登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
随着全球电力系统脱碳进程加速,风电、光伏等新能源装机及电量占比不断提高,电力系统对可靠电力支撑的时长需求不断增加。2021年,长时储能开始进入大众视线,并迅速引发技术研究和资本投资的热潮。
1、什么是长时储能?
迄今为止,长时储能还属于新生事物,国内外针对长时储能还没有统一的定义。
2021年1月,美国桑迪亚国家实验室发布的《长时储能简报》(Issue Brief – Long-duration energy storage)认为,长时储能是持续放电时间不低于4小时的储能技术。美国能源部2021年发布支持长时储能的相关报告,把长时储能定义为持续放电时间不低于10小时,且使用寿命在15-20年的储能技术。更有学者在期刊发文,把长时储能定义为跨日至跨季节的储能技术。而为了区别于我国目前大规模建设的2小时储能系统,也有从业人员将4小时及以上的储能技术归为长时储能。
2、为什么要发展长时储能?
解释这个问题,首先要从为什么发展储能说起。
没有储能的电力系统,就像没有调节水库的径流式水电站,来水发电,没水罢工。这在目前以火电为主的电源结构下游刃有余,因为随用随发的火电能保证“河里始终有水”,电力系统始终有可靠电力支撑。但未来随着双碳战略的深入实施,波动性极大的可再生能源(主要是太阳能和风能)占比提高到一定程度,无风无光的夜晚就会出现电能供不应求。发展配套储能,如同给水电站加装水库,目的是提高电力系统的可靠性。在风电、光伏发电高峰时段消纳新能源电量,并在无风无光时段支撑系统安全运行,真正变成“清洁电量的搬运工”。
那么,为什么要发展长时储能呢?
举个例子,如果水电站调节水库的蓄水量只够放两个小时,那后半夜依然得在黑暗中度过;即使水库蓄水量够用十个小时,我们还得祈祷第二天是晴天或刮风,若是无风的阴天持续两三天,我们就得准备更大的水库,也就是长时储能。
当然,未来的电力系统也会有风光之外的其他电源,考虑到电源的发电互补特性,再配上适当时长的长时储能,电力系统就变成了完全调节水电站,可保常年无忧。
麦肯锡预测,到2040年全球范围内将部署850-1400亿千瓦时容量的长时储能。这约等于我国2021年全社会用电量的1.5%,该规模储能若用于供应我国全社会用电负荷,可支撑5-6天。
储能应用于削峰填谷示意图
3、我国使用了哪些长时储能技术?
按照技术类型,长时储能可以分为机械型、电化学型、储热型和化学型。除了化学型储能技术外,其他类型长时储能技术我国均有示范工程建设或投运,为“十四五”期间长时储能技术示范应用奠定基础。
(1)抽水蓄能
抽水蓄能有上下两个水库,储能时用电能抽水至上水库,将电能转换为重力势能;发电时放水至下水库推动水轮机,将重力势能转换为电能。抽水蓄能电站建设规模大、建设周期长,属于电力系统“大型充电宝”。当前抽水蓄能电站单机容量在30-40万千瓦,总装机在30-360万千瓦,储能时长一般4-10小时。如装机容量世界第一的河北丰宁抽水蓄能电站,其总装机360万千瓦,12台机组满发利用小时数为10.8小时。
抽水蓄能示意图
(2)液流电池
液流电池电解液与电堆分别布置,通过正、负极电解液流过电堆时发生可逆化学反应,实现电能与化学能的相互转换。液流电池建设周期较短,可通过调整电堆或电解液容量实现发电功率和储能容量的放大。当前液流电池装机在10-100兆瓦,储能时长一般2-6小时。如大连液流电池调峰电站国家示范项目,其一期总装机100兆瓦,储能时长4小时。
全钒液流电池示意图
(3)熔盐储热
熔盐储热通过加热熔盐实现能量存储,释能时高温熔盐换热产生高温高压蒸汽推动汽轮机发电。熔盐储热建设规模大、使用寿命长,现阶段主要用于光热电站。当前熔盐储热装机在10-100兆瓦,储能时长一般5-15小时。如中国能建投资建设的哈密塔式光热电站,其总装机50兆瓦,熔盐储热时长13小时。
(4)压缩空气储能
压缩空气储能一般借助盐穴或容器储存高压空气,储能时压缩机将空气压缩并储存,将电能转换为空气内能;释能时高压空气推动涡轮机发电,将空气内能转换为电能。压缩空气储能电站建设周期较长,安全性高,属于机械型储能技术,当前压缩空气储能电站装机在10-300兆瓦,储能时长一般4-10小时,如国家示范项目金坛盐穴压缩空气储能电站,其一期总装机60兆瓦,储能时长5小时。
盐穴压缩空气储能示意图
此外,还可以用盐穴或容器来储存氢气,实现跨周甚至跨季节的化学物质储能。
还有哪些脑洞大开的长时储能技术?
很多长时储能前沿技术仍处于中早期研发示范阶段,比如铁-空气电池储能、热岩储能、二氧化碳电池储能、熔融铝储能等。
(1)铁-空气电池储能
铁-空气电池是金属-空气电池的一种,其基本原理是基于铁的可逆氧化(生锈)。当铁-空气电池放电时,空气中的氧气会使铁生锈;当它被充电时,铁锈通过电流的作用被还原为铁。这个过程排放的唯一物质是氧气。发明该技术的美国Form Energy公司声称,采用这种电池的储能系统持续放电时间长达100小时,其成本与现有化石燃料发电厂相当,该公司将在美国明尼苏达建设全球首个1兆瓦/150兆瓦时的铁-空气电池储能系统试点。
(2)热岩储能
丹麦的Stiesdal存储技术公司正在研究将电能以热能的形式储存在石头中的技术,被称为GridScale。GridScale储能由一套或多套装满碎石的钢罐组成。碎石是压碎成豌豆大小的玄武岩,可以承受反复加热。充电和放电是通过一个压缩机和涡轮机系统完成,充电时将装满冷石头的储罐中的热能,泵到装满热石头的储罐中。冷罐里的石头变得更冷,而热罐里则变得更热,温度可达600摄氏度。能量可以在石头中储存很多天,当电网需要电力时,热能通过涡轮机从热罐返回到冷罐,从而产生电力。由于能量损失小,这是一个高效率的储能方案,并可根据所需的储存时间和容量选择储罐的数量。GridScale示范电站将成为丹麦最大的电力储存设施,容量为10兆瓦时。
热岩储能示意图
(3)二氧化碳电池储能
意大利的Energy Dome公司声称其研制的二氧化碳电池能提供快速响应、廉价的电网级储能。其原理类似压缩空气储能系统,发电机把二氧化碳压缩成液体并存储,同时存储压缩气体产生的废热;当需要支援电网时,便以先前存储的废热将液态二氧化碳蒸发,驱动第二组涡轮机发电,二氧化碳气体返回“圆顶”气囊。
二氧化碳电池储能示意图
Energy Dome表示,全尺寸二氧化碳电池容量可达25兆瓦,并存储100~200兆瓦时能量,最佳充电/放电周期为4到24小时,非常适合日常和日间循环;其转换效率达75%,电池使用寿命预计在25年左右,平准化成本(LCOS)可以在几年内低至50~60美元/兆瓦时。Energy Dome将其技术与压缩空气储能(CAES)和液态空气储能(LAES)进行了比较,结论是二氧化碳电池的能量存储密度是CAES的10~30倍,尽管只有LAES的三分之二,但它不需要低温,可以储存在环境温度。
(4)熔融铝储能
瑞典初创公司Azelio的试点技术熔融铝储能,已安装在580兆瓦的摩洛哥Noor Ouarzazate太阳能综合体(510兆瓦的光热和70兆瓦的光伏)项目中。该技术采用一种由再生铝合金制成的相变材料作为储热介质,一种方式是使用电力通过电阻加热器将再生铝加热到600°C,另一种方式是通过聚光太阳能光热系统产生的热量来熔化铝合金,从而将能量以热能的方式储存起来。当需要释能时,合金冷却并重新凝固,释放出的热量使用传热流体输送到斯特林发动机发电。温度为65°C的废热也可以出售给工业用户或当地的区域供热系统。
根据Azelio的说法,当同时使用电力和废热时,该过程具有90%的往返效率;该技术可以实现长达13个小时的电力诸存,可以模块化安装并可以按需提供热量,在炎热或寒冷的气候条件下均可使用,预计系统寿命可达30年。同时,该方案可以从100千瓦扩展到100兆瓦级别,且再生铝存储介质可以一次又一次地重复使用,而不会随着时间的推移降低容量。
总而言之,目前储能的蓝海中正百家争鸣,千帆竞技,长时储能的出路,尚在漫漫而修远的求索中。为了更充足更长久的能源,为了更绿色更从容的未来,人类一直在努力。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,3月22日,江苏省科学技术厅、江苏省财政厅印发《2024年度省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目指南》及组织申报项目的通知。文件明确,针对“新能源+”和能源新技术等源头减碳路径,围绕绿氢、储能等重点领域开展关键技术攻关,其中包含,新一代长时储能关键技术。研究内容:针对源网
当前的新型储能发展,“冰火两重天”。新型储能赛道火热。截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦,相当于1.4个三峡水电站的装机容量。2023年一年,我国新型储能新增装机规模已是“十三五”末装机规模的近10倍。然而,新型储能一边大肆扩张,一边暗潮汹涌,价格“卷”出新
北极星储能网获悉,据纽柯钢铁公司官网消息,3月19日谷歌、微软和纽柯钢铁公司宣布,他们将在整个电力生态系统中开展合作,开发新的商业模式,并汇总他们对先进清洁电力技术的需求。这些模式将旨在加速首创和早期商业项目的开发,包括先进核能、下一代地热、清洁氢气、长时储能等。作为第一步,这几家
长时储能系统是可实现跨天、跨月,乃至跨季节充放电循环的储能系统,以满足电力系统的长期稳定。可再生能源发电渗透率越高,所需储能时长越长。可再生能源发电具有间歇性的特点,主要发电时段和高峰用电时段错位,存在供需落差。随渗透率上升,平衡电力系统的负荷要求增加。相较于短时储能,长时储能系
“储能产业没有最卷,只有更卷。”在2023年上海SENC储能展会期间,协鑫集团董事长朱共山称。(本文来源自微信公众号:九鼎投资id:JD_Capital)究竟有多卷?国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出,到2025年,中国新型储能装机容量要达到30GW以上。而中关村储能产业技术联盟的数据显示,截至2023
12月23日,由研究所储能研发中心团队自主研发的“大规模先进压缩空气储能系统关键技术”顺利通过技术成果鉴定。鉴定会由中国工程热物理学会组织,鉴定委员会由杨勇平院士、宣益民院士、何雅玲院士、王秋良院士、姜培学院士和朱俊强院士及来自高校、企业、科研院所等15位专家组成,杨勇平院士担任主任。
北极星储能网获悉,2024年1月4日,苏盐井神发布公告,拟与江苏省国信集团有限公司、淮安市产业投资有限公司共同投资成立合资公司,合作建设压缩空气储能项目。项目计划建设2套250MW压缩空气储能机组设备,总储能容量为2250MWh,计划总投资约35.7亿元。近日,压缩空气储能又迎来新突破,全球最大规模的3
北极星储能网获悉,2024年1月2日,山东省人民政府印发2024年“促进经济巩固向好、加快绿色低碳高质量发展”政策清单(第一批),其中提到,对独立储能示范项目和列为试点的长时储能项目,参与电力市场的容量补偿费用暂按电力市场规则中月度可用容量补偿标准的2倍执行;其中,长时储能项目容量补偿不与
12月29日,由国家电投集团云南国际电力投资有限公司(以下简称“云南国际”)与国家电投集团科学技术研究院有限公司(以下简称“中央研究院”)联合自主研发的全球首套兆瓦级空气热力循环储能(以下简称“CASE”)中试项目在云南曲靖陆良县工业园区举行开工仪式。中国工程院院士、华北电力大学校长杨勇
一份由能源经济与金融分析研究所(IEEFA)和JMKResearch发布的新报告指出,储能系统将在本十年成为印度最受投资青睐的清洁能源资产类别,但最大规模的部署可能会出现在抽水蓄能,而不是锂离子电池。(本文来源:微信公众号EnergyKnowledgeID:EnergyKnowledge)报告称,储能系统将成为印度电力市场在20
北极星储能网获悉,近日,比尔·盖茨的突破能源基金(BreakthroughEnergyVentures)对FourthPower热能储能初创公司提供支援,这意味着基金在长时储能方面加大投资力度。据悉,FourthPower公司的液态锡储能技术将可再生电力转化为热能,储存起来供之后使用。透过使用液态锡,该公司的热电池可在极高温度
随着世界各国迈向净零排放的步伐加快,人们需要直面可再生能源的间歇性、波动性问题。通常要达到4小时以上甚至跨周、跨季节的长时储能技术,才能保证电力系统的安全稳定运行。通过长时储能,我们可以以负担得起、可靠和可持续的方式转型到可再生能源,并能解决风电和太阳能发电的间歇性和不稳定性。近
近日,中建六局中标浙江湖州年产5GWH锌溴液流储能电池生产智造项目工程总承包,中标金额26.65亿元。该项目位于浙江省湖州市南浔区,总建筑面积约23.22万平方米,配套建设道路、给排水、绿化、供配电、消防等公用辅助工程,还包含约1500台(套)高精定制设备的安装工程。该项目建成启用后将新增5条1GWH
北极星储能网讯,3月25日,美国科学杂志《naturecommunications》发布一项液流电池最新研究。根据相关内容显示,实验中,电池在连续1000次充电循环中表现出显著的循环稳定性,同时保持其最大容量的98.7%。相比之下,先前类似铁基电池在更少的充电周期内,充电容量会下降两个数量级。
北极星储能网获悉,3月15日,三峡新疆光储项目200MW/1000MWh全钒液流储能EPC中标结果公布,上海勘测设计研究院有限公司、中建三局集团有限公司、大连融科储能技术发展有限公司联合体以192901.953347万元中标该项目,折合单价1.929元/Wh。2022年1月,国家发改委、能源局印发《“十四五”新型储能发展实
近日,许继电气股份有限公司成功中标国家电投集团科学技术研究院有限公司“铁-铬液流电池能量管理系统框架采购”项目,是公司在储能能量管理系统领域取得的又一个突破。许继电气通过多年的技术攻关,突破了储能电站海量信息处理、储能电站可靠辅助构网及稳定独立组网技术、精准阻尼控制与惯量支撑技术
北极星储能网获悉,3月6日,广东省东莞市发展和改革局发布《东莞市新型储能电池产品出口认证资助工作指引(2024年修订稿)》《东莞市新型储能示范应用资助工作指引(2024年修订稿)》。其中储能应用补贴,补贴规则明确储能系统需满足工作寿命10年以上、接入电压等级380V及以上、电芯循环寿命≥6000次等
北极星储能网获悉,3月1日,中核集团新华水电发布2024年度全钒液流电化学储能系统集采公告,本次采购0.25C系统1.1GWh、0.5C系统100MWh,总规模1.2GWh,拟选定5家企业入围。招标范围为储能系统所需全套设备的供货,包括全钒液流电池、PCS、BMS、EMS、汇流设备、变压器等。招标要求储能系统并网电压等级
2月27日,中国储能技术创新应用峰会暨2024“北极星杯”储能影响力企业评选活动在宁波隆重举行。宿迁时代储能科技有限公司凭借自主研发的水系有机液流电池荣获2024“北极星杯”储能年度新锐企业奖项。“北极星杯”储能影响力品牌评选活动由行业内领先垂直媒体北极星电力网主办,“北极星杯”储能影响力
近日,许继电气股份有限公司成功中标国家电投集团科学技术研究院有限公司“铁-铬液流电池能量管理系统框架采购”项目,是公司在储能能量管理系统领域取得的又一个突破。
长时储能系统是可实现跨天、跨月,乃至跨季节充放电循环的储能系统,以满足电力系统的长期稳定。可再生能源发电渗透率越高,所需储能时长越长。可再生能源发电具有间歇性的特点,主要发电时段和高峰用电时段错位,存在供需落差。随渗透率上升,平衡电力系统的负荷要求增加。相较于短时储能,长时储能系
京津冀三地推动氢能、新型储能等绿色能源产业协同发展,是实现区域能源结构绿色转型、加快区域产业结构优化升级、打造区域未来经济新增长点的重要选择。据北京市经济和信息化局相关负责人介绍,京津冀三地产业发展目标高度一致,产业基础各具优势,资源禀赋充分互补,已具备全产业链协同发展的基础条件
北极星储能网获悉,3月22日,江苏省科学技术厅、江苏省财政厅印发《2024年度省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目指南》及组织申报项目的通知。文件明确,针对“新能源+”和能源新技术等源头减碳路径,围绕绿氢、储能等重点领域开展关键技术攻关,其中包含,新一代长时储能关键技术。研究内容:针对源网
国家能源集团在2024年工作会议上提出,重塑形成“煤火风光水、化油气氢核等能源谱系+物流贸易金融支撑+产研用融通”的综合性现代化产业发展新格局。基于我国能源结构特点,煤电仍承担保障电力安全的重要作用,开展“煤电+储热”提升煤电调节能力,对深化煤电灵活性改造,推动新型电力系统构建具有积极
1月21日上午,“宿州热电基于熔盐储热的煤电灵活性关键技术研究及示范应用”项目开工仪式在国能宿州热电有限公司成功举办,标志着全国首个熔盐储热替代电化学储能的项目,世界最大煤电机组耦合熔盐储热项目正式拉开建设序幕。安徽省宿州市埇桥区发改委、国家能源集团安徽公司、新能源院领导和项目部全
12月5日,华能(广东)能源开发有限公司发布海门电厂2023年基于熔盐储热的调频调峰安全供热综合提升示范工程施工总承包,华能海门电厂计划在回水泵房及启动锅炉区域内建设一套60MW/120MWh的熔盐储热系统,配置两套“二拖一”30MW熔盐储热的电加热系统,分别接入厂内各台机组的6kV高压厂用电系统,详情
华能北方魏家峁电厂高温熔盐储热示范工程性能调试优化项目招标公告(招标编号:HNZB2023-10-3-003)项目所在地区:内蒙古自治区1.招标条件本华能北方魏家峁电厂高温熔盐储热示范工程性能调试优化项目已由项目审批机关批准,项目资金为企业自筹,招标人为北方魏家峁煤电有限责任公司本部。本项目已具备招标
北极星储能网获悉,8月31日,上海市科学技术委员会发布《上海市2023年度“科技创新行动计划”科技支撑碳达峰碳中和项目申报指南》的通知。在能源绿色低碳转型板块下包括新型储能方向,其中研究目标为围绕储能技术发展趋势,重点突破全固态电池、钙基热化学储能、高温熔盐储热等新型储能关键技术,解决
为切实加强东北区域电力安全生产重大事故隐患专项排查整治,东北能源监管局按照国家能源局《全国电力安全生产重大事故隐患专项排查整治2023行动方案》要求,聚焦重大事故隐患精准严格执法,稳步推进排查整治行动落实落地。一是筑牢思想根基,及时组织传达学习党中央、国务院关于安全生产和防汛救灾工作
杭州华源前线能源设备有限公司热能研究院院长楼宇在2023年中国储能技术创新应用峰会指出,储热领域最关注的三个点,一个储热介质,第二个是加热方式,第三个是蓄热系统。杭州华源前线能源设备有限公司热能研究院院长楼宇储热介质最常见的一个是具体蓄热砖,第二个是熔盐,第三个是水,其中,熔盐的蓄热
近日,为进一步落实主题教育“践行宗旨为民造福”的目标,认真吸取河南熔盐储热项目高温爆裂事故教训,防范类似事故再次发生,东北能源监管局按照国家能源局有关工作部署,切实履行监管职责,扎实组织电力企业开展排查熔盐储热等能源综合利用项目安全排查工作,并督促企业加强相关项目安全生产管理。东
5月15日,由中国华能集团有限公司自主研发的国内首套66万千瓦煤电机组耦合蒸汽熔盐储热调峰调频示范项目在华能魏家峁煤电公司成功投运,该项目填补了我国“熔盐储热+热水储热”辅助煤电调峰调频的技术空白,为煤电机组完成灵活性改造、提升调峰调频能力,提供了新的路线。该项目储热容量为80兆瓦时,机
北极星电力网获悉,5月18日,内蒙古魏家峁煤电有限责任公司高温蒸汽熔盐储热示范项目1号机组投运。投运后,每年可增加新能源消纳电量6亿千瓦时、节约燃煤18万吨、减排二氧化碳30万吨,将为煤电机组完成灵活性改造、提升调峰调频能力提供技术新路径。该项目是我国国内首套“熔盐储热+热水储热”辅助煤电
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!