2025年4月22-24日
上海世博展览馆

新能源展|聚焦新能源储能技术未来发展

近年来随着能源应用场景丰富和经济性逐渐显现,全球新型储能发展将迎来快速发展期。目前,我国储能企业正加速升级,一方面致力于提升技术、降低成本,加速迎接光储平价时代;一方面致力于感知下游需求,拓展应用场景,将储能市场进一步做大。接下来新能源展小编就来聊一聊新能源储能技术未来发展。

新能源展浅谈新能源储能技术现状

新型储能所包括的技术类型众多,按照能量存储方式不同主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能、化学储能和储热等几大类。每大类技术当中又有多种完全不同的技术路线。根据放电时长,可将其分为功率型电储能、能量型电储能以及储热(冷)技术。

一、压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,简称CAES)

压缩空气储能是机械储能的一种形式。在电网低谷时,利用富余的电能,带动压缩机生产高压空气,电能转化为空气的压力势能;电网高峰时,空气从储气室释放,从而带动发电机发电,又将空气的压力势能转化为电能。压缩空气储能技术属于相对进展较快、较为成熟的技术,已进入100MW级示范项目阶段。

技术优劣势:压缩空气储能系统具有容量大、工作时间长、经济性能好、充放电循环多等优点。压缩空气储能技术与蒸汽轮机、燃气轮机系统同宗同源,技术通用性强,设备开发基础较好,建造成本和运行成本容易控制,具有很好的经济性。

二、液流电池

液流电池具有容量大、安全性好、功率与容量解耦等优点,适合作为大规模长时储能的选择。全钒液流电池是目前最为成熟的液流电池体系,钒的多价态特性使得其面临的技术问题最少,技术最为成熟。但主要活性物质钒的成本占系统成本比例高,限制了其造价的下降。

三、钠离子电池

钠离子电池具有理论成本低、特性与锂离子电池相近、安全性好等优点,适合在对成本要求苛刻的应用场景下替代成本较高的锂离子电池。钠离子电池的正负极材料所需资源在地壳储量丰富,分布均匀,且开采更加经济环保,被业界认为是比锂离子电池更具经济性的电池技术。

目前钠离子电池技术主要分为三条路线,即层状过渡金属钠离子氧化物、普鲁士蓝、聚阴离子类钠离子化合物,三条路线均由行业龙头企业布局,均处于实验室向大规模产业化转化的阶段。目前我国在钠离子电池领域处于世界领先地位,

四、重力储能

固体介质的重力储能是近期重力储能商业化的主要发展方向,水介质的新型重力储能技术尚停留在理论研究阶段,除传统抽蓄外的新型水介质重力储能目前尚未有商业化的产品。

五、氢储能

氢储能属于化学储能,利用电能将低能物质转化为高能物质进行存储,从而实现储能。目前,常见的化学储能主要包括氢储能和将氢进一步合成燃料(甲烷、甲醇等)储能。

长远看,可以这些储能载体性质稳定的特点,在需要时将其转化为电力系统的电能。目前,在化学储能技术中,氢储能相对成熟,依托电解水制氢设备和氢燃料电池(或掺氢燃气轮机)实现电能和氢能的相互转化。储能时,利用富余电能电解水制氢并存储,释能时,用氢燃料电池或氢发电机发电。

新能源展浅谈新型储能为什么如此重要

风电、光伏虽然是未来大力发展的新型能源,但在不少地方还是出现严重的“弃光、弃风”现象,此时电力的合理储存便是关键,既可以避免能源的不必要浪费,又可以实现对电力系统的稳定调配。

虽然我国的新能源发电近年来取得了较快的发展,但是截至2021年,我国新能源发电占比却只有11%左右。所以,为了进一步提高新能源发电的占比,与之配套的储能技术便是重中之重了。

只有当新型储能系统的成本越来越低、部署越来越灵活的时候,新能源发电才算真正意义上的普及。

新能源展浅谈新能源储能技术未来发展趋势

趋势一:长寿命

2009年,国外最早的锂离子电池储能项仅仅运行了5年就宣告报废。2010年1月国内第一个MW级磷酸铁锂储能项目,也在运行了短短3年后报废。

中国电力科学研究院惠东认为:如果储能系统在全寿命过程期间,运行温度能保持在18℃-26℃之间,对电池的寿命影响最小,在减缓电池老化的同时,也能将设备维持在最好的运行状态之中。

当前阳光电源最新发布的液冷储能新品中,寿命短这一大技术痛点得到了有效缓解。阳光电源的液冷技术也成为储能热管理新的技术方向。

趋势二:极致安全

2022年3月21日,《“十四五”新型储能发展实施方案》正式印发,方案中提到的,要立足安全,规范管理。加强新型储能安全风险防范,保障新型储能项目建设运行的全过程安全。而电池状态检测粗放、电芯热失控预警缺失、联动保护不足、消防设计不足等是造成一系列储能安全问题的主要原因。

针对这一问题,阳光电源首先提出储能“主动安全”的新思路,在传统“被动防护”的基础上,将电力电子技术应用于主动安全保护设计,从电芯级、电池簇级、系统级等层级联动保障储能系统全生命周期安全。

趋势三:超大容量

自2021年2月22日国务院发布《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》以来,国务院发文要求加快大容量储能技术研发推广,提升电网汇集和外送能力,未来仍将聚焦于大容量、高参数、低污染三个方面,加速推进我国能源资源利用效率于2030年达到国际先进水平。

趋势四:系统集成协同高效

储能系统本身就是多种软、硬件的集成,就像人类的大脑,有无数个神经突触,但凡有极细小的偏差,就会影响系统整体效率的发挥。如果企业本身没有集成生产的能力,即使这些来自于不同厂家“突触”都实现了最高运行效率,也无法实现协同高效。

在全系列液冷储能系统中,阳光电源通过新型温控、电池管理等多项技术创新,充分发挥电芯级、电池簇、系统级优势,让各环节运行数据互通,达到提寿命、增效率、降损耗的目的,实现从单一高效到协同高效的进化。

趋势五:主动支撑电网

液冷储能应用层面,基于电力电子、电化学、电网支撑技术“三电融合”的平台设计思路,阳光电源新品助力电网、负荷之间形成源网荷储柔性协同运作,达到主动支撑电网的高效应用水平。

在发电侧、输配电侧和用户侧,液冷储能产品都有较为全面的应用渠道。不仅能实现新能源调频、削峰填谷的应用场景,平衡输配电线路的供给平衡,促进电网稳定,而且可以提供离网供电功能,应用于黑启动等应用场景。并且在微网的应用场景中也有稳定表现,足以配合新能源发电给偏远无电地区提供清洁能源。

随着新能源渗透率提高,电网呈现不确定性和复杂性。新一代储能系统需要从被动适应电网走向主动支撑电网,进一步实现储能和电网的“OneGrid”深度融合。

新能源展小编相信,随着我国传统储能向新型储能的转变和快速发展,企业生产运营过程中引入先进数字化生产和管理技术,未来通过数字化建设提升我国储能行业的基础能力和整体竞争力,打造更多的低碳、绿色、环保、可持续的新能源战略是完全可以实现的,这也是符合我国“3060”双碳政策提出的目标。储能行业未来也必将是新能源发展的重要支撑。