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“储能+”时代将临 空气储能需迎头赶上

   自今年年初以来,多地区不断完善的配套政策,吹响了储能商业化的号角。而在储能商业化大潮即将开闸之际,国内各省区、各储能项目也在加速落地。
  2018年9月28日-30日,国家能源局科技司以及山西有关厅局的领导,储能行业专家及企业代表共计300余人共聚中国(山西)储能产业发展博览会和储能产业发展高峰论坛。论坛共邀请了二十余位业界嘉宾进行了观点分享,分别从“‘储能+’应用”、“储能系统集成关键技术”、“储能系统安全预防”、“多样化的储能技术”等多个方面探讨储能应用前景,各演讲嘉宾结合实际应用案例,介绍了在储能领域的创新实践。
 
“储能+”时代将临  空气储能需迎头赶上
 
  储能应用前景广阔 电池应用或将率先抵达风口
  储能行业发展目前大致经历三个阶段,2000年-2010年是技术验证期;2011年-2015年为示范应用期;而2016年-2020年为商业化初期阶段。在过去的2017年里,储能应用领域更加明晰,无论是储能企业、用户还是投融资机构均在联手积极拓展储能的应用市场,探索储能的多种应用模式;而今年正是我们迎来储能走向商业化的元年。
  太原已经成为首个纯电动出租车城市,而随着电动汽车的飞速发展,移动储能系统也将得到更广泛的应用。中国可再生能源学会储能专委会副主任委员程伟表示,移动储能充电系统具有投建成本可控,减少资源浪费;降低城市改造,避免过多占地等优势,未来将在绿色交通中得到更好的应用。
  来自企业的四位嘉宾通过分享各自企业实际案例,分享了“储能+微电网”、“储能+调频”、“储能+风电”、“储能+光伏”、“储能+能源互联网”等多领域应用。宁德时代新能源科技股份有限公司总裁助理兼储能事业部总经理王威表示,目前制约锂电储能市场化推广的主要是成本、寿命、可靠性及安全性因素,动力电池的发展将带动储能电池同步发展;浙江南都能源互联网运营有限公司技术总监王昌俊表示,未来能源互联网的服务模式将是电力服务、虚拟电厂、能源交易、智慧能源的互动;北京睿能世纪科技有限公司副总裁王澍表示,储能可显著减少电网对传统电源的调频容量需求,而根据各国案例也可以发现储能应用与电力调频是世界电力行业发展的重要趋势。北京普能世纪科技有限公司项目总监王建则分享了大规模储能技术的多种应用案例。
 
  储能系统各环节关键技术
  混合储能技术已经日渐成熟,并且其相关应用实例已被证明实用性。中国科学院电工研究所研究部副主任韦统振分析了混合储能技术时表示混合储能将带来新的投资机会。
  储能逆变器可以说是电池和电网之间的桥梁,阳光三星(合肥)储能电源有限公司副总经理陈志从替代SVG、多平逆变技术等方面介绍储能系统集成中储能逆变器的选型设计。
  在多平逆变技术中,三电平逆变器能够有效降低开关管电压盈利,且输出电压谐波含量小,能够广泛应用于交流调速、电能质量管理、新能源等领域。北方工业大学电气与控制学院电气工程系主任周京华重点提及了三电平储能功率变换器的控制策略。
  此外,规模化储能能量管理系统同样是不可缺失的关键之一。欣旺达综合能源总工程师刘新东博士介绍了能量管理系统包括数据采集和监控、电池安全管理、功能配置、中长期经济分析、优化控制模块等部分,可发挥维持微电网功率平衡等作用。
  不同电动汽车充电需求及电能补给模式大有不同,以公交车而言,可以利用停运时段充电;而出租车则更可能采纳换电模式,青岛威控电器有限公司总经理吕洪章指出。
  2017年1月,山西省“10MW级锂电储能系统关键技术及工程示范”项目启动,该项目侧重于开发大倍率充放电钛酸锂电池储能系统,研究降低锂电池储能系统成本的方法;从新能源消纳在以火电机组为主要调节电源电网的调峰调频需求机制出发,研究电池储能、火电机组的协调配置和调度运行等关键技术。中国电力科学研究院电能存储与转换技术室主任李建林在论坛上分享了该项目成果。
 
  技术百家争鸣 引领储能新时代
  电化学储能成为近年来发展最为迅猛的储能技术,但氢储能领域、超级电容以及压缩空气等物理储能技术也正不断取得新的突破。
  事实上,各国正致力于氢能和燃料电池的推广与市场化,我国也在近两年频繁出台政策予以支持,北京信息科技大学赵波表示,重点关注新能源制氢、燃料电池发电技术及氢燃料电池汽车应用等方向。中科院山西煤炭化学研究所研究员高志贤分享了甲醇储氢和储能技术进展。
  压缩空气储能对地理条件无特殊要求,建造成本和响应速度与抽水蓄能电站相当,使用寿命长,储能容量大,是一种具有推广应用前景的大规模储能技术。此外,清华大学梅生伟教授表示非补燃压缩空气储能作为一种理想的大规模储能手段,有可能实现储能过程中的发电、供冷、供热相耦合,进而将智能微电网提升至智能微能源网的层次,提高能量的综合利用效率。
  飞轮储能密度高(数倍镍氢电池),能量转换效率高(90%以上),还具有响应速度快、建设周期短、占地面积小以及无污染等优点。贝肯新能源(天津)有限公司张强表示飞轮储能适用于电网调频和改善电能质量。
  超级电容以其大容量、高功率、寿命长、低成本、环境友好等优越的性能,德益创新(北京)科技有限公司首席科学家总经理李灵宏博士表示,未来超级电容技术将在清洁能源与智能电网方面具有更加广泛的用途。
  论坛同期,9月28-29日国内储能行业专家、教授,省内储能试点企业、参展企业,有关科研院所和相关机构进行了新技术与新成果交易活动。
 
  压缩空气储能进展明显缓慢
  目前,国内相关的研究机构有中科院工程热物理所、华北电力大学、湘潭大学等,其中中科院工程热物理所在2009年首次在国际上提出并研发出超临界压缩空气储能系统,有效的提高了系统的能量效率,彰显了我国在压缩空气储能方面的研究实力。
  但是,相较于其他储能技术,尤其是对短短一年间已建、在建和中标项目达到至少20个,俨然已成上规模新兴市场的火电储能联合调频来说,我国的压缩空气储能事业还处于初始状态,目前还没有规模以上的压缩空气储能电站建成。据中科院工程热物理研究所陈海生研究院分析,我国大规模压缩空气储能电站发展缓慢受几方面因素的限制:一是我国并未掌握燃气轮机的核心技术,一直以来依赖进口;二是燃气轮机必须烧油烧气,而我国是一个缺油少气的国家,经济效益大打折扣;三是需要大容量的储气装置,由于我国缺少大容量且密闭性较好的天然溶洞、岩洞等,需要人工改造或者建造储气罐,成本大大增加。
  不过,总体来看,压缩空气储能方式成本较低,大约为3000-5000元/千瓦,是成本最低的一种储能方式,而且寿命长,通过维护,使用寿命可达到40-50年,接近抽水蓄能的50年。而且,小容量的压缩空气储能方式在我国还是有较大发展前景的,随着可再生能源的逐步推广应用,可以预见,小型压缩空气储能技术可作为配套技术得到发展。
 
 
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