在近日召開的“第六屆中國國際儲能大會”上，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會聯(lián)合發(fā)布《中國儲能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)研究報告(2016 年) 》（以下簡稱《報告》）。
《報告》指出，預(yù)計在“十三五”期間,國內(nèi)儲能市場將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。 2018 年前,將是先進儲能技術(shù)示范應(yīng)用階段。2020 年將在用戶側(cè)大力推廣先進儲能技術(shù)應(yīng)用。2030 年,將會普及應(yīng)用先進儲能技術(shù)解決方案。
從市場趨勢來看，預(yù)計到 2020 年底,國內(nèi)電力輔助市場、基站備用電源、風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲能等六大領(lǐng)域配套儲能系統(tǒng)累計裝機容量達到 53GW,未來五年年復(fù)合增長率9.5%。
從六大領(lǐng)域的配套儲能情況來看,預(yù)計到 2020 年底,電力輔助市場、基站備用電源、風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲能等六大領(lǐng)域配套儲能系統(tǒng)累計裝機容量分別為 25GW、21GW、6.2GW、364MW、228MW 和 42MW,前三大領(lǐng)域占據(jù)市場 98.8% 的份額。
從技術(shù)趨勢來看，從配套儲能電池的技術(shù)來看,預(yù)計到 2020 年底,國內(nèi)物理儲能累計裝機容量約31GW,占比 58.8%,仍將以抽水蓄能為主;化學(xué)儲能累計裝機容量約 22GW,市場占比41.2%。具體到目前的八種儲能技術(shù)趨勢：
1、抽水蓄能
抽水儲能技術(shù)已經(jīng)成熟,其處于大規(guī)模推廣應(yīng)用階段,目前國內(nèi)山東、新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙古等多地都有抽水蓄電站建設(shè)計劃,預(yù)計 2020 年前后將投入運行。
抽水蓄能主要受地理環(huán)境影響較大,項目選址論證、項目建設(shè)周期非常長,一般都在十年左右,不過單個項目規(guī)模大,一般都在 GW 級。
2、CAES
壓縮空氣儲能技術(shù)的主要發(fā)展趨勢包括超臨界空氣儲能技術(shù)、帶儲熱的壓縮空氣儲能技術(shù)、液態(tài)空氣儲能、與燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)的壓縮空氣儲能技術(shù)、與可再生能源的耦合的壓縮空氣儲能技術(shù)等。
2020 年之前實現(xiàn) 10MW/100MWh 和 100MW/800MWh 超臨界壓縮空氣儲能關(guān)鍵技術(shù)突破,并進行產(chǎn)品示范應(yīng)用,2025 年之前實現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用推廣。
3、飛輪
2020 年之前,國內(nèi)飛輪儲能領(lǐng)域?qū)⒓泄リP(guān) 1MW/1000MJ 飛輪儲能陣列機組技術(shù),2025 年之前實現(xiàn)示范推廣應(yīng)用,爭取 2030 年之前實現(xiàn)市場化應(yīng)用推廣。
4、SAMES
超導(dǎo)磁儲能由于裝置采用超導(dǎo)結(jié)構(gòu),儲能狀態(tài)下裝置損耗很小,因而效率比常規(guī)裝置高(95% 左右)。同時超導(dǎo)儲能系統(tǒng)釋能速度快,能實現(xiàn)快速的有功、無功功率補償,對于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制低頻蕩、改善供電品質(zhì)都有良好的應(yīng)用前景,也能應(yīng)用于太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等功率輸出不穩(wěn)定的系統(tǒng)以提高其并網(wǎng)性能。
2020 年之前,超導(dǎo)磁儲能領(lǐng)域應(yīng)重點攻關(guān)高溫超導(dǎo)儲能技術(shù)以及基于超導(dǎo)磁的新型混合儲能系統(tǒng),2025 年之前實現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲能技術(shù)示范及推廣應(yīng)用,爭取實現(xiàn)基于超導(dǎo)磁的新型混合儲能系統(tǒng)的試驗范,2030 年之前爭取實現(xiàn)兩項新型超導(dǎo)磁儲能關(guān)鍵技術(shù)的市場化推廣應(yīng)用。
5、超級電容器
盡管超級電容器擁有高功率、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點,但比容量低帶來的容量小缺點,制約了其在電力輔助服務(wù)、備用電源、風(fēng)光發(fā)電等大規(guī)模儲能、長時間電力存儲等領(lǐng)域獨立應(yīng)用的前景,多作為混合儲能系統(tǒng)參與,用于出力平抑等。隨著大容量超級電容器技術(shù)突破,其在電力輔助調(diào)頻領(lǐng)域具有較大應(yīng)用前景。
2020 年之前,超級電容器領(lǐng)域應(yīng)重點攻關(guān) 10MW 級超級電容器儲能技術(shù),以及基于超導(dǎo)磁的新型混合儲能系統(tǒng),2025 年之前實現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲能技術(shù)示范及推廣應(yīng)用,爭取實現(xiàn)基于超導(dǎo)磁的新型混合儲能系統(tǒng)的試驗示范,2030 年之前爭取實現(xiàn)兩項新型超導(dǎo)磁儲能關(guān)鍵技術(shù)的市場化推廣應(yīng)用。
6、鋰離子電池
鋰離子電池是未來最具發(fā)展前景的儲能電池。鋰電池的比能量高,環(huán)境友好,是綜合性能較為優(yōu)異的電池。鋰電池產(chǎn)業(yè)在我國已經(jīng)具備完善的產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)業(yè)化成熟度較高,目前在基站后備電源、新能源汽車充電站、家庭儲能、分布式及微電網(wǎng)領(lǐng)域、電力輔助服務(wù)中的削峰填谷等領(lǐng)域都有應(yīng)用,目前成本仍有點降低,同時產(chǎn)品的安全性問題需要進一步提升。
2020 年之前,鋰電池儲能領(lǐng)域應(yīng)重點攻關(guān)100MW 高安全性、低成本、長壽命鋰離子電池電池儲能技術(shù),2025 年之前實現(xiàn)該技術(shù)的試驗示范,并嘗試推向市場,2030 年之前爭取實現(xiàn)全面市場化推廣應(yīng)用。
7、液流電池
2020 年之前,全釩液流電池領(lǐng)域重點攻關(guān) 100MW 級全釩液流電池區(qū)域儲能電站技術(shù),并推向試驗示范;2025 年之前實現(xiàn)該技術(shù)的市場化推廣應(yīng)用。
2020 年之前,鈉硫電池儲能領(lǐng)域重點攻關(guān)10MW 級以上大容量鈉硫電池儲能技術(shù),2025 年之前實現(xiàn)該技術(shù)的試驗示范,并嘗試推向市場,2030 年之前實現(xiàn)全面市場化推廣應(yīng)用。
8、儲熱儲能
國內(nèi)分布式光熱還存在以下一些技術(shù)難題需要解決和突破。首先,聚焦和跟蹤技術(shù)。目前無論是哪種分布式光熱系統(tǒng),首要的便是聚焦系統(tǒng),或者也稱為鏡場,分布式光熱系統(tǒng)對聚焦的要求相當高,對光斑的尺寸和聚焦點的精度均有嚴格要求,目前該方面的技術(shù)亟待深化;其次,傳熱和儲能技術(shù)。由于分布式光熱系統(tǒng)的溫度較高,槽式可以達到 400度,碟式系統(tǒng)可以達到 650 度,而塔式甚至可以達到1000 度,所以對傳熱和儲能介質(zhì)的要求特別高,該方面技術(shù)還需要突破,如高參數(shù)的熔融鹽等;最后,關(guān)鍵的發(fā)電設(shè)備。
這里特別是指碟式系統(tǒng)的斯特林發(fā)電系統(tǒng),碟式系統(tǒng)作為分布式系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣闊前景,因為其單位體積小,用水量很少,以及可以直接輸出交流電流,但是斯特林發(fā)動機的整體技術(shù)還沒有掌握,需要突破其核心部件和相關(guān)技術(shù)。
2020 年之前,積極推動分布式能源系統(tǒng)中的大容量儲熱 / 儲冷系統(tǒng)的試驗示范,爭取 2025 年之前實現(xiàn)全面的市場化應(yīng)用;高溫儲熱領(lǐng)域,2020 年之前重點攻關(guān)新型高溫儲熱技術(shù),2025 年之前重點攻關(guān)大容量熱化學(xué)儲熱技術(shù)。