在近日召開的“第六屆中國國際儲能大會”上，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會聯(lián)合發(fā)布《中國儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告(2016 年) 》(以下簡稱《報告》)。
《報告》指出，預計在“十三五”期間,國內(nèi)儲能市場將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。 2018 年前,將是先進儲能技術示范應用階段。2020 年將在用戶側大力推廣先進儲能技術應用。2030 年,將會普及應用先進儲能技術解決方案。
從市場趨勢來看，預計到 2020 年底,國內(nèi)電力輔助市場、基站備用電源、風光發(fā)電領域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲能等六大領域配套儲能系統(tǒng)累計裝機容量達到 53GW,未來五年年復合增長率9.5%。
從六大領域的配套儲能情況來看,預計到 2020 年底,電力輔助市場、基站備用電源、風光發(fā)電領域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲能等六大領域配套儲能系統(tǒng)累計裝機容量分別為 25GW、21GW、6.2GW、364MW、228MW 和 42MW,前三大領域占據(jù)市場 98.8% 的份額。
從技術趨勢來看，從配套儲能電池的技術來看,預計到 2020 年底,國內(nèi)物理儲能累計裝機容量約31GW,占比 58.8%,仍將以抽水蓄能為主;化學儲能累計裝機容量約 22GW,市場占比41.2%。具體到目前的八種儲能技術趨勢：
1、抽水蓄能
抽水儲能技術已經(jīng)成熟,其處于大規(guī)模推廣應用階段,目前國內(nèi)山東、新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙古等多地都有抽水蓄電站建設計劃,預計 2020 年前后將投入運行。
抽水蓄能主要受地理環(huán)境影響較大,項目選址論證、項目建設周期非常長,一般都在十年左右,不過單個項目規(guī)模大,一般都在 GW 級。
2、CAES
壓縮空氣儲能技術的主要發(fā)展趨勢包括超臨界空氣儲能技術、帶儲熱的壓縮空氣儲能技術、液態(tài)空氣儲能、與燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)的壓縮空氣儲能技術、與可再生能源的耦合的壓縮空氣儲能技術等。
2020 年之前實現(xiàn) 10MW/100MWh 和 100MW/800MWh 超臨界壓縮空氣儲能關鍵技術突破,并進行產(chǎn)品示范應用,2025 年之前實現(xiàn)技術的應用推廣。
3、飛輪
2020 年之前,國內(nèi)飛輪儲能領域?qū)⒓泄リP 1MW/1000MJ 飛輪儲能陣列機組技術,2025 年之前實現(xiàn)示范推廣應用,爭取 2030 年之前實現(xiàn)市場化應用推廣。
4、SAMES
超導磁儲能由于裝置采用超導結構,儲能狀態(tài)下裝置損耗很小,因而效率比常規(guī)裝置高(95% 左右)。同時超導儲能系統(tǒng)釋能速度快,能實現(xiàn)快速的有功、無功功率補償,對于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制低頻蕩、改善供電品質(zhì)都有良好的應用前景,也能應用于太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等功率輸出不穩(wěn)定的系統(tǒng)以提高其并網(wǎng)性能。
2020 年之前,超導磁儲能領域應重點攻關高溫超導儲能技術以及基于超導磁的新型混合儲能系統(tǒng),2025 年之前實現(xiàn)高溫超導儲能技術示范及推廣應用,爭取實現(xiàn)基于超導磁的新型混合儲能系統(tǒng)的試驗范,2030 年之前爭取實現(xiàn)兩項新型超導磁儲能關鍵技術的市場化推廣應用。
5、超級電容器
盡管超級電容器擁有高功率、響應速度快、壽命長等優(yōu)點,但比容量低帶來的容量小缺點,制約了其在電力輔助服務、備用電源、風光發(fā)電等大規(guī)模儲能、長時間電力存儲等領域獨立應用的前景,多作為混合儲能系統(tǒng)參與,用于出力平抑等。隨著大容量超級電容器技術突破,其在電力輔助調(diào)頻領域具有較大應用前景。
2020 年之前,超級電容器領域應重點攻關 10MW 級超級電容器儲能技術,以及基于超導磁的新型混合儲能系統(tǒng),2025 年之前實現(xiàn)高溫超導儲能技術示范及推廣應用,爭取實現(xiàn)基于超導磁的新型混合儲能系統(tǒng)的試驗示范,2030 年之前爭取實現(xiàn)兩項新型超導磁儲能關鍵技術的市場化推廣應用。
6、鋰離子電池
鋰離子電池是未來最具發(fā)展前景的儲能電池。鋰電池的比能量高,環(huán)境友好,是綜合性能較為優(yōu)異的電池。鋰電池產(chǎn)業(yè)在我國已經(jīng)具備完善的產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)業(yè)化成熟度較高,目前在基站后備電源、新能源汽車充電站、家庭儲能、分布式及微電網(wǎng)領域、電力輔助服務中的削峰填谷等領域都有應用,目前成本仍有點降低,同時產(chǎn)品的安全性問題需要進一步提升。
2020 年之前,鋰電池儲能領域應重點攻關100MW 高安全性、低成本、長壽命鋰離子電池電池儲能技術,2025 年之前實現(xiàn)該技術的試驗示范,并嘗試推向市場,2030 年之前爭取實現(xiàn)全面市場化推廣應用。
7、液流電池
2020 年之前,全釩液流電池領域重點攻關 100MW 級全釩液流電池區(qū)域儲能電站技術,并推向試驗示范;2025 年之前實現(xiàn)該技術的市場化推廣應用。
2020 年之前,鈉硫電池儲能領域重點攻關10MW 級以上大容量鈉硫電池儲能技術,2025 年之前實現(xiàn)該技術的試驗示范,并嘗試推向市場,2030 年之前實現(xiàn)全面市場化推廣應用。
8、儲熱儲能
國內(nèi)分布式光熱還存在以下一些技術難題需要解決和突破。首先,聚焦和跟蹤技術。目前無論是哪種分布式光熱系統(tǒng),首要的便是聚焦系統(tǒng),或者也稱為鏡場,分布式光熱系統(tǒng)對聚焦的要求相當高,對光斑的尺寸和聚焦點的精度均有嚴格要求,目前該方面的技術亟待深化;其次,傳熱和儲能技術。由于分布式光熱系統(tǒng)的溫度較高,槽式可以達到 400度,碟式系統(tǒng)可以達到 650 度,而塔式甚至可以達到1000 度,所以對傳熱和儲能介質(zhì)的要求特別高,該方面技術還需要突破,如高參數(shù)的熔融鹽等;最后,關鍵的發(fā)電設備。
這里特別是指碟式系統(tǒng)的斯特林發(fā)電系統(tǒng),碟式系統(tǒng)作為分布式系統(tǒng)的應用具有廣闊前景,因為其單位體積小,用水量很少,以及可以直接輸出交流電流,但是斯特林發(fā)動機的整體技術還沒有掌握,需要突破其核心部件和相關技術。
2020 年之前,積極推動分布式能源系統(tǒng)中的大容量儲熱 / 儲冷系統(tǒng)的試驗示范,爭取 2025 年之前實現(xiàn)全面的市場化應用;高溫儲熱領域,2020 年之前重點攻關新型高溫儲熱技術,2025 年之前重點攻關大容量熱化學儲熱技術。