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第六篇 储能氢能赛道加速培育
罗曼
(中能传媒能源安全新战略研究院)
一、国家能源局发文规范新型储能并网和调度运用
为规范新型储能并网接入管理,优化调度运行机制,充分发挥新型储能作用,支撑构建新型电力系统,4月,国家能源局印发《关于促进新型储能并网和调度运用的通知》。
《通知》对接入电力系统并签订调度协议的新型储能进行了规范,并从管理措施和技术方面提出具体要求。管理措施方面,一是规范并网接入,要求电网企业及电力调度机构制定新型储能并网细则及并网工作指引等,明确并网流程、相关标准及涉网试验要求。二是优化调度方式,要求电力调度机构科学确定新型储能调度运行方式,并支持联合调用模式,明确了各类新型储能调用原则。三是加强运行管理,各地在制定电力市场规则或《电力辅助服务管理实施细则》《电力并网运行管理实施细则》时,应明确、细化新型储能的考核实施细则。技术要求方面,一是规范接入技术要求,新型储能接入系统应符合电力系统安全稳定运行要求,完成相应性能试验及涉网试验,新型储能设备应满足国家、行业技术标准及管理规范有关要求。二是明确调用技术要求,提出新型储能应配备功率控制系统或协调控制系统,所有调管范围内的新型储能应具备按照调度指令进行有功功率和无功功率自动调节的能力。三是鼓励存量电站改造,存量新型储能通过技术改造并具备接受调度指令能力后,电力调度机构应及时开展新型储能并网及调度工作。四是推动调控技术创新,结合新型储能多场景和市场化运行需求,开展各类新型储能智慧调控技术攻关,加强新技术研发应用。
《通知》印发以来,国家能源局推动电网企业完善调度规程,促进新型储能调用水平稳步提高。据电网企业统计,2024年1—8月,全国新型储能累计充放电量约260亿千瓦时,等效利用小时数约620小时。其中,国家电网公司经营区新型储能累计充放电量约220亿千瓦时,南方电网公司经营区新型储能累计充放电量约30亿千瓦时,内蒙古电力公司经营区新型储能累计充放电量约10亿千瓦时。
二、工信部拟发文推动新型储能制造业高质量发展
为构建新一代信息技术与新能源等增长引擎,深化新型储能供给侧结构性改革,推动新型储能制造业高质量发展,引导产业加快技术进步和转型升级,11月,工信部就《新型储能制造业高质量发展行动方案》(征求意见稿)公开征求意见。
《行动方案意见稿》提到,到2027年,新型储能制造业规模和下游需求基本匹配,培育千亿元以上规模的生态主导型企业3~5家。高安全、高可靠、高能效、长寿命、经济可行的新型储能产品供给能力持续提升。产业主体集中、区域集聚格局基本形成,产业集群和生态体系不断完善。产业链供应链韧性显著增强,标准体系、管理体制和市场机制更加健全。新型储能系统能量转化效率显著提升,热滥用和过充电不起火、不爆炸,实现新型储能电站电池模块级精准消防,保障全生命周期使用的安全可控。推动新型储能制造业更好满足电力、工业、能源、交通、建筑、通信、农业等多领域应用需求,为推动能源革命、实现碳达峰碳中和提供坚实物质保障。
《行动方案意见稿》提出深化新型储能供给侧结构性改革。供给侧结构性改革强调优质产品供给,通过推动新型储能技术创新、提高产品竞争力,有助于带动需求增长。同时,供给侧结构性改革强调有效供给,有助于加快储能电池环节供需平衡到来。储能制造产业链中,储能锂电池属于重资产环节,且目前平均产能利用率不足50%,供需矛盾较为突出。《行动方案意见稿》提出一方面要依托研究机构开展行业运行监测预警,引导上下游稳定预期,有序部署产业规模,减少低水平重复建设;另一方面着力扩大需求,有望促使储能锂电池行业供需尽快达到新的平衡。
三、多方聚力深化新型储能技术创新
为加快推进重大任务攻关、提升协同创新水平,国务院国资委聚焦战略性新兴产业,从6月开始启动了新一轮中央企业创新联合体组建工作。7月30日,由国务院国资委指导、国家电网有限公司和中国南方电网有限责任公司主办的中央企业新型储能创新联合体启动会在北京召开。除两大电网公司外,该创新联合体成员单位还包括多家中央企业、地方国企、民营企业、高等院校、科研院所及社团组织。
中央企业新型储能创新联合体将充分发挥中央企业国家战略科技力量作用,推动产学研协同、大中小企业融通,着力解决制约新型储能产业发展的系列“痛点”“堵点”“短板”问题,推动新型储能领域基础理论研究和关键技术研发,促进创新链产业链深度融合,加快科技成果向现实生产力转化。
当前,中央企业新型储能创新联合体已布局57项重点攻关任务,围绕“高安全、低成本化学储能”“高效率、低成本物理储能”“规模化支撑技术”“多场景应用实证”等四大方向,在能源、通信、航天等行业开展攻关,旨在集中力量攻克一批关键共性技术,产出一批标志性产品,建成一批重大工程和平台,跟踪调整前沿性和颠覆性攻关任务布局,有力推动我国新型储能技术创新和产业水平稳居全球前列,支撑新型能源体系和新型电力系统高质量建设。
四、构网型储能获市场广泛关注
6月,位于青海省格尔木市光伏产业园区的全球首个100兆瓦时智能组串式构网型储能项目正式投运。11月,新疆克州300兆瓦/1200兆瓦时构网型独立储能项目全容量并网送电成功,该项目作为全球磷酸铁锂电池储能路线中容量最大的构网型项目,其投运不仅为当地新能源消纳提供重要支撑,也为构网型储能后续推广树立了标杆。
随着新能源和电力电子设备的渗透率逐步提高,电力系统呈现惯性减小、系统强度变弱的趋势,稳定性问题愈发严重,而构网型储能系统因可以设定电压参数,输出稳定的电压和频率,能够有效改善高比例新能源接入情况下短路容量和转动惯量缺失等问题,因此在新型电力系统中有广阔的应用前景。2023年9月,国家能源局印发《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》,提出支持构网型储能技术等研发与工程示范。今年3月,国家发展改革委、国家能源局印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》提出,到2025年,智慧调控运行体系加快升级,在具备条件地区推广车网协调互动和构网型新能源、构网型储能等新技术。与此同时,西藏、新疆、辽宁、福建等地相继出台政策鼓励建设构网型储能。在政策持续引导和市场积极响应下,构网型储能技术已然成为热门赛道。
尽管在新型电力系统建设过程中,从“跟网”向“构网”转变已经成为储能行业共识,但构网型储能技术目前尚处于初级发展阶段,要真正实现广泛应用,仍有诸多问题待解。一方面,该技术的核心是通过储能变流器构建起稳定的电压源,如何提升变流器的过流能力,是当前构网型储能设备面临的主要技术挑战。另一方面,作为一项新技术,构网型储能目前仍缺乏相关标准和规范,如技术定位、技术规范、功能要求、测试规范、验收标准等亟待出台。此外,储能过流能力倍数级增长,将带来设备成本的大幅升高,在当前行业“内卷”严重的背景下,构网型储能尚不具备竞争优势。
五、抽水蓄能在建规模跃升至亿千瓦级
8月,水电水利规划设计总院联合中国水力发电工程学会抽水蓄能分会共同发布《抽水蓄能产业发展报告2023年度》。《报告》显示,截至2023年底,我国抽水蓄能累计已投运规模达到5094万千瓦,约占全球抽水蓄能装机的28.1%,位列全球首位。已建、在建及核准待建抽水蓄能电站规模约2.3亿千瓦,连续8年稳居世界第一。其中,在建规模也跃升至亿千瓦级。已纳入规划和储备的抽水蓄能站点资源总量约8.23亿千瓦。
数据显示,2024年上半年,全国新增抽水蓄能并网容量280万千瓦,截至6月底,全国抽水蓄能累计装机容量达5439万千瓦。抽水蓄能投资增势加快,上半年投资增速较2023年同期增加30.4个百分点。预计2024年抽水蓄能装机规模仍将保持稳步增长,到年底投运总装机规模将达5700万千瓦。当前,抽水蓄能产业已经成为我国新能源基础设施网络的重要组成部分,国家对未来抽蓄发展规模提出了明确指标要求。2月,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》指出,到2027年,抽水蓄能电站投运规模达到8000万千瓦以上。8月,中共中央、国务院印发的《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》提出,加快构建新型电力系统,到2030年,抽水蓄能装机容量超过1.2亿千瓦。
抽水蓄能在新型电力系统中兼具源、荷、储特性,调节性能优越,更重要的是作为同步机型大容量储能,还具备同步电压支撑、同步惯量支撑等独特优势,是“保供应、保安全、促消纳”的重要基石。未来几年,抽水蓄能仍处于行业发展的战略机遇期,机组建设技术将不断进步,变速抽蓄机组应用场景将更加广泛。
六、抽水蓄能参与电力市场交易序幕拉开
7月,广东省能源局、国家能源局南方监管局联合印发《广东省抽水蓄能参与电力市场交易实施方案》,建立了抽水蓄能参与广东电力市场的交易机制。随后,广东率先开展抽水蓄能试点参与电力市场,拉开了我国抽水蓄能参与电力市场交易的序幕。山西、青海等省(区、市)也在相关政策文件中提出推动抽水蓄能参与电力市场,都在陆续推动实施中。
据当前抽水蓄能建设规模预计,“十五五”期间我国抽水蓄能建设投产将处于高峰期。随着大规模抽水蓄能投产,如何促进和引导其经济高效运营成为亟需解决的问题。自国家发展改革委印发《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》提出逐步推动抽水蓄能电站进入市场已有3年,但我国抽水蓄能入市进展仍较为缓慢。
现阶段,抽水蓄能全面参与电力市场主要存在三方面挑战。一是若抽蓄全面参与现货市场,市场出清结果可能造成多台抽蓄机组同时启停,引起电网功率波动,对电网频率稳定构成潜在威胁。二是抽蓄在电网中同时承担着调峰、调频、黑启动等多重调节功能,但电力市场目前仅能在部分方面衡量抽蓄贡献,抽蓄全面入市存在收入难以覆盖运行成本的问题。三是长期以来抽蓄按照计划调度模式发电,对其设备性能和管理能力的要求相对较低,入市后,市场竞争将对抽蓄机组设备调节速率、调节精度、自动响应能力、可靠性等提出更高要求,而抽蓄电站的生产组织模式、市场运营能力等亦需进一步完善提升。
七、氢能助力经济社会发展全面绿色转型
8月,中共中央、国务院印发《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》,明确了10项重点任务,氢能多次被“点名”提及。例如,在稳妥推进能源绿色低碳转型方面,《意见》要求推进氢能“制储输用”全链条发展;在推进交通运输绿色转型方面,《意见》要求完善充(换)电站、加氢(醇)站、岸电等基础设施网络;在完善绿色转型政策体系方面,《意见》要求完善可再生能源标准体系和工业绿色低碳标准体系,建立健全氢能“制储输用”标准。可以窥见,氢能已成为我国加快经济社会发展全面绿色转型的重要抓手。
而在刚刚出台的《中华人民共和国能源法》中,氢能首次被明确纳入能源管理体系,与煤炭、石油、天然气、核能、水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能以及电力、热力等一同作为能源进行管理,同时明确,积极有序推进氢能开发利用,促进氢能产业高质量发展。这从国家层面确立了氢能的法律地位,为氢能行业的发展指明了方向,氢能产业即将迎来发展的春天。
八、制氢储氢技术持续突破
3月,北京航天试验技术研究所牵头承担的国家重点研发计划“重型车辆液氢储供关键技术研究”项目顺利通过综合绩效评价。该项目完成了车载液氢储供系统7项关键技术攻关,在国内率先研制了80千克级车载液氢储供系统工程样机;完成了液氢储供系统和燃料电池及整车的匹配性测试等。
5月,中国船舶集团第七一八研究所旗下中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司自主研发的国内最大单体产氢量3000标准立方米/时水电解制氢装备在河北邯郸下线。该装备突破了大功率、高电密、宽负载、低电耗等多项前沿技术,实现了单体产氢量由2000标准立方米/时到3000标准立方米/时的跨越,可显著提高单机产能、降低生产投入和运行成本。6月,深圳大学科研团队与东方电气集团合作,首次实现海上风电可再生能源和海水直接电解制氢一体化,并在大海中利用海上风电驱动海水制氢,海水杂质离子阻隔率高达99.99%以上,制氢纯度达到99.9%至99.99%区间。同月,我国首套自主研发的百千瓦级电氢双向转换装置在广州投运,在国内率先通过一套装置完成制氢和发电,实现了绿电和绿氢的双向高效可靠转换,标志着我国可逆固体氧化物电池技术从实验室走向了示范应用。7月,由榆林学院与常州市蓝博氢能源科技有限公司共同建设的我国首个光热补能甲醇制氢加氢一体站投入使用。该一体站将太阳能转化为热能,进而利用热化学将甲醇转化为氢气。这一转化过程显著提升了能源利用效率,极大地降低了环境污染。统计数据显示,该一体站每天可生产数百千克氢气,能够满足数十辆新能源汽车的加氢需求。
9月,我国首套氢膨胀5吨/天氢液化系统在北京正式发布。该系统由中国航天科技集团六院101所、航天氢能科技有限公司联合研制,8月18日成功产出液氢,是我国在液氢大规模制备领域取得的突破,将助力液氢大规模应用的工业化进程,为推动能源结构转型提供重要技术和装备基础。
九、氢能在交通领域实现多场景应用
4月,西部陆海新通道跨境公路首趟氢能源班车发车。满载着包装材料的氢能源卡车从成都装货出发,抵达重庆南彭公路保税物流中心(B型)通关后驶往越南。“成渝氢走廊”是贯通成渝中部城市群的氢能快捷运输线,深度整合了川渝两地优势产业资源,形成产业集聚发展。
6月,我国首个重载铁路加氢站——国家能源集团巴图塔加氢站正式投入商业运营。巴图塔加氢站加氢能力达每天500千克,储氢能力为800千克,最快30分钟可加满一台氢能动力机车,所加注的氢燃料可供机车连续运行8小时,空载续航里程达800千米,预计每年可减少二氧化碳排放量约800吨。同月,全国首个全场景氢能港口建设启动仪式在山东青岛举行,山东省港口集团青岛港发布了氢能港口最新规划。根据发展规划,青岛港将加快推动氢能全链条多场景应用落地,构建港口氢气供应体系、高效加氢体系、用氢安全管控体系“三大体系”,打造港口氢能全产业链一体化应用示范、多场景应用示范、多元化应用示范“三个示范”,建设氢能产学研创新发展平台、氢能贸易枢纽平台、氢能港口公共服务平台“三大平台”。同月,国内首艘商用氢燃料电池动力游览船——“西海新源1号”在江西九江正式交付使用。该船可载乘员22人,最大航速25千米/小时,采用双电机双桨推进,船舶动力由氢燃料电池与锂电池混合双动力系统组成,具有零污染零排放、高舒适性和低能耗、低噪声等特点。
9月,我国首列氢能源智能城际动车组CINOVA H2在德国柏林国际轨道交通技术展览会上正式发布。该车搭载了中国中车自主研发的氢燃料电池系统,具有完全自主知识产权。该车采用氢动力,行驶全程实现“零碳”排放,而且运行速度、载客能力、续航里程等关键性能优于国际同类产品,将为非电气化铁路客运装备绿色升级注入全新动力。
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7月10日,洛阳平洛新能源有限公司发布洛阳平洛新能源有限公司孟津区独立储能项目EPC总承包招标公告。项目位于洛阳市孟津区白鹤镇雷湾村炎黄大道与王铎路交叉口东南角,项目总占地面积1.9267公顷,进站道路自项目场站北侧边界与会小线相连,总长194m,路基宽度6.5m,采用双车道四级公路标准,混凝土路面
7月8日,远景打造的全球最大152万吨绿色氢氨项目首期32万吨工程在内蒙古赤峰建成投产。当天下午,全球首罐绿氨从园区顺利发车,法国必维国际检验集团现场为这罐绿氨颁发全球首张ISCC可再生氨证书,这标志着全球绿色氢氨产业从此迈入商业化生产新阶段。远景董事长张雷和赤峰市市长栾天猛分别致辞,并同
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