鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:913次 | 2019年06月11日
儲(chǔ)能技術(shù)正出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)
當(dāng)前,全球氣候變化對(duì)國(guó)際能源形勢(shì)產(chǎn)生了重要影響??稍偕茉串愜娡黄?,高效、清潔、低碳已經(jīng)成為世界新能源發(fā)展的主流方向。但風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性和不可控是影響可再生能源發(fā)展的制約因素,我國(guó)風(fēng)電今年仍有15~20%的棄風(fēng)率。在解決可再生能源并網(wǎng)難的問(wèn)題中,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)中獲得了發(fā)展的重要契機(jī)。
例如,美國(guó)加利福尼亞州AB2514法案要求加州公共電力委員會(huì)(CPUC)從2012年3月1號(hào)開(kāi)始著手確定由投資者擁有(IOU)的電力公司在2015年和2020年的電網(wǎng)儲(chǔ)能目標(biāo)。這項(xiàng)立法同時(shí)要求CPUC在2013年10月1號(hào)前接受所確定的儲(chǔ)能目標(biāo)。國(guó)有的電力公司也有相同的要求。根據(jù)這項(xiàng)法案確定了130萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能電站的目標(biāo)?,F(xiàn)在媒體上你可以看到:“儲(chǔ)能時(shí)代即將來(lái)臨!你準(zhǔn)備好了嗎?”,“儲(chǔ)能:真正影響未來(lái)能源大格局的前沿技術(shù)”這一類大標(biāo)題的文章。
無(wú)論是項(xiàng)目數(shù)量還是裝機(jī)規(guī)模,美國(guó)與日本仍然是最主要的儲(chǔ)能示范應(yīng)用國(guó)家,分別占40%和39%的全球裝機(jī)容量份額。美國(guó)是儲(chǔ)能發(fā)展較早的國(guó)家,目前擁有全球近半的示范項(xiàng)目,并且出現(xiàn)了若干已實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用的儲(chǔ)能項(xiàng)目。美國(guó)在鋰離子電池制造及系統(tǒng)集成方面應(yīng)用較多。同時(shí)配以大規(guī)模的政府資金支持。而日本在鈉硫電池、液流電池和改性鉛酸電池儲(chǔ)能技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。2011年福島特種事故后,日本推動(dòng)戶用儲(chǔ)能作為產(chǎn)業(yè)扶持的重點(diǎn)。2012年4月出臺(tái)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)助金政策。在這項(xiàng)政策的支持下,2013年,越來(lái)越多的儲(chǔ)能系統(tǒng)獲得補(bǔ)助并投放市場(chǎng)。
歐盟電網(wǎng)計(jì)劃(EEGI)近期發(fā)布了《歐洲儲(chǔ)能創(chuàng)新圖譜》報(bào)告,對(duì)歐洲14個(gè)國(guó)家儲(chǔ)能研究、開(kāi)發(fā)與示范項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。在過(guò)去5年,這些國(guó)家公共投資和受到歐盟委員會(huì)直接資助的項(xiàng)目總數(shù)達(dá)到391個(gè),總投資額9.86億歐元。德國(guó)在推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)方面的動(dòng)作較大,2013年和2014年2年共計(jì)劃投資5000萬(wàn)歐元,對(duì)新購(gòu)買儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶直接進(jìn)行補(bǔ)貼,目前已有30MW的項(xiàng)目獲得補(bǔ)貼。由于這一儲(chǔ)能補(bǔ)貼計(jì)劃的出臺(tái),德國(guó)在未來(lái)5年的儲(chǔ)能裝機(jī)容量有望達(dá)到2GW˙h。
“巨大的太陽(yáng)能產(chǎn)量顯示了德國(guó)將來(lái)需要更多的太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池,目前已經(jīng)有超過(guò)140萬(wàn)個(gè)光伏裝置生產(chǎn)過(guò)多的電量,尤其是在中午陽(yáng)光集中的時(shí)期?!钡聡?guó)聯(lián)邦外貿(mào)與投資署的儲(chǔ)能專家TobiasRothacher認(rèn)為,“每一個(gè)在德國(guó)新安裝的光伏裝置,將推動(dòng)儲(chǔ)能電池的需求,太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池的價(jià)格在今后幾年中會(huì)大幅下降,這表明,儲(chǔ)電池不僅數(shù)量增加是必須的,而其價(jià)格上將變得更有吸引力?!?/p>
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
根據(jù)歐洲市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)EuPD的預(yù)測(cè),德國(guó)對(duì)太陽(yáng)能儲(chǔ)蓄電池系統(tǒng)銷售數(shù)量將從2013年的6000個(gè)上升為2018年的10萬(wàn)個(gè)以上,德國(guó)太陽(yáng)能儲(chǔ)蓄電池市場(chǎng)今后三年將會(huì)爆長(zhǎng)。澳大利亞礦業(yè)發(fā)達(dá),許多工礦區(qū)是獨(dú)立電網(wǎng),柴油發(fā)電比例大,礦區(qū)、公共事業(yè)、家庭儲(chǔ)能及分布式能源市場(chǎng)已開(kāi)始全面布局,預(yù)計(jì)2030年有望達(dá)到3000MW規(guī)模。馬來(lái)西亞、印尼等東南亞國(guó)家已成為微電網(wǎng)的新興市場(chǎng)。這些地區(qū)海島眾多,無(wú)電人口比例大,鑒于島嶼的地理因素和經(jīng)濟(jì)狀況,微電網(wǎng)成為最佳的解決方式。
到2013年12月底,我國(guó)累計(jì)運(yùn)行、在建及規(guī)劃的儲(chǔ)能項(xiàng)目總量近60余個(gè),裝機(jī)規(guī)模超過(guò)80MW,包括張北國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸電站示范工程、寶清儲(chǔ)能電站示范工程、寧夏吳忠太陽(yáng)山風(fēng)光儲(chǔ)項(xiàng)目、遼寧臥牛石風(fēng)電場(chǎng)全釩液流儲(chǔ)能電站項(xiàng)目等。其中,分布式發(fā)電及微網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目占的比重較大,如東福山島風(fēng)光儲(chǔ)柴項(xiàng)目、南麂島微網(wǎng)項(xiàng)目、西藏阿里光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目、青海玉樹(shù)分布式光水蓄互補(bǔ)系統(tǒng)、三沙獨(dú)立光伏智能微電網(wǎng)項(xiàng)目等。這些示范項(xiàng)目的實(shí)施既有中國(guó)政府產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)的因素,更主要是新能源發(fā)展,對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定的市場(chǎng)需求推動(dòng)企業(yè)不得不建設(shè)儲(chǔ)能裝置。但我國(guó)目前還缺乏系統(tǒng)的鼓勵(lì)儲(chǔ)能發(fā)展的政策體系,主要靠企業(yè)自發(fā)建設(shè),價(jià)格政策也不明朗,我國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨技術(shù)、應(yīng)用和市場(chǎng)機(jī)制的三重挑戰(zhàn)。
我參加美國(guó)最大跨國(guó)電力公司AES公司的董事會(huì),發(fā)現(xiàn)他們?cè)谛陆姀S時(shí)十分重視配套建設(shè)儲(chǔ)能電廠。在智利建設(shè)一座20萬(wàn)千瓦火電廠要配套建設(shè)2萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能電站,而儲(chǔ)能電站投資往往高昂,我詢問(wèn)為什么要投儲(chǔ)能電站時(shí)?他們回答智利礦山用電需要穩(wěn)定。該公司參與加州燃?xì)廨啓C(jī)電站競(jìng)標(biāo),條件之一就是要配套建設(shè)10萬(wàn)千瓦左右的儲(chǔ)能電站。而我國(guó)電力企業(yè)在投資風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電時(shí),目前還很少主動(dòng)去考慮建設(shè)儲(chǔ)能電站。
我國(guó)現(xiàn)階段四個(gè)與新能源相關(guān)的重要領(lǐng)域,分布式發(fā)電與微網(wǎng)、輔助服務(wù)、用戶側(cè)需求響應(yīng)和電動(dòng)汽車并網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)始涌現(xiàn)儲(chǔ)能的商機(jī)與經(jīng)濟(jì)性。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在我國(guó)還處于發(fā)展的初期階段,隨著可再生能源的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)潛力巨大,一旦起步,中國(guó)將成為全球最大儲(chǔ)能市場(chǎng)。雖然現(xiàn)階段還沒(méi)有與儲(chǔ)能相關(guān)的政策體系和價(jià)格機(jī)制,但儲(chǔ)能是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),已越來(lái)越受到政府能源部門和科技部門的關(guān)注和支持,應(yīng)用示范的財(cái)政補(bǔ)貼也在逐步推進(jìn)中。
截至2013年底,中國(guó)已運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)51.5MW,較2012年增長(zhǎng)了39%??焖僭鲩L(zhǎng)涉及可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、電動(dòng)汽車等多個(gè)方面。特別是分布式發(fā)電及微網(wǎng)領(lǐng)域,無(wú)電人口用電問(wèn)題的解決、海島可持續(xù)能源體系搭建、分布式光伏的啟動(dòng),都為儲(chǔ)能開(kāi)啟了大量商機(jī),中國(guó)儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)潛力巨大。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
2013年底,全球共有40個(gè)風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目(含運(yùn)行、在建及規(guī)劃中項(xiàng)目),裝機(jī)量約241MW,3/2的項(xiàng)目分布在歐美國(guó)家。其中美國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模占比最大;歐洲電池儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用處于初級(jí)階段;中國(guó)逐漸開(kāi)始開(kāi)展風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目。鋰離子電池、先進(jìn)鉛酸電池、液流電池和鈉硫電池是風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能中應(yīng)用最多的四種技術(shù),在項(xiàng)目數(shù)量、裝機(jī)容量方面,份額都超過(guò)了80%。
分布式發(fā)電及微網(wǎng)日益成為能源領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)之一,按照國(guó)家能源規(guī)劃,到2020年,分布式發(fā)電的裝機(jī)容量將達(dá)到2.1億千瓦,占全國(guó)總裝機(jī)的11%,而儲(chǔ)能將是分布式發(fā)電微網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。儲(chǔ)能在分布式發(fā)電及微網(wǎng)中主要起到穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、起到備用電源作用以及提高分布式發(fā)電系統(tǒng)調(diào)度靈活性。分布式發(fā)電及微網(wǎng)項(xiàng)目主要應(yīng)用于社區(qū)、工業(yè)、商業(yè)、用戶、偏遠(yuǎn)地區(qū)、特種等領(lǐng)域。其中,社區(qū)類的項(xiàng)目數(shù)量是最多的,占所有項(xiàng)目數(shù)量的50%,主要分布在美國(guó)和日本。其次是海島和偏遠(yuǎn)地區(qū)類儲(chǔ)能項(xiàng)目,分別占總項(xiàng)目數(shù)量的12%和9%,主要在中國(guó)和美國(guó)。
美國(guó)是開(kāi)展儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目最多的國(guó)家,比較知名的項(xiàng)目有紐約州Stephentown20MG儲(chǔ)能電站、AES紐約州8MG儲(chǔ)能電站等。智利也開(kāi)展了一些調(diào)頻儲(chǔ)能項(xiàng)目,如AES公司在智利北部電網(wǎng)投用的三個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。中國(guó)也開(kāi)始進(jìn)行儲(chǔ)能調(diào)頻電站試點(diǎn)。2013年9月,中國(guó)第一個(gè)調(diào)頻儲(chǔ)能電站北京石景山熱電廠電池儲(chǔ)能項(xiàng)目正式投運(yùn)。
北美、歐洲、亞太地區(qū)是儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)展較多的地區(qū)。美國(guó)擁有全球近一半的示范項(xiàng)目,2013年投運(yùn)了幾個(gè)裝機(jī)規(guī)模較大的項(xiàng)目,如AES位于Dayton市的40MW調(diào)頻項(xiàng)目、毛伊島10MW風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目等,使其全球裝機(jī)規(guī)模首次超越日本,位居第一。歐洲近幾年計(jì)劃大力推動(dòng)可再生能源發(fā)電,德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、西班牙等國(guó)相繼在2013年開(kāi)展了若干項(xiàng)目,涉及輸配、智能城市、海島微網(wǎng)等領(lǐng)域,特別是德國(guó)目前已有30MW的項(xiàng)目獲得補(bǔ)貼。日本儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)容量?jī)H次于美國(guó),僅NGK公司的裝機(jī)量就超過(guò)了300MW。
中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目近兩年發(fā)展較快,分別在可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)以及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域部署了一些儲(chǔ)能項(xiàng)目。從應(yīng)用上看,按裝機(jī)容量分,儲(chǔ)能在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域的比例最高,占51%,電力輸配、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、以及輔助服務(wù)也是應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域,分別占比19%、8%以及16%。伴隨著中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,儲(chǔ)能技術(shù)市場(chǎng)成為了一片“藍(lán)?!?。中國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能“處處都有,但不是時(shí)時(shí)都有”。瓶頸是儲(chǔ)能,儲(chǔ)能技術(shù)在其中起到了至為關(guān)鍵的作用。
從技術(shù)上看,截至到2013年,鈉硫電池的裝機(jī)比例仍舊最高,約占45%,其次是鋰離子電池和鉛蓄電池,分別占32%和12%。全釩液流電池也開(kāi)始應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電的調(diào)儲(chǔ)。2013年,中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量從2012年的47.7MW上升至6,4.9MW,增長(zhǎng)率為36%。隨著越來(lái)越多的示范項(xiàng)目在中國(guó)運(yùn)行,預(yù)計(jì)到2020年,中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約136.97GW(其中包含抽水蓄能、儲(chǔ)熱等技術(shù)),占2020年全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)量1800GW的7.6%。
日前,中國(guó)萬(wàn)向控股有限公司在上海宣布,通過(guò)其全資子公司普星聚能公司與日本電氣股份有限公司(NEC)設(shè)立合資公司,日電以1億美元收購(gòu)萬(wàn)向旗下A123公司的蓄電系統(tǒng)集成部門(A123EnergySolutions),目標(biāo)瞄準(zhǔn)全球能源市場(chǎng)。日電曾是萬(wàn)向收購(gòu)A123的同臺(tái)對(duì)手。A123資產(chǎn)進(jìn)入競(jìng)拍階段時(shí),萬(wàn)向面臨的數(shù)個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都是世界500強(qiáng)企業(yè),如江森自控、日電和西門子等,其中江森自控與日電結(jié)成的聯(lián)合競(jìng)拍體是萬(wàn)向最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。可見(jiàn)世界上許多公司都看好儲(chǔ)能電池的市場(chǎng)前景。
電池業(yè)務(wù)分為動(dòng)力電池、啟動(dòng)電源以及電網(wǎng)儲(chǔ)能三部分。萬(wàn)向要的是動(dòng)力電池業(yè)務(wù),而原先萬(wàn)向的競(jìng)標(biāo)對(duì)手江森自控的目標(biāo)是啟動(dòng)電池,日電的目標(biāo)是蓄電池。近年電動(dòng)車業(yè)務(wù)方興未艾,需要突破的核心技術(shù)是儲(chǔ)能電池?,F(xiàn)在動(dòng)力電池有各種流派,比亞迪是磷酸鐵鋰電池,特斯拉是鎳鈷鋁鋰電池。最近美鋁加拿大公司和以色列Phinergy公司在蒙特利爾向大眾展示鋁-空氣電池,號(hào)稱可續(xù)行3000公里。但鋁-空電池現(xiàn)階段還是不可逆的,也就是不可循環(huán)的,只是一次性電池。裝在車上做負(fù)極的鋁片在反應(yīng)后(變成氫氧化鋁)得撤掉、換成新鋁片。不光加水那么簡(jiǎn)單,當(dāng)然離實(shí)用還有許多問(wèn)題要解決。
可再生能源是今后能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向,但只有儲(chǔ)能問(wèn)題解決了,我們才可能真正的邁進(jìn)可再生能源的時(shí)代。真正影響未來(lái)能源大格局的就是儲(chǔ)能技術(shù),儲(chǔ)能技術(shù)很可能就是下一個(gè)能源革命里面最重要突破的方向。如果誰(shuí)在儲(chǔ)能技術(shù)上,做出一個(gè)重大突破,都是對(duì)人類發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)?,F(xiàn)在各種儲(chǔ)能電池技術(shù)層出不窮,美國(guó)前能源部長(zhǎng)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者朱棣文辭職后回到斯坦福大學(xué)研究加密鋰電池。納硫、鐵鉻、全釩、鋅空、鋁空等等儲(chǔ)能電池層出不窮,特斯拉電動(dòng)汽車號(hào)稱他們的優(yōu)勢(shì)在電池管理技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)正出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
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