新能源发展如火如荼的当下,储能市场也火热异常,各类储能技术亦百花齐放,而随着储能市场的快速发展,长时储能技术,越来越受到市场关注。
那么?何谓长时储能?为何长时储能独得市场青睐?
早在2021年,美国能源部长时储能的相关报告把长时储能定义为至少连续运作(放电)时间为10小时,使用寿命在15至20年的储能技术与系统。目前,国内的储能电站常规储能时长约为2小时,很多人将4-8小时,也归类为长时储能。
随着储能技术的快速发展,4小时储能项目数量也逐步增多,因此,业界将放电时长高于4小时或者放电时长可达数天、数月的储能系统统称为长时储能,其实随着新能源装机规模的稳步增长,未来8小时,甚至10小时以上的储能系统会更具竞争力,可再生能源发电渗透率越高,需要的储能时长就越长。
全球咨询机构麦肯锡此前预计,长时储能的潜在市场空间将从2025年开始大规模增长。随着可再生能源占比提升,2025年长时储能全球累计装机量将达到30-40 GW(对应储能容量约1TWh),累计投资额约500亿美元。
长时储能有哪些技术呢?各种技术路线又各自有什么优劣?
物理储能类的技术路线如抽水蓄能、压缩空气储能、二氧化碳储能、熔盐储热均可实现长时储能,而化学储能类的技术路线中,液流电池被市场看好。
抽水蓄能在我国应用最早,因此抽蓄无论是技术积累还是设备制造,均是最成熟的,成熟的产业体系使得抽蓄的度电成本很低。
但抽水蓄能的不足之处也十分明显,首先是建设受站址资源限制,抽蓄建设需要有足够的上下库落差,且水利资源也是硬性要求,不能广泛建设。
其次,抽蓄建设初始投资很高,动辄数十亿的投资规模,一般市场主体很难承受,且建设时间长,7年一周期,在新能源装机快速增长超预期的时候,太长的建设时间根本无法及时匹配新能源装机规模。
压缩空气储能属于新技术路线之一,其优点是工质易获取,储能时间长,建设周期相对较短;压缩空气储能就目前工程建设的方案来看,最具有经济效益的,依然是依托盐穴进行建设,储气单元有硬性要求,采用人工硐室与钢管成本高昂,不具备建设经济性,因此,其目前最大的不足依旧是站址资源受限,且由于压缩空气需要压力等级较高,空气液化要求高,因此系统运维难度较大。
二氧化碳储能是长时储能领域中目前颇具竞争力的技术路线,二氧化碳能量密度高,且属于惰性气体,没有燃爆风险,且二氧化碳储能功率单元与时长单元解耦的系统特色,意味着二氧化碳储能系统在功率确定的情况下,扩容时长,仅需扩容储气单元与储液单元,因此,随着储能时长的增加,二氧化碳储能系统单位成本会逐步降低,时长越长,成本越低,这是其他储能技术所不具备的成本结构。
二氧化碳储能系统由于采用闭式循环,建设不受气候与环境限制,因此没有站址限制,普适性好。
熔盐储热成本较低,工作状态稳定,储热密度高,储热时间长,适合大规模中高温储热,单机可实现100MWh以上的储热容量,但这一路线能量转换的方式决定了熔盐储热只有应用在热发电的场景下才会有经济优势,且高温熔盐存储与运行过程中存在爆炸隐患,今年5月7日,河南发生一起熔盐储热项目高温爆裂事故,造成1人死亡,13人受伤,这一事故为该技术路线的安全性打了问号。
而在化学储能技术类别中,液流电池尤其是全钒液流电池目前备受资本市场关注。全钒液流电池具有其他电化学储能技术无法替代的本征安全和长寿命,但目前阻碍其大规模商用的主要原因是性能单一,能量密度低、工作温区窄导致应用场景局限,初始成本过高导致经济性不足。
随着市场与资本的加持,相信在未来,储能技术会迎来新一轮的更新迭代,新能源强势发力将会呼唤更加经济、安全、普适、可靠的长时储能技术。
原标题:长时储能技术有哪些?各自优劣如何?