新型儲能,尤其是電化學儲能,因為要服務以風光電為主的新能源電力系統和以純電動車為主的新能源汽車兩大賽道,被譽為碳中和“龍脈”。近日,《“十四五”新型儲能發展實施方案》(下稱“《方案》”)也對新型儲能的“C位”予以確認。值得注意的是,復合型儲能在十四五規劃中被首次提及。
那么,復合型儲能究竟是什么?《方案》為什么強調開展復合型儲能技術示范應用?具有這一技術和產品的企業又有哪些?前景如何?
復合儲能即混合儲能,可破解單一儲能技術路線的痛點
《方案》提出,新型儲能是構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備,是實現碳達峰碳中和目標的重要支撐,也是催生國內能源新業態、搶占國際戰略新高地的重要領域。到2025年,新型儲能由商業化初期步入規?;l展階段、具備大規模商業化應用條件。其中,電化學儲能技術性能進一步提升,系統成本降低30%以上。到2030年,新型儲能全面市場化發展。
《方案》強調,為強化技術攻關,構建新型儲能創新體系,將推動多元化技術開發,加快多元化技術示范應用。其中,要結合系統需求推動多種儲能技術聯合應用,開展復合型儲能試點示范。據不完全統計,這也是復合型儲能首次在十四五規劃中出現。
業內人士表示,以風光電為主的新能源系統對儲能系統的擾動頻繁、多變,工況復雜,目前能夠同時滿足調峰、調頻、調壓、事故備用、爬坡、黑啟動等多種需求的單一儲能路線還未出現。復合儲能也就是混合儲能,是以兩種和兩種以上的儲能路線或儲能電池的混合搭配,通過優勢互補組成優化的儲能系統,從而有效發揮能量型儲能介質的持久性和功率型儲能介質的快速性,應對常規負荷與沖擊型負荷,可以說是應運而生。
混合儲能,相當于遞給了跳高運動員一根撐桿
根據媒體報道,先進儲能材料國家工程研究中心首席科學家、科力遠董事長鐘發平曾表示,“扶圓補缺 共融共生”的思路、方法,有助于解決很多行業看似無解的難題。他認為,儲能技術的突破類似奧運會上的跳高比賽,在達到一定高度后提升就會變得非常困難,在目前儲能材料、技術、工藝沒有重大變化的前提下,追求單一儲能技術路線的極致突破無疑將面臨更苛刻、復雜的挑戰,也需要更多投入,而混合儲能相當于給了運動員一根撐桿,幫助他用撐桿跳的方式挑戰普通跳高,從而跳得更高、更容易,代價更小。
科力遠“鎳氫+鋰電”混儲數智能源系統,發揮了功率型鎳氫電池的快速性和大功率充放電優勢,由鎳氫電池承擔了大部分的大功率充放電,從而優化能量型磷酸鐵鋰電池的工作環境,延長了使用壽命,系統的安全性也因此得到保障,調峰、調頻、調壓的綜合性能提升,全生命周期的度電成本更加可控。
去年,山西省發改委發布了首批“新能源+儲能”試點示范項目的公示。公示中共有15個項目,包含了全釩液流電池和鈉離子電池的應用,此外還增加了飛輪儲能技術,更多的是采用兩種技術混合模式,磷酸鐵鋰+飛輪儲能、磷酸鐵鋰+全釩液流電池、鈉離子+飛輪儲能、鋰離子電池+超級電容。
“光用鋰電儲能應用于新能源場站調頻,頻繁充放電使鋰電池系統使用壽命過短,也容易發生安全事故,光用飛輪儲能成本高、易浪費,將二者結合起來,正好優勢互補,性價比最高?!薄帮w輪+鋰電混合儲能”項目的主要負責人、國網山西電科院新能源所所長郭強曾如上表示。根據荷蘭技術供應商Leclanche發布的數據,“飛輪+鋰電混合儲能”意味著電池的使用壽命至少可達15年。
超級電容器在概念上則與科力遠“鎳氫+鋰電”的混合儲能系統類似,能量型的鋰電池搭配功率型的超級電容儲能,各自發揮優勢,組合供能,應對不同工況。
哪些企業擁有混合儲能技術、產品
混合儲能兼具能量型儲能的持久性和功率型儲能的快速性,能夠同時應對常規負荷與沖擊型負荷,具有較寬的應用場景和發展潛力。但目前,國內具有混儲技術和產品的企業并不多見。
最有可能率先實現混合儲能產業化應用的當屬科力遠(600478),這家鎳氫電池龍頭企業通過與控股公司的資源聯合推出了頗具創新性的“鎳氫+鋰電”混儲數智能源系統,目前已經與河北省保定市簽訂戰略協議,共同推動混儲的示范應用,并成功中標英利中國在河北的保障性光伏配套項目。
此外,中電興發(002298)在投資者互動平臺表示,公司參股的安徽美能儲能系統有限公司,引進美國的先進技術,在能源管理系統解決方案、混合儲能產品(鋰電池和液流電池)等方面適用于電力產業鏈各個環節的電能存儲需求。
華陽股份(600348)與北京華峰合作推出鈉離子電池混合儲能系統,公司投資建設鈉離子電池正極材料和鈉離子電池負極材料,被譽為“鈉離子電池材料第一股”。
2021年以來,已經有21個省份發布了風電、光伏發電開發建設的方案,有14個省份明確了2021年年度規模指標。據不完全統計,“風電+光伏”發電的總裝機是127.8GW,如果儲能容量按10%算,預計達到12.78GW左右。
復合(混合)儲能模式可提升儲能系統的綜合性能,對整個儲能產業市場交易的多元化具有創新意義?!丁笆奈濉毙滦蛢δ馨l展實施方案》提出,要聚焦各類應用場景,關注多元化技術路線,以穩步推進、分批實施的原則開展新型儲能試點示范,加強示范項目跟蹤評估。在宏觀政策推動下,復合(混儲)儲能有望伴隨新型儲能的爆發開啟新紀元。