在SMM主办的2023 SMM第十二届金属产业年会-SMM铅年会上,中国南方电网深圳供电局有限公司教授级高级工程师杨忠亮针对新型电力系统下储能电池需求及市场情况做出分析。
我国碳达峰、碳中和目标明确要求: 要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制石化能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。
新型电力系统特征
新型电力系统是以新能源为供给主体、以确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标,以坚强智能电网为枢纽平台,以源网荷储互动与多能互补为支撑,具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。
新能源比例持续提高
“双碳”目标形成的低碳约束,要求电力系统的能源供应体系由传统化石能源为主体向非化石能源为主体转变。
具有高度灵活性以适应风光电的间歇性和波动性
风光等新能源发电,间歇性、波动性的特征使新型电力系统 波动性、不稳定性增强。
高度数字化、智能化、互联化
新型电力系统将实现电力设备与智能电网深度融合,并构建连接发电、输电、用电、储能等各环节电力设备的智慧物联系统。
电力系统智能化水平不断提高,使厂站交直流电源、通信电源、配网电源、机器人、无人机等专用电源,还有直流配电网、新能源、储能、多站融合、备电储能、虚拟电厂等,直接或相关交直流电源及供配电技术发展和应用在多领域应用日益广泛。
储能是必须环节
储能就是利用专门装置与系统将能量储存,在需要时将能量释放,实现能量在时间和(或)空间上的转移,这是推动可再生能源大规模接入电网的必须环节。
新型储能快速发展
国家发展改革委 国家能源局关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件。到2030 年,新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控,技术创新和产业水平稳居全球前列,市场机制、商业模式、标准体系成熟健全,与电力系统各环节深度融合发展,基本满足构建新型电力系统需求,全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。
储能在电力系统中的应用
储能在电力系统中的应用越来越广泛,有着十分重要的作用和潜力。主要应用:
1、能量调度和峰谷填平:可存储电力并在需要时释放,用于平衡电力系统的供需差异,平滑电力负荷曲线。
2、可再生能源的平滑输出:可解决可再生能源的间歇性和波动性问题。可以存储可再生能源的过剩电能,并在需要时释放,使可再生能源的输出平滑化,提高其可靠性和可预测性
3、微电网支持:可与分布式能源集成,在微电网中提供电力存储和调度功能。其为微电网提供了更高的独立性、稳定性和可持续性。
4、频率和功率调节:可通过快速响应来进行频率和功率调节,帮助电力系统维持稳定的电压和频率。可在短时间内提供或吸收电力,以应对突发的负荷变化或电力波动,提高电网的可靠性和稳定性。
5、输电线路容量提升:可在输电线路中存储电力,并在需要时释放,帮助提高输电线路的容量和效率。以减少对新建输电线路的需求,降低电网扩容的成本和对环境的影响。
6、备用电源和应急供电:可作为备用电源和应急供电系统,保障关键设施和用户在电网故障或停电情况下的电力供应。可迅速启动,并在电力中断时提供可靠的应急电力。
铅酸蓄电池如何适应新型电力系统
铅酸蓄电池如何适应新型电力系统的要求?
更加可靠、长寿命、少维护、良好的经济性——需要技术创新。
蓄电池技术创新探索
蓄电池技术创新1:
创新技术:加强蓄电池寿命评估及延寿研究。
目标:提高蓄电池性能质量,延长蓄电池使用寿命。
创新技术2:加强蓄电池SOC及蓄电池寿命影响因素的研究。
目标:提高蓄电池在状态下的可估性,满足备电储能的新应用方式。
创新技术3:加强蓄电池的数字化运维管理的研究。
目标:加强直流电源系统的数字化和智能化发展。
创新技术4:加强蓄电池组备电储能运行的可行性研究。
目标:降低电池充电电压,降低电池充电温度,提高电池可靠性,稳定性,延长蓄电池使用寿命。
创新技术5:电力系统多站融合应用对蓄电池技术要求的研究。
目标:降低电池充电电压,降低电池充电温度,提高电池可靠性,稳定性,延长蓄电池使用寿命。
适应性技术创新
适用各类应用场景方面的技术创新,比如电池技术:
耐高温电池、高安全性能、耐低温电池、提高电池充放电效率、高能量密度电池。
储能电池需求日益增大
截至2022年底,全国新型储能装机中,锂离子电池储能占比94.5%、压缩空气储能2.0% 、液流电池储能1.6%、铅酸(炭)电池储能1.7%、其他技术路线0.2% ,飞轮、重力、钠离子等多种储能技术也已进入工程化示范阶段。
今年上半年,我国新型储能装机规模持续快速增长,已投运项目数量达850个,是去年同期的两倍多;已投运新型储能累计装机量达20吉瓦。 其中,2022年装机量为13.1吉瓦,今年上半年装机量为6.9吉瓦。
研究机构认为
全球新增储能装机容量有望在2023年创下纪录,新增装机容量有望达到42GW/99GWh,随着新增装机容量竞价和公用事业公司采用储能提议令储备项目越来越多,政府投资和政策开始见效。
随后直至2030年将以27%的复合年增长率增长,其中2030年年新增装机容量达110GW/372GWh,到2030年全球储能系统装机容量预计将超1.6TWh以上。
亚太地区在储能装机容量(以GW计)方面保持领先,2030年将占新增装机容量的近一半(47%)。中国之所以领先,很大程度上是因为自上而下强制性要求大型风电和光伏配建储能。其他市场也制定了促进储能的新政策。
广东省推动新型储能产业高质量发展的指导意见
发展目标:
新型储能产业链关键材料、核心技术和装备自主可控水平大幅提升,全产业链竞争优势进一步凸显,市场机制、标准体系和管理体制更加健全,大型骨干企业规模实力不断壮大,产业创新力和综合竞争力大幅提升。
到2025年,全省新型储能产业营业收入达到 6000亿元,年均增长50%以上,装机规模达到300万千瓦。到2027年,全省新型储能产业营业收入达到1万亿元,装机规模达到400万千瓦。
总结
新型电力系统对电池需求
电池的要求:本质安全、经济性、长寿命,少维护。
储能在电力系统中的应用不仅提供了能源的灵活管理和优化,还提升了电网的可靠性、稳定性和可持续性。
随着技术的不断发展和成本的降低,储能系统的应用前景更加广阔。