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“十三五”储能技术快速发展 2030年有望普及应用

  来源:互联网 
在近日召开的“第六届中国国际储能大会”上,中国化学与物理电源行业储能应用分会联合发布《中国储能应用产业研究报告(2016 年) 》(以下简称《报告》)。

《报告》指出,预计在“十三五”期间,国内储能市场将呈现快速发展趋势。 2018 年前,将是先进储能技术示范应用阶段。2020 年将在用户侧大力推广先进储能技术应用。2030 年,将会普及应用先进储能技术解决方案。 

从市场趋势来看,预计到 2020 年底,国内电力辅助市场、基站备用电源、风光发电领域、分布式发电及微电网、新能源汽车充换电站和家庭储能等六大领域配套储能系统累计装机容量达到 53GW,未来五年年复合增长率9.5%。

从六大领域的配套储能情况来看,预计到 2020 年底,电力辅助市场、基站备用电源、风光发电领域、分布式发电及微电网、新能源汽车充换电站和家庭储能等六大领域配套储能系统累计装机容量分别为 25GW、21GW、6.2GW、364MW、228MW 和 42MW,前三大领域占据市场 98.8% 的份额。

从技术趋势来看,从配套储能电池的技术来看,预计到 2020 年底,国内物理储能累计装机容量约31GW,占比 58.8%,仍将以抽水蓄能为主;化学储能累计装机容量约 22GW,市场占比41.2%。具体到目前的八种储能技术趋势:

1、抽水蓄能

抽水储能技术已经成熟,其处于大规模推广应用阶段,目前国内山东、新疆、甘肃、青海、内蒙古等多地都有抽水蓄电站建设计划,预计 2020 年前后将投入运行。

抽水蓄能主要受地理环境影响较大,项目选址论证、项目建设周期非常长,一般都在十年左右,不过单个项目规模大,一般都在 GW 级。

2、CAES

压缩空气储能技术的主要发展趋势包括超临界空气储能技术、带储热的压缩空气储能技术、液态空气储能、与燃气蒸汽联合循环的压缩空气储能技术、与可再生能源的耦合的压缩空气储能技术等。

2020 年之前实现 10MW/100MWh 和 100MW/800MWh 超临界压缩空气储能关键技术突破,并进行产品示范应用,2025 年之前实现技术的应用推广。

3、飞轮

2020 年之前,国内飞轮储能领域将集中攻关 1MW/1000MJ 飞轮储能阵列机组技术,2025 年之前实现示范推广应用,争取 2030 年之前实现市场化应用推广。

4、SAMES

超导磁储能由于装置采用超导结构,储能状态下装置损耗很小,因而效率比常规装置高(95% 左右)。同时超导储能系统释能速度快,能实现快速的有功、无功功率补偿,对于提高电力系统稳定性、抑制低频荡、改善供电品质都有良好的应用前景,也能应用于太阳能发电、风力发电等功率输出不稳定的系统以提高其并网性能。

2020 年之前,超导磁储能领域应重点攻关高温超导储能技术以及基于超导磁的新型混合储能系统,2025 年之前实现高温超导储能技术示范及推广应用,争取实现基于超导磁的新型混合储能系统的试验范,2030 年之前争取实现两项新型超导磁储能关键技术的市场化推广应用。

5、超级电容器

尽管超级电容器拥有高功率、响应速度快、寿命长等优点,但比容量低带来的容量小缺点,制约了其在电力辅助服务、备用电源、风光发电等大规模储能、长时间电力存储等领域独立应用的前景,多作为混合储能系统参与,用于出力平抑等。随着大容量超级电容器技术突破,其在电力辅助调频领域具有较大应用前景。

2020 年之前,超级电容器领域应重点攻关 10MW 级超级电容器储能技术,以及基于超导磁的新型混合储能系统,2025 年之前实现高温超导储能技术示范及推广应用,争取实现基于超导磁的新型混合储能系统的试验示范,2030 年之前争取实现两项新型超导磁储能关键技术的市场化推广应用。

6、锂离子电池

锂离子电池是未来最具发展前景的储能电池。锂电池的比能量高,环境友好,是综合性能较为优异的电池。锂电池产业在我国已经具备完善的产业链,产业化成熟度较高,目前在基站后备电源、新能源汽车充电站、家庭储能、分布式及微电网领域、电力辅助服务中的削峰填谷等领域都有应用,目前成本仍有点降低,同时产品的安全性问题需要进一步提升。

2020 年之前,锂电池储能领域应重点攻关100MW 高安全性、低成本、长寿命锂离子电池电池储能技术,2025 年之前实现该技术的试验示范,并尝试推向市场,2030 年之前争取实现全面市场化推广应用。

7、液流电池

2020 年之前,全钒液流电池领域重点攻关 100MW 级全钒液流电池区域储能电站技术,并推向试验示范;2025 年之前实现该技术的市场化推广应用。

2020 年之前,钠硫电池储能领域重点攻关10MW 级以上大容量钠硫电池储能技术,2025 年之前实现该技术的试验示范,并尝试推向市场,2030 年之前实现全面市场化推广应用。

8、储热储能

国内分布式光热还存在以下一些技术难题需要解决和突破。首先,聚焦和跟踪技术。目前无论是哪种分布式光热系统,首要的便是聚焦系统,或者也称为镜场,分布式光热系统对聚焦的要求相当高,对光斑的尺寸和聚焦点的精度均有严格要求,目前该方面的技术亟待深化;其次,传热和储能技术。由于分布式光热系统的温度较高,槽式可以达到 400度,碟式系统可以达到 650 度,而塔式甚至可以达到1000 度,所以对传热和储能介质的要求特别高,该方面技术还需要突破,如高参数的熔融盐等;最后,关键的发电设备。

这里特别是指碟式系统的斯特林发电系统,碟式系统作为分布式系统的应用具有广阔前景,因为其单位体积小,用水量很少,以及可以直接输出交流电流,但是斯特林发动机的整体技术还没有掌握,需要突破其核心部件和相关技术。

2020 年之前,积极推动分布式能源系统中的大容量储热 / 储冷系统的试验示范,争取 2025 年之前实现全面的市场化应用;高温储热领域,2020 年之前重点攻关新型高温储热技术,2025 年之前重点攻关大容量热化学储热技术。

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