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江苏国轩新能源科技有限公司储能电站
追风逐日,成功“出圈”
储能,从字面可以理解为“充电宝”,即在风电、光伏等新能源发电,充足时“充电”,在用电高峰或极端场景下,向电网或客户“放电”。而新型储能一般是指除抽水蓄能之外的电储能技术,是应对新型电力系统建设带来诸多挑战的调节手段之一。
在我国能源消费结构问题突出、化石燃料对外依存度较高的当下,以电化学储能为代表的新型储能,依靠建设周期短、选址灵活和反应速度快等优势,行业发展尤为亮眼。
句容抽水蓄能项目(在建)
“出圈”原因很简单。
实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军,我国从提出“双碳”目标后,就对电力领域提出了明确的要求,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,推动清洁电力资源大范围优化配置。
随着新能源大规模接入电网,其固有的间歇性、波动性和不稳定性,使得峰谷差本就大的电网,面临巨大的消纳和电力供需平衡压力。如何提升电网接纳可再生能源能力?
此时,新型储能成功“出圈”,由于配置灵活、响应速度快的特点,它在保障电力电量平衡、提高系统安全裕度、促进新能源高效利用方面发挥了“四两拨千斤”的作用。
江苏大唐吕四港17万千瓦平价光伏电站
可期前景,离不开政策层面持续发力。
今年1月,工业和信息化部联合6部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,明确加强新型储能产业发展统筹规划,提升太阳能光伏和新型储能电池供给能力,支持新技术新产品在重点终端市场应用,着力提升产业国际化发展水平。
2023年9月5日,工业和信息化部、财政部印发《电子信息制造业2023—2024年稳增长行动方案》,提出要统筹资源加大对锂电、钠电、储能等产业支持力度,加快关键材料设备、工艺薄弱环节突破,保障高质量锂电、储能产品供给,推动“智能光伏+储能”在工业、农业、建筑、交通及新能源汽车等领域创新应用。
海上风电
在江苏,“电化学储能”断层“出道”
新型储能,按照技术类别可以分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能和氢储能,如果在此基础上细分,还可以继续分出十余种形式。
就江苏的现状而言:省内新型储能的工程应用多以电化学储能为主。关于新型储能,江苏起步很早,早在5年前,镇江率先建成了8座、总容量达10.1万千瓦/20.2万千瓦时的磷酸铁锂电池储能电站,是当时全球规模最大的电化学储能电站集群。
所谓电化学储能,就是利用反应将化学能转换成电能,再释放到电路中,其优点显而易见:充放时间可以控制在毫秒级,对受端电网频率的支撑能力较高且布局灵活。因此,近几年江苏的电化学储能也在蓬勃发展。
江苏丰储共享储能项目
11月29日,在南通如东沿海经济开发区并网投运的丰储共享储能项目,占地面积126亩,装机容量为200兆瓦/400兆瓦时,它是江苏首个共享式储能站,论容量算得上是目前江苏电化学储能站的“大哥”。
值得一提的是,项目还引入了全新的商业运行模式:即打破储能站与发电站的“1对1”的传统对应关系,转向“1对N”关系,由第三方或厂商负责投资、运维,作为出租方将储能系统的功率和容量,以商品形式租赁给N个新能源企业用户。
共享储能运行模式
这种运营模式的优势,在于风电、光伏等新能源企业用户可以在服务时限内,享有储能充放电权力来满足自身的供能需求,无需自主建设储能电站,大幅降低了企业的原始资金投入。
除了电化学储能外,其他储能技术示范应用也在江苏省内日益广泛。
形式多样,储能圈太“卷”了
电磁储能
2021年,国网江苏电力成功研制500千瓦超级电容微储能装置,并在南京110千伏虎桥变工程应用,可在12毫秒内进入一次调频模式,响应时间仅为传统发电机组的千分之一。
电磁储能拥有较高的技术安全性和布局灵活性,效率高且使用寿命长,它利用正负离子在固体电极与电解液之间的表面上分别吸附,造成两固体电极之间的电势差,从而实现能量的存储。
500千瓦超级电容微储能装置
压缩空气储能
机械储能具有类比于常规火电机组的主动支撑能力,且能够满足长时储能需求,这里面的典型代表就是压缩空气储能技术。2021年9月30日,江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目并网试验成功,向国家电网发出了我国首个大型压缩空气储能电站第一度电。(点击链接,跳转阅读相关文章)
这是一种在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式,从而实现电网削峰填谷,提升电网调节能力和新能源消纳能力。地下盐穴具有体积大、密闭好、稳定性高的天然优势,可为压缩空气储能提供优良的储气条件。
金坛盐穴压缩空气储能电站
重力储能另一种较为特殊的机械储能形式是重力储能。
今年9月份正式封顶的全国首个重力储能项目——如东100兆瓦时重力储能项目主体工程,预计将在明年上半年并网投运,项目主体建筑是一座长122米、宽110米、高148米的35层储能塔。
如东100兆瓦时重力储能项目
该项目配备了12600块单体重量25吨的储能质量块,通过自动控制系统在储能塔内升降进行充放电,同时采用“两进一出”接线并网方案,即从电网、绿电侧接线充电,发电并入电网。
在充电模式下,系统中的同步发电机作为电机使用,吸收电能将重力块提升到一定的高度对能量进行存储,完成电能-机械能-势能的转换。在放电模式,系统通过释放重力块带动同步发电机发电,完成势能-机械能-电能的转换。
新型储能项目百花齐放的背后,是科学技术快速进步、产业链逐步完整、商业模式不断翻新的“自我革新”。
整个新型储能家族还在不断“扩容”,当中借助新型储能手段实现新旧能源优势互补,为新型电力系统提供容量支撑和调峰能力,促进能源清洁低碳转型。
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