng)(neng)量(liang)存儲(電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)→重(zhong)力(li)勢(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)),用電(dian)(dian)高峰時將(jiang)上水(shui)(shui)(shui)庫(ku)的水(shui)(shui)(shui)排放至(zhi)(zhi)下水(shui)(shui)(shui)庫(ku)實現放電(dian)(dian)(重(zhong)力(li)勢(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)→電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)),抽蓄(xu)電(dian)(dian)站(zhan)容量(liang)與水(shui)(shui)(shui)庫(ku)間落差及水(shui)(shui)(shui)庫(ku)容積(ji)成正(zheng)比(bi)。


應用場景:主要作為(wei)供電(dian)或(huo)調峰電(dian)源,受選址限制(zhi),與(yu)風光等可再(zai)生(sheng)能源發電(dian)項目無法完(wan)全(quan)匹配(如(ru)我國西(xi)北地區)。


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(zhi)建(jian)站(zhan)資源趨于飽(bao)和:抽水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)對建(jian)設選址(zhi)要(yao)求極(ji)高,建(jian)壩應盡(jin)量(liang)靠近水(shui)源及(ji)電站(zhan)、基(ji)巖需無(wu)(wu)集(ji)中滲(shen)漏風險,同時(shi)為(wei)(wei)節(jie)約(yue)建(jian)設成(cheng)本(ben),上下(xia)水(shui)庫之間(jian)的距高比(bi)(水(shui)平距離(li)與(yu)垂直高度比(bi)值)較小為(wei)(wei)宜;②建(jian)設周(zhou)期(qi)漫長,或無(wu)(wu)法(fa)匹(pi)(pi)配風光裝機(ji)(ji)增速:抽水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)電站(zhan)建(jian)設期(qi)約(yue)7~10年(nian),無(wu)(wu)法(fa)匹(pi)(pi)配風光裝機(ji)(ji)快速增長所帶來的消納及(ji)調峰調頻等需求。


儲能市場裝機占比:商(shang)業化成熟(shu)階段,存(cun)量(liang)市(shi)場(chang)占(zhan)比(bi)(bi)(bi)下(xia)(xia)降,增(zeng)(zeng)量(liang)市(shi)場(chang)略高于(yu)新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)。受(shou)(shou)制(zhi)于(yu)新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技術快速發展(zhan),抽(chou)(chou)水(shui)(shui)蓄能(neng)(neng)(neng)在存(cun)量(liang)裝(zhuang)機(ji)市(shi)場(chang)中(zhong)的(de)占(zhan)比(bi)(bi)(bi)有(you)所(suo)下(xia)(xia)降。2022年(nian)底全球/中(zhong)國(guo)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)市(shi)場(chang)累計裝(zhuang)機(ji)規(gui)模(mo)分(fen)別(bie)(bie)為(wei)237.2GW/59.8GW,抽(chou)(chou)水(shui)(shui)蓄能(neng)(neng)(neng)在全球及(ji)中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)中(zhong)的(de)裝(zhuang)機(ji)占(zhan)比(bi)(bi)(bi)分(fen)別(bie)(bie)為(wei)79.3%/77.1%,與2021年(nian)相比(bi)(bi)(bi)分(fen)別(bie)(bie)下(xia)(xia)降6.8/8.3pct。2022年(nian)中(zhong)國(guo)新增(zeng)(zeng)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)機(ji)16.5GW,其中(zhong)抽(chou)(chou)水(shui)(shui)蓄能(neng)(neng)(neng)、新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)機(ji)分(fen)別(bie)(bie)為(wei)9.1GW/7.3GW,占(zhan)比(bi)(bi)(bi)分(fen)別(bie)(bie)為(wei)55.2%/44.2%。由于(yu)抽(chou)(chou)水(shui)(shui)蓄能(neng)(neng)(neng)技術進(jin)步空間相對有(you)限(xian)、發展(zhan)受(shou)(shou)自然資源約束較強,未(wei)來其在儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)市(shi)場(chang)中(zhong)的(de)滲透(tou)率或(huo)將進(jin)一步下(xia)(xia)降。


image.png


經濟性:抽蓄電(dian)站(zhan)初(chu)(chu)始投資(zi)較大,全生(sheng)命(ming)(ming)周期(qi)度(du)(du)電(dian)成(cheng)本(ben)隨優(you)質選址資(zi)源(yuan)趨于飽(bao)和(he)而上(shang)升。以1200MW/6000MWh抽水蓄能電(dian)站(zhan)為(wei)例,其(qi)初(chu)(chu)始投資(zi)成(cheng)本(ben)約(yue)為(wei)6025~8780元(yuan)(yuan)/KW,若使用壽命(ming)(ming)為(wei)50年(nian),不考慮充電(dian)成(cheng)本(ben),其(qi)全生(sheng)命(ming)(ming)周期(qi)度(du)(du)電(dian)成(cheng)本(ben)約(yue)0.31~0.40元(yuan)(yuan)/KWh;未來隨著優(you)質建(jian)站(zhan)資(zi)源(yuan)趨于飽(bao)和(he),LCOE將隨之上(shang)升;此(ci)外(wai),抽水蓄能產(chan)業鏈已(yi)實現(xian)高度(du)(du)國產(chan)化,與其(qi)他(ta)儲能路線相比,其(qi)在設備端的降本(ben)空間相對有限。


image.png


2、熔鹽儲熱


熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)能通過(guo)加熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽(yan)實現(xian)對熱(re)(re)能的存儲(chu)(chu)(chu),在供電時利用高(gao)溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)換熱(re)(re)產生的高(gao)溫(wen)高(gao)壓蒸(zheng)汽推動(dong)汽輪機(ji)組(zu)發電。熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)是大規模中(zhong)高(gao)溫(wen)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)的主(zhu)流(liu)技術方向。儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)技術可分為顯熱(re)(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)、相變儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)和熱(re)(re)化學儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)三類。


熔(rong)鹽儲能系(xi)統由熔(rong)鹽、熔(rong)鹽罐、電(dian)加熱等部(bu)分構成,目(mu)前(qian)產(chan)業鏈(lian)條較為完整(zheng)但商業化經驗有待進一步提升。熔(rong)鹽儲熱系(xi)統通常(chang)與光熱發(fa)電(dian)聯系(xi)在一起,隨著光熱電(dian)站的(de)建(jian)設,熔(rong)鹽儲能需求有望快速(su)增加。


工作原理:“熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)+熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)放(fang)(fang)熱(re)(re)”構成(cheng)一次(ci)儲(chu)(chu)(chu)能循(xun)環。熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)時(shi),熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)罐(冷鹽(yan)(yan)(yan)罐)中(zhong)的低溫熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)進(jin)入(ru)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)電(dian)(dian)加熱(re)(re)器,利(li)用(yong)(yong)風電(dian)(dian)、光伏(fu)、夜(ye)間(jian)低谷電(dian)(dian)加熱(re)(re),加熱(re)(re)后回到熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)罐(熱(re)(re)鹽(yan)(yan)(yan)罐)中(zhong)存儲(chu)(chu)(chu);熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)放(fang)(fang)熱(re)(re)時(shi),高溫熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)進(jin)入(ru)換熱(re)(re)系統與水進(jin)行(xing)換熱(re)(re)用(yong)(yong)于供(gong)(gong)暖或(huo)生(sheng)成(cheng)蒸汽用(yong)(yong)作(zuo)工(gong)(gong)業蒸汽或(huo)用(yong)(yong)于發(fa)電(dian)(dian)等。熔(rong)(rong)融鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)主(zhu)要用(yong)(yong)于光熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)、火電(dian)(dian)靈活性改造、清潔供(gong)(gong)熱(re)(re)、工(gong)(gong)業蒸汽等領域,其中(zhong)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)及火電(dian)(dian)靈活性改造為主(zhu)要應用(yong)(yong)領域。


光熱電站工作原理:太陽(yang)能(neng)(neng)→熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)→機械(xie)能(neng)(neng)→電(dian)能(neng)(neng)。光(guang)熱(re)(re)(re)發電(dian)原理為通過反(fan)射鏡將光(guang)照匯聚到太陽(yang)能(neng)(neng)收集(ji)裝(zhuang)置中,利(li)用太陽(yang)能(neng)(neng)加熱(re)(re)(re)收集(ji)裝(zhuang)置內的熔鹽(yan),最后通過加熱(re)(re)(re)后的熔鹽(yan)傳遞熱(re)(re)(re)量(liang)加熱(re)(re)(re)蒸汽,推動發電(dian)機發電(dian)。


應用場景:1)熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)與可再(zai)生能(neng)(neng)源的深度融合:熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)技術(shu)可助(zhu)力可再(zai)生能(neng)(neng)源實(shi)現更穩定、更高效的能(neng)(neng)源供給。主流的形式為光(guang)熱(re)熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)電站+風電/光(guang)伏的混合型一體(ti)化基地開發。


2)熔(rong)鹽儲能在火電靈活改(gai)造、工業(ye)蒸(zheng)汽(qi)生產中具備很大發(fa)展潛力:伴隨其技術(shu)和供應鏈的成熟,在峰谷電價(jia)差持續拉大,谷電價(jia)格進一(yi)步下調的背景下,熔(rong)鹽儲能技術(shu)在工業(ye)蒸(zheng)汽(qi)市場的商(shang)業(ye)化,將全面鋪(pu)開。


image.png


優勢:1)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)規(gui)模大:熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)規(gui)模通(tong)常在幾(ji)十(shi)兆瓦到幾(ji)百兆瓦之間;2)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)時間長(chang):熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)可以(yi)實現單日10小時以(yi)上的(de)(de)(de)儲(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)能(neng)力,已投運的(de)(de)(de)敦煌(huang)百兆瓦熔(rong)(rong)鹽(yan)塔式(shi)光熱(re)電站的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)時長(chang)為11個小時;3)壽命(ming)(ming)長(chang):熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)項目壽命(ming)(ming)可達25年以(yi)上;4)環保安全:不產生任何污(wu)染(ran)物排放。


劣勢:1)成本(ben)較(jiao)高(gao):目前(qian)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)能(neng)的(de)(de)平準化度電成本(ben)約為 0.8元/kWh左(zuo)右(特指電→熱→電轉化應用(yong)(yong)下的(de)(de)成本(ben));2)能(neng)量利用(yong)(yong)率(lv)較(jiao)低(di)(di):在換熱系統中高(gao)溫熔(rong)鹽(yan)與水(shui)換熱,產生(sheng)水(shui)蒸氣(qi),驅動渦輪機工作(zuo)階段的(de)(de)能(neng)量浪(lang)費較(jiao)多,效率(lv)較(jiao)低(di)(di)。如果利用(yong)(yong)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)電再放電,需(xu)要經(jing)過電→熱→電的(de)(de)轉化,導致其利用(yong)(yong)率(lv)較(jiao)低(di)(di);3)熔(rong)鹽(yan)具有一(yi)定的(de)(de)腐蝕(shi)性:熔(rong)鹽(yan)中含有的(de)(de)氯化鹽(yan)、碳(tan)酸(suan)鹽(yan)、硝酸(suan)鹽(yan)對(dui)熔(rong)融罐、管(guan)道等設備(bei)具有一(yi)定腐蝕(shi)作(zuo)用(yong)(yong),需(xu)要采用(yong)(yong)一(yi)定的(de)(de)措施降低(di)(di)其腐蝕(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)熱發電示范(fan)項(xiang)目(mu)正式啟動,均配(pei)置了熔(rong)鹽(yan)儲能系統(tong)。截至目(mu)前,國內(nei)共有8個總裝機規模為(wei)500MW的商(shang)業化光(guang)熱電站并(bing)網投(tou)運。

2021年(nian)起(qi),我國掀起(qi)風(feng)(feng)光(guang)大(da)(da)基地項目(mu)開(kai)發(fa)熱(re)潮,和國家首批(pi)光(guang)熱(re)發(fa)電示范項目(mu)的最大(da)(da)不同點(dian)是,本輪項目(mu)采用風(feng)(feng)光(guang)熱(re)儲(chu)互補的方式開(kai)發(fa),對(dui)光(guang)熱(re)項目(mu)的定位(wei)是作為大(da)(da)基地項目(mu)的靈活調節(jie)電源(yuan),熔鹽儲(chu)能在其(qi)中的核心地位(wei)進一步凸顯(xian)。

據CSPPLAZA統(tong)計(ji),截至目(mu)(mu)前,青海、甘肅、新疆(jiang)、內蒙古、西藏(zang)、吉林等地已有(you)超4GW在建(jian)(jian)/擬開發(fa)光(guang)(guang)熱發(fa)電項(xiang)(xiang)目(mu)(mu),其中總計(ji)28個(ge)、含光(guang)(guang)熱裝機近3GW的一(yi)批風(feng)光(guang)(guang)熱一(yi)體化項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)已進入建(jian)(jian)設(she)階段,這些項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)也均將配置(zhi)熔鹽儲(chu)熱系統(tong),預計(ji)從2023年底開始,這些項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)將陸續并網投運。

在光熱(re)(re)發電市(shi)場高(gao)歌猛進的(de)同時,具(ju)有低成本、長壽命、儲(chu)能容(rong)量大(da)、占地面積小、建設周期短、適用(yong)范(fan)圍廣、環(huan)境友好、安(an)全性高(gao)等(deng)優勢的(de)熔鹽儲(chu)熱(re)(re)技(ji)術在火(huo)電靈活性改造、綠電供熱(re)(re)等(deng)領域(yu)的(de)應用(yong)市(shi)場也逐漸打(da)開,一(yi)批標志性項目(mu)相繼落地。

經濟性:

熔(rong)鹽儲能的經濟性分(fen)析,需要根據其(qi)應用場景具體分(fen)析。

1)主要應用場(chang)景之光熱熔鹽儲能

以(yi)當前主流(liu)的風(feng)光大基地(di)項目中(zhong)的光熱(re)熔鹽儲(chu)能(neng)電站為例(li):

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(chu)熱(re)8小時塔式光熱(re)電站投資組成(cheng)(來源:可勝技術)


如果按2023年3月底,國家能源(yuan)局(ju)發(fa)(fa)(fa)布(bu)的(de)《關于推動光(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電規模化發(fa)(fa)(fa)展有關事項的(de)通知》的(de)要求,原(yuan)則上(shang)每10萬(wan)kW電站的(de)鏡(jing)(jing)場面積不少于80萬(wan)㎡。上(shang)述10萬(wan)kW裝(zhuang)機(ji)、8小(xiao)時儲熱(re)(re)(re)的(de)塔式光(guang)熱(re)(re)(re)電站在(zai)(zai)80萬(wan)㎡鏡(jing)(jing)場配置下(xia),在(zai)(zai)理(li)想(xiang)情況下(xia),據(ju)可(ke)勝技術(shu)的(de)預(yu)測,到2030年,由(you)于規模化發(fa)(fa)(fa)展帶來的(de)造價整體降(jiang)(jiang)低(di)可(ke)達13.19%~16.68%,發(fa)(fa)(fa)電量不變的(de)情況下(xia),度電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)將(jiang)降(jiang)(jiang)低(di)至0.71~0.74元(yuan)/kWh;隨著(zhu)技術(shu)的(de)革新,設(she)備(bei)初投資將(jiang)會降(jiang)(jiang)低(di),系統效率和發(fa)(fa)(fa)電量將(jiang)會進(jin)一步提(ti)升(sheng),度電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)可(ke)進(jin)一步降(jiang)(jiang)低(di)15%-20%,度電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)將(jiang)低(di)至0.56~0.63元(yuan)/kWh左右。


image.png

來源:可勝技術

如(ru)上圖,聚光、吸熱(re)(re)、儲能系(xi)統(tong)占(zhan)據光熱(re)(re)電(dian)(dian)站初始投(tou)資的(de)主要部分,約占(zhan)整(zheng)個電(dian)(dian)站成(cheng)本的(de)60%左右,是決定光熱(re)(re)電(dian)(dian)站造價高低最重要的(de)因素。如(ru)果(guo)單(dan)純(chun)地(di)計算光熱(re)(re)發電(dian)(dian)系(xi)統(tong)中熔鹽儲能的(de)成(cheng)本,約為(wei)250元/kWht,600元/kWhe。

2)熔鹽儲能在其(qi)他場景下的應用成(cheng)本

參考部分已投運項目的實際數據,我們(men)可以粗略估(gu)算熔鹽(yan)儲能技(ji)術的火(huo)電靈活(huo)性調峰改造、工業供(gong)熱(re)、綠色供(gong)電等場景(jing)下(xia)的投資成本【注:目前該領域仍在商(shang)業化(hua)初(chu)期(qi)探索(suo)階段(duan),對于造價影響因素(su)較多且機(ji)制相(xiang)對復雜,不(bu)同項目差異(yi)較大(da),以下(xia)數據僅(jin)供(gong)參考】。



1.jpg


3、壓縮空氣


度(du)電(dian)成本與抽蓄水平相當,選址靈活性(xing)與經濟性(xing)不(bu)可兼得。


工作原理:電能與空(kong)氣(qi)內能的相互轉化。用(yong)電低谷時段使(shi)用(yong)電能將(jiang)空(kong)氣(qi)壓(ya)縮存(cun)儲(chu)于洞穴或容器中實(shi)現能量存(cun)儲(chu)(電能→空(kong)氣(qi)內能),用(yong)電高峰(feng)時段釋放高壓(ya)空(kong)氣(qi)、驅動渦輪機實(shi)現放電。


image.png


儲庫形式:主要包(bao)括高(gao)壓(ya)(ya)氣(qi)罐(guan)(guan)(guan)、低(di)溫(wen)儲罐(guan)(guan)(guan)、廢舊礦洞(dong)、新建洞(dong)穴(xue)(xue)、鹽(yan)(yan)穴(xue)(xue)等。其中:①鹽(yan)(yan)穴(xue)(xue)儲氣(qi)庫容量大、單位投資(zi)低(di)但選(xuan)址局限(xian)強(我國主要分布(bu)于(yu)長江中下游、山東及廣東等地,與(yu)風(feng)光分布(bu)的(de)匹(pi)配度(du)較低(di)),鹽(yan)(yan)巖具有(you)極強的(de)蠕變特性,鹽(yan)(yan)穴(xue)(xue)儲氣(qi)庫長期運(yun)行后體積可能(neng)會(hui)減少(shao);②舊洞(dong)改造、新建洞(dong)穴(xue)(xue)選(xuan)址較鹽(yan)(yan)穴(xue)(xue)靈活,但單位投資(zi)略高(gao)于(yu)鹽(yan)(yan)穴(xue)(xue),且舊洞(dong)改造存在受礦井水、有(you)毒有(you)害氣(qi)體危(wei)害的(de)風(feng)險(xian);③地上儲庫(高(gao)壓(ya)(ya)氣(qi)罐(guan)(guan)(guan)、低(di)溫(wen)儲罐(guan)(guan)(guan))可完全突(tu)破選(xuan)址限(xian)制但價格昂貴,一般用(yong)于(yu)中小(xiao)型電站,目前多處于(yu)試驗階(jie)段。


應用場景:主(zhu)要用(yong)于削峰填谷、電(dian)源(yuan)側可再(zai)生能源(yuan)消納、電(dian)網(wang)輔助服務、用(yong)戶側(工業園區)服務場景等。


image.png


優勢:單(dan)(dan)機容量(liang)大(da)、儲能時間及使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長。目(mu)前壓縮空(kong)氣電站單(dan)(dan)機容量(liang)普遍為(wei)100MW(規(gui)劃項目(mu)單(dan)(dan)機容量(liang)已擴展至(zhi)500MW),儲能時長可(ke)達4小時以上,使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)超(chao)30年(nian)。


劣勢:①壓(ya)縮過(guo)程放熱損失能量(liang),膨脹過(guo)程需吸熱補充(chong)燃(ran)料,系統能量(liang)轉化效(xiao)率較(jiao)低(di):補燃(ran)式(shi)約42%~55%、非(fei)補燃(ran)式(shi)提升至60%~65%,但仍然較(jiao)低(di)。②選址靈活(huo)性(xing)與建造成(cheng)本不可(ke)兼(jian)得(de):壓(ya)縮空(kong)氣儲能選址相對受限,若擺脫對地理資(zi)源依賴,將導致建造成(cheng)本大幅(fu)提升。②建設(she)周(zhou)期短于(yu)抽蓄,但較(jiao)電化學(xue)路線仍較(jiao)長:約1.5~2年(nian)。


儲能市場裝機占比:目前(qian)壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣儲能處于示范應用階段向商業化階段過渡期(qi),滲透率相對較(jiao)低。據數(shu)據,截止2022年底壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣在全球新型儲能裝機(ji)中的占比僅為0.3%,在中國新型儲能裝機(ji)中的占比為1.5%。


經濟性:轉(zhuan)化效(xiao)率較低(di),經濟(ji)性(xing)隨充電(dian)成(cheng)本(ben)上(shang)升而下降。壓縮空(kong)氣儲(chu)能(neng)項目(mu)單位建造(zao)成(cheng)本(ben)因(yin)儲(chu)氣方式而異,初始投資約(yue)3000~10000元(yuan)/KW。以(yi)60MW/300MWh壓縮空(kong)氣儲(chu)能(neng)項目(mu)為例(li),其單位建造(zao)成(cheng)本(ben)約(yue)7167元(yuan)/KW,假設使(shi)用壽命為30年、能(neng)量(liang)轉(zhuan)化效(xiao)率為60%,則在不考(kao)慮充電(dian)成(cheng)本(ben)的情況下,其全生命周期(qi)度(du)電(dian)成(cheng)本(ben)約(yue)0.38元(yuan)/KWh,與抽蓄(xu)電(dian)站水平相當;當考(kao)慮充電(dian)成(cheng)本(ben)時,因(yin)其系統能(neng)量(liang)轉(zhuan)化率較低(di),經濟(ji)性(xing)將有所下降。目(mu)前設備環節中(zhong),300MW級大規模壓縮機生產核心(xin)技術仍主要為外(wai)國企業(ye)掌(zhang)握,擴大裝機規模須(xu)通過將現有壓縮機串聯或并聯,成(cheng)本(ben)相應提(ti)升。


image.png


4、氫儲能


應用(yong)場(chang)(chang)景(jing)豐富、響應速度快(kuai),可(ke)靈活適用(yong)于短(duan)時調頻(pin)與長時儲能等多領域,但“電-氫-電”場(chang)(chang)景(jing)下能量轉化率低(di)、度電成本(ben)處于高位,成本(ben)端暫不具備(bei)規模化應用(yong)條件。


工作原理:電能(neng)(neng)與(yu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)之間的(de)相互轉(zhuan)化(hua)。氫(qing)(qing)(qing)(qing)儲能(neng)(neng)利用風(feng)光等富余(yu)電力通(tong)過電解反應將(jiang)水轉(zhuan)化(hua)為(wei)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)與(yu)氧氣(qi),并(bing)將(jiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)存(cun)儲于儲氫(qing)(qing)(qing)(qing)罐中,在需要用電時將(jiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)通(tong)過燃(ran)料(liao)電池(chi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能(neng)(neng)輸(shu)出。目前制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)路線主要包(bao)括煤炭制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(價格低廉,但設備(bei)成本高、碳排放量(liang)大)、天然氣(qi)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)和可再(zai)生能(neng)(neng)源制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing),其中可再(zai)生能(neng)(neng)源制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)為(wei)發展重點。


應用場景:靈活適用于(yu)(yu)“源-網(wang)(wang)(wang)-荷”各側(ce)。氫儲能(neng)在電(dian)(dian)源側(ce)可用于(yu)(yu)消納并網(wang)(wang)(wang)、提供慣量(liang)(liang)支撐,在電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)側(ce)可用于(yu)(yu)調峰調頻、緩解輸電(dian)(dian)阻塞(sai)、平衡季節(jie)性電(dian)(dian)量(liang)(liang)等,在負荷側(ce)可通過(guo)構建氫能(neng)建筑/園區(qu)參與需求側(ce)響(xiang)應、用作電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量(liang)(liang)支撐等;此外氫能(neng)還可用于(yu)(yu)熱(re)電(dian)(dian)聯供等領域。


image.png


優勢:①長周期、跨季節(jie)、遠距離儲能:氫(qing)儲能可以通(tong)過氫(qing)氣儲輸技(ji)術實現能量的跨季節(jie)、跨區域轉移,提升新能源電量外送能力。②儲能容量大(da):可達太瓦時(shi)級。


劣勢:①可(ke)再(zai)生能源耦合制氫(qing)存在(zai)動態適應性(xing)匹配難(nan)題(ti):制氫(qing)環節在(zai)瞬變(bian)工況下可(ke)能會出(chu)現(xian)氣(qi)體滲(shen)透現(xian)象,降低(di)產(chan)氣(qi)質量。②大規模長(chang)時儲(chu)(chu)氫(qing)技術(shu)尚待突破(po):目前地下儲(chu)(chu)氫(qing)(主要為鹽穴(xue))建設周(zhou)期(qi)長(chang)、選址受限,管段/液態/固態儲(chu)(chu)氫(qing)在(zai)材(cai)料等(deng)方面存在(zai)技術(shu)難(nan)點。③全(quan)周(zhou)期(qi)效(xiao)率(lv)較低(di):“電-氫(qing)-電”全(quan)周(zhou)期(qi)轉化(hua)效(xiao)率(lv)僅30%~40%。


市場發展階段:仍處(chu)產業(ye)化(hua)(hua)發展初期。目前全球制(zhi)氫(qing)結構以(yi)化(hua)(hua)石能(neng)源(yuan)為主(zhu),電(dian)解水制(zhi)氫(qing)占比較低(僅為0.04%),未來綠(lv)氫(qing)對灰(hui)氫(qing)存(cun)在較大替(ti)代空間;從(cong)應用領域來看,氫(qing)氣主(zhu)要(yao)應用于化(hua)(hua)工行業(ye),在電(dian)力能(neng)源(yuan)等領域的應用程度有待提升(sheng)。


image.png


經濟性:系(xi)統(tong)轉(zhuan)化效率低,“電-氫(qing)-電”場景下(xia)度電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)處于高位。以200MW/800MWh氫(qing)儲能發電工(gong)程(cheng)項目為(wei)例,其初始投資成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約(yue)(yue)12200元(yuan)/KW,若使用壽命(ming)為(wei)15年,不考慮充電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben),其全生命(ming)周期度電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約(yue)(yue)1.85~1.92元(yuan)/KWh。氫(qing)儲能成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)與技術(shu)路(lu)線(xian)高度相關(guan),其中制(zhi)(zhi)氫(qing)系(xi)統(tong)中堿性制(zhi)(zhi)氫(qing)裝置(zhi)技術(shu)成(cheng)(cheng)熟,成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)低,若采用PEM電解水制(zhi)(zhi)氫(qing)裝置(zhi),則度電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)相應上升(sheng)約(yue)(yue)73%;儲氣系(xi)統(tong)方(fang)面,固態(tai)儲氫(qing)裝置(zhi)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)較高,高壓氣態(tai)儲氫(qing)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)略低;未來PEM電解槽(cao)、PEM燃料(liao)電池(chi)用質交換膜等關(guan)鍵材料(liao)和核心部(bu)件(jian)的(de)國產替代將(jiang)成(cheng)(cheng)為(wei)氫(qing)儲能重要的(de)降本(ben)(ben)(ben)(ben)路(lu)徑。


image.png


5、釩電池


與其他長時(shi)儲(chu)能路線相(xiang)比,兼具應用場景、時(shi)間尺度及經濟性優勢,有望在(zai)長時(shi)儲(chu)能領域對抽(chou)蓄形成有力替(ti)代。


應用場景優勢:選(xuan)址靈活、占地(di)(di)面積(ji)較(jiao)(jiao)小、建(jian)設(she)周期短可滿(man)足風(feng)(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)裝機高增需求,在(zai)表后儲(chu)(chu)能(neng)市場(chang)同樣具備應(ying)用(yong)潛力。①國(guo)內:新能(neng)源(yuan)強制(zhi)配(pei)儲(chu)(chu)背景(jing)下(xia),大(da)儲(chu)(chu)成為(wei)儲(chu)(chu)能(neng)項(xiang)(xiang)目主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。從與風(feng)(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)等項(xiang)(xiang)目的(de)適配(pei)度上來看(kan),我國(guo)風(feng)(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)發(fa)電(dian)(dian)(dian)項(xiang)(xiang)目主(zhu)要(yao)集(ji)中于(yu)新疆(jiang)、內蒙古、甘肅(su)、青(qing)海、寧夏、河北(bei)等地(di)(di),該(gai)類地(di)(di)區(qu)主(zhu)要(yao)以(yi)沙漠、戈壁為(wei)主(zhu),水資源(yuan)及鹽穴分布較(jiao)(jiao)少,故抽蓄(xu)及壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣電(dian)(dian)(dian)站在(zai)該(gai)類地(di)(di)區(qu)的(de)適配(pei)性較(jiao)(jiao)差(cha)(否(fou)則將提(ti)升投(tou)資成本(ben)、加大(da)輸(shu)電(dian)(dian)(dian)損耗),光(guang)(guang)(guang)熱(re)及釩(fan)(fan)液(ye)(ye)流(liu)(liu)儲(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)(dian)站適配(pei)度較(jiao)(jiao)高,與光(guang)(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)站相比,釩(fan)(fan)液(ye)(ye)流(liu)(liu)儲(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)(dian)站占地(di)(di)面積(ji)小、配(pei)置(zhi)更加靈活。從建(jian)設(she)周期來看(kan),抽蓄(xu)、壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣、光(guang)(guang)(guang)熱(re)、地(di)(di)下(xia)儲(chu)(chu)氫項(xiang)(xiang)目建(jian)設(she)周期較(jiao)(jiao)長,較(jiao)(jiao)難追趕(gan)風(feng)(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)裝機增速,而釩(fan)(fan)液(ye)(ye)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)站建(jian)設(she)周期僅(jin)3~6個(ge)月,可滿(man)足風(feng)(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)裝機高增需求。②海外:能(neng)源(yuan)危機之下(xia)用(yong)電(dian)(dian)(dian)成本(ben)增加,表后儲(chu)(chu)能(neng)快(kuai)速增長。相較(jiao)(jiao)于(yu)抽蓄(xu)、光(guang)(guang)(guang)熱(re)、壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣等儲(chu)(chu)能(neng)路(lu)線(多應(ying)用(yong)于(yu)表前市場(chang)),釩(fan)(fan)電(dian)(dian)(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)在(zai)用(yong)戶側仍然(ran)具備較(jiao)(jiao)大(da)應(ying)用(yong)潛力,2022年12月全(quan)球最大(da)釩(fan)(fan)液(ye)(ye)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)池用(yong)戶側儲(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)(dian)站順利并(bing)網,規模為(wei)6MW/36MWh。


image.png


時間尺度優勢:兼(jian)具(ju)短時波動平(ping)抑及長(chang)(chang)時電(dian)量平(ping)移功能(neng)(neng)。①可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源出力受(shou)(shou)天氣影(ying)響(xiang)易出現分(fen)鐘級(ji)波動,需儲能(neng)(neng)通過頻繁充放電(dian)進行平(ping)滑,與抽蓄、壓縮空氣、熔鹽(yan)儲熱、氫儲能(neng)(neng)(響(xiang)應(ying)時間均為分(fen)鐘級(ji),且(qie)氫儲能(neng)(neng)在瞬變工況下(xia)制(zhi)氫系統穩定性將受(shou)(shou)到影(ying)響(xiang))相比,釩電(dian)池動態響(xiang)應(ying)速度更快(百毫秒(miao)級(ji))、效(xiao)率更高。②小(xiao)時-日度-季(ji)度級(ji)長(chang)(chang)時儲能(neng)(neng)需具(ju)備大容(rong)量、低衰(shuai)減特性,釩電(dian)池擴容(rong)靈活且(qie)循環過程中容(rong)量幾乎(hu)無(wu)衰(shuai)減,可(ke)滿足長(chang)(chang)時間尺(chi)度儲能(neng)(neng)需求。


經濟性優勢:初(chu)(chu)始投(tou)(tou)資(zi)已處(chu)于(yu)(yu)下(xia)降通(tong)道,LCOE優勢初(chu)(chu)現。①從初(chu)(chu)始投(tou)(tou)資(zi)來看(kan),釩(fan)(fan)儲(chu)能電(dian)(dian)站(zhan)單位投(tou)(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)約14000~16000元(yuan)(yuan)/KW,與氫儲(chu)能相當(dang),優于(yu)(yu)光熱電(dian)(dian)站(zhan),較抽蓄及(ji)壓縮空氣(qi)儲(chu)能略高。②從全生(sheng)命周期度電(dian)(dian)成(cheng)本(ben)來看(kan),釩(fan)(fan)電(dian)(dian)池LCOE約0.75~0.86元(yuan)(yuan)/KWh,僅次于(yu)(yu)抽蓄及(ji)壓縮空氣(qi)儲(chu)能(以上測算均未考(kao)(kao)慮充電(dian)(dian)成(cheng)本(ben),由于(yu)(yu)釩(fan)(fan)電(dian)(dian)池能量轉(zhuan)化效率優于(yu)(yu)其(qi)他(ta)各路線,故若考(kao)(kao)慮充電(dian)(dian)成(cheng)本(ben)其(qi)經濟性(xing)較其(qi)他(ta)路線將進一(yi)步提升)。③從降本(ben)空間來看(kan),釩(fan)(fan)儲(chu)能電(dian)(dian)站(zhan)初(chu)(chu)始投(tou)(tou)資(zi)已處(chu)于(yu)(yu)下(xia)降通(tong)道之中(zhong),由2012年(nian)(nian)的(de)90000元(yuan)(yuan)/KW(龍源沈陽法庫臥牛石風電(dian)(dian)場調增配套儲(chu)能釩(fan)(fan)電(dian)(dian)站(zhan))降至目(mu)前的(de)14000~16000元(yuan)(yuan)/KW(2023年(nian)(nian)7月開封時代榆中(zhong)縣300MW/1200MWh全釩(fan)(fan)液流獨立(li)共享儲(chu)能電(dian)(dian)站(zhan)初(chu)(chu)始投(tou)(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)已低至5333元(yuan)(yuan)/KW),未來隨著電(dian)(dian)解液及(ji)電(dian)(dian)堆各環節(jie)商業模(mo)式創新及(ji)國產(chan)替代加(jia)速,初(chu)(chu)始投(tou)(tou)資(zi)與LCOE有望(wang)進一(yi)步下(xia)降。

最新評論
0人參與
馬上參與
最新資訊