儲(chǔ)能是新能源浪潮下,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。隨著儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步和成本降低以及需求側(cè)的演化發(fā)展,分布式儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì),也是突破傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)營方式的重要途徑。在各儲(chǔ)能類型中,電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)占比最大,而電化學(xué)儲(chǔ)能中,鋰離子電池的項(xiàng)目數(shù)占比、裝機(jī)容量占比最大,其增長幅度也最快,鋰電池由于能量密度高、循環(huán)壽命高、充電倍率高等優(yōu)點(diǎn),在儲(chǔ)能市場占據(jù)統(tǒng)治地位,分布式儲(chǔ)能的未來市場90%都將用到鋰電池。
鋰電儲(chǔ)能在分布式儲(chǔ)能市場中的應(yīng)用
要建設(shè)‘源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)’協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的資源最大化利用的能源互聯(lián)網(wǎng),智能電網(wǎng)是其基礎(chǔ)支撐平臺(tái)和資源配置中心;電動(dòng)汽車與分布式儲(chǔ)能一起組成了能源互聯(lián)網(wǎng)的核心和紐帶。未來能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車的要求盡管有所不同但總體的發(fā)展趨勢(shì)卻越來越一致,集中表現(xiàn)在高效、安全、低成本、長壽命及環(huán)境友好等特征。
能源互聯(lián)網(wǎng)是建立在“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”基礎(chǔ)上的能源開發(fā)與利用的更高級(jí)形式,分布式儲(chǔ)能在其發(fā)展過程中會(huì)起到?jīng)Q定性的作用,是能源轉(zhuǎn)換和利用的樞紐;分布式儲(chǔ)能已經(jīng)成為中國儲(chǔ)能市場爆發(fā)的新興陣地。中天儲(chǔ)能科技有限公司CTO靳承鈾表示,依賴于高可靠性、高轉(zhuǎn)換效率、高能量密度、高安全性、低自放電的儲(chǔ)能技術(shù)和器件,目前來看鋰離子電池占據(jù)無可爭議的統(tǒng)治地位。其中,分布式儲(chǔ)能的未來市場90%都將用到鋰電池。
他指出鋰電儲(chǔ)能在分布式儲(chǔ)能的三大創(chuàng)新應(yīng)用:
①能量型和功率型的創(chuàng)新應(yīng)用:可實(shí)現(xiàn)鋰電池功率能量雙應(yīng)用,或應(yīng)用兩種鋰電池設(shè)計(jì)搭配,不需要傳統(tǒng)昂貴且自放電大的超級(jí)電容和笨重不環(huán)保的鉛酸電池。
②成本最優(yōu)的高效儲(chǔ)能個(gè)性化設(shè)計(jì):針對(duì)不同應(yīng)用模式,兼顧能量密度、倍率、SOC和循環(huán)壽命配比,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用。
③多功能并用的儲(chǔ)能原型:峰谷套利、應(yīng)急電源、穩(wěn)定支撐并用, 臨界盈利點(diǎn)是什么條件,做過多次的設(shè)計(jì)模型。
鋰電儲(chǔ)能發(fā)展的路徑及展望
業(yè)界對(duì)于鋰電儲(chǔ)能的認(rèn)識(shí)有一個(gè)誤區(qū),認(rèn)為用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的鋰電池品質(zhì)要求比不上動(dòng)力電池,對(duì)此,寧德時(shí)代副董事長黃世霖表示:“其實(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)要求一點(diǎn)不比動(dòng)力電池低,儲(chǔ)能系統(tǒng)靠運(yùn)營模式創(chuàng)造效益,市場前景非常好。”
電動(dòng)汽車的市場化發(fā)展帶動(dòng)了鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的完善與成熟。隨著鋰電池性能的極大提升和成本的大幅度下降,加之合適的鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)新的運(yùn)營模式,將大大提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,鋰電儲(chǔ)能逐漸具備了市場化推廣條件。
據(jù)了解,鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)主要分為能量管理系統(tǒng)(EMS)、能量接入系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)及能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(Pack)四部分,黃世霖表示,目前制約鋰電儲(chǔ)能市場化推廣的主要因素是成本、壽命、可靠性及安全性。慶幸的是,動(dòng)力電池的發(fā)展正帶動(dòng)著儲(chǔ)能電池同步發(fā)展。他指出,鋰電儲(chǔ)能主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域:1、發(fā)電側(cè)應(yīng)用,包括光伏、風(fēng)電、火電等;2、輸配電側(cè)應(yīng)用,用于輸配電過程中的調(diào)頻、調(diào)幅;3、用戶側(cè)應(yīng)用,削峰填谷、智能電網(wǎng)及未來的分布式光伏發(fā)電等。
鑒于鋰電儲(chǔ)能與動(dòng)力電池的聯(lián)動(dòng)發(fā)展趨勢(shì),黃世霖闡述了未來動(dòng)力電池的五大技術(shù)發(fā)展方向:
1、快充技術(shù),10-15分鐘充滿(4~6C充放);
2、高能量密度技術(shù),>300Wh/kg整車?yán)m(xù)駛里程超過500km;
3、長壽命技術(shù),超長循環(huán)壽命,達(dá)到15000次以上;
4、高可靠技術(shù),通過可靠性、安全性測(cè)試;
5、耐候技術(shù),可在-30°C~60°C使用。
鋰電儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域的細(xì)分
目前,儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用電池主要包括鉛碳電池、傳統(tǒng)鉛酸電池、鋰電池、全釩液流電池四種不同化學(xué)體系。科陸-陸金新能源總經(jīng)理周涵從充放電深度/DOD、循環(huán)次數(shù)/放電倍率、整體系統(tǒng)效率(含變壓)、系統(tǒng)成本、優(yōu)缺點(diǎn)方面對(duì)上述電池作出對(duì)比分析。他認(rèn)為,鋰電池在儲(chǔ)能市場的應(yīng)用擁有能量密度高、循環(huán)壽命高、充電倍率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),他詳細(xì)列出各類電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的細(xì)分應(yīng)用市場。
從全球來看,目前日本、澳大利亞為全球最大的家庭戶用儲(chǔ)能市場之一;韓國為全球最大的發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能市場;東南亞為全球最大的海島離網(wǎng)市場;中國為全球最有潛力的市場。
就中國而言,目前最有潛力的儲(chǔ)能市場主要集中在用戶側(cè)削峰填谷、AGC調(diào)頻、離網(wǎng)電站。周涵簡單分析了一下這三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域下鋰電儲(chǔ)能的作用。
用戶側(cè)削峰填谷:通過電網(wǎng)峰谷平三個(gè)時(shí)間段的電價(jià)差進(jìn)行差價(jià)套利,同時(shí)給客戶節(jié)省變壓器的容量費(fèi)用,除此之外,還可以通過儲(chǔ)能調(diào)整售電中偏差值考核,降低減少考核費(fèi)用。
AGC調(diào)頻:利用華北地區(qū)電力輔助市場的兩條細(xì)則標(biāo)準(zhǔn),用儲(chǔ)能響應(yīng)AGC控制信號(hào)去賺取考核費(fèi)用,利用儲(chǔ)能本身對(duì)響應(yīng)時(shí)間、精度以及速率的特點(diǎn),幫助火電機(jī)組快速響應(yīng)電網(wǎng)信號(hào)。
離網(wǎng)電站:這一市場主要集中在西藏、青海地區(qū)的扶貧項(xiàng)目,光儲(chǔ)供電,解決當(dāng)?shù)赜秒婋y的問題。
鋰電儲(chǔ)能在分布式儲(chǔ)能市場中的應(yīng)用
要建設(shè)‘源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)’協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的資源最大化利用的能源互聯(lián)網(wǎng),智能電網(wǎng)是其基礎(chǔ)支撐平臺(tái)和資源配置中心;電動(dòng)汽車與分布式儲(chǔ)能一起組成了能源互聯(lián)網(wǎng)的核心和紐帶。未來能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車的要求盡管有所不同但總體的發(fā)展趨勢(shì)卻越來越一致,集中表現(xiàn)在高效、安全、低成本、長壽命及環(huán)境友好等特征。
能源互聯(lián)網(wǎng)是建立在“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”基礎(chǔ)上的能源開發(fā)與利用的更高級(jí)形式,分布式儲(chǔ)能在其發(fā)展過程中會(huì)起到?jīng)Q定性的作用,是能源轉(zhuǎn)換和利用的樞紐;分布式儲(chǔ)能已經(jīng)成為中國儲(chǔ)能市場爆發(fā)的新興陣地。中天儲(chǔ)能科技有限公司CTO靳承鈾表示,依賴于高可靠性、高轉(zhuǎn)換效率、高能量密度、高安全性、低自放電的儲(chǔ)能技術(shù)和器件,目前來看鋰離子電池占據(jù)無可爭議的統(tǒng)治地位。其中,分布式儲(chǔ)能的未來市場90%都將用到鋰電池。
他指出鋰電儲(chǔ)能在分布式儲(chǔ)能的三大創(chuàng)新應(yīng)用:
①能量型和功率型的創(chuàng)新應(yīng)用:可實(shí)現(xiàn)鋰電池功率能量雙應(yīng)用,或應(yīng)用兩種鋰電池設(shè)計(jì)搭配,不需要傳統(tǒng)昂貴且自放電大的超級(jí)電容和笨重不環(huán)保的鉛酸電池。
②成本最優(yōu)的高效儲(chǔ)能個(gè)性化設(shè)計(jì):針對(duì)不同應(yīng)用模式,兼顧能量密度、倍率、SOC和循環(huán)壽命配比,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用。
③多功能并用的儲(chǔ)能原型:峰谷套利、應(yīng)急電源、穩(wěn)定支撐并用, 臨界盈利點(diǎn)是什么條件,做過多次的設(shè)計(jì)模型。
鋰電儲(chǔ)能發(fā)展的路徑及展望
業(yè)界對(duì)于鋰電儲(chǔ)能的認(rèn)識(shí)有一個(gè)誤區(qū),認(rèn)為用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的鋰電池品質(zhì)要求比不上動(dòng)力電池,對(duì)此,寧德時(shí)代副董事長黃世霖表示:“其實(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)要求一點(diǎn)不比動(dòng)力電池低,儲(chǔ)能系統(tǒng)靠運(yùn)營模式創(chuàng)造效益,市場前景非常好。”
電動(dòng)汽車的市場化發(fā)展帶動(dòng)了鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的完善與成熟。隨著鋰電池性能的極大提升和成本的大幅度下降,加之合適的鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)新的運(yùn)營模式,將大大提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,鋰電儲(chǔ)能逐漸具備了市場化推廣條件。
據(jù)了解,鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)主要分為能量管理系統(tǒng)(EMS)、能量接入系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)及能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(Pack)四部分,黃世霖表示,目前制約鋰電儲(chǔ)能市場化推廣的主要因素是成本、壽命、可靠性及安全性。慶幸的是,動(dòng)力電池的發(fā)展正帶動(dòng)著儲(chǔ)能電池同步發(fā)展。他指出,鋰電儲(chǔ)能主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域:1、發(fā)電側(cè)應(yīng)用,包括光伏、風(fēng)電、火電等;2、輸配電側(cè)應(yīng)用,用于輸配電過程中的調(diào)頻、調(diào)幅;3、用戶側(cè)應(yīng)用,削峰填谷、智能電網(wǎng)及未來的分布式光伏發(fā)電等。
鑒于鋰電儲(chǔ)能與動(dòng)力電池的聯(lián)動(dòng)發(fā)展趨勢(shì),黃世霖闡述了未來動(dòng)力電池的五大技術(shù)發(fā)展方向:
1、快充技術(shù),10-15分鐘充滿(4~6C充放);
2、高能量密度技術(shù),>300Wh/kg整車?yán)m(xù)駛里程超過500km;
3、長壽命技術(shù),超長循環(huán)壽命,達(dá)到15000次以上;
4、高可靠技術(shù),通過可靠性、安全性測(cè)試;
5、耐候技術(shù),可在-30°C~60°C使用。
鋰電儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域的細(xì)分
目前,儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用電池主要包括鉛碳電池、傳統(tǒng)鉛酸電池、鋰電池、全釩液流電池四種不同化學(xué)體系。科陸-陸金新能源總經(jīng)理周涵從充放電深度/DOD、循環(huán)次數(shù)/放電倍率、整體系統(tǒng)效率(含變壓)、系統(tǒng)成本、優(yōu)缺點(diǎn)方面對(duì)上述電池作出對(duì)比分析。他認(rèn)為,鋰電池在儲(chǔ)能市場的應(yīng)用擁有能量密度高、循環(huán)壽命高、充電倍率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),他詳細(xì)列出各類電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的細(xì)分應(yīng)用市場。
從全球來看,目前日本、澳大利亞為全球最大的家庭戶用儲(chǔ)能市場之一;韓國為全球最大的發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能市場;東南亞為全球最大的海島離網(wǎng)市場;中國為全球最有潛力的市場。
就中國而言,目前最有潛力的儲(chǔ)能市場主要集中在用戶側(cè)削峰填谷、AGC調(diào)頻、離網(wǎng)電站。周涵簡單分析了一下這三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域下鋰電儲(chǔ)能的作用。
用戶側(cè)削峰填谷:通過電網(wǎng)峰谷平三個(gè)時(shí)間段的電價(jià)差進(jìn)行差價(jià)套利,同時(shí)給客戶節(jié)省變壓器的容量費(fèi)用,除此之外,還可以通過儲(chǔ)能調(diào)整售電中偏差值考核,降低減少考核費(fèi)用。
AGC調(diào)頻:利用華北地區(qū)電力輔助市場的兩條細(xì)則標(biāo)準(zhǔn),用儲(chǔ)能響應(yīng)AGC控制信號(hào)去賺取考核費(fèi)用,利用儲(chǔ)能本身對(duì)響應(yīng)時(shí)間、精度以及速率的特點(diǎn),幫助火電機(jī)組快速響應(yīng)電網(wǎng)信號(hào)。
離網(wǎng)電站:這一市場主要集中在西藏、青海地區(qū)的扶貧項(xiàng)目,光儲(chǔ)供電,解決當(dāng)?shù)赜秒婋y的問題。