2023電力儲能技術6大發(fā)展趨勢

未來，新型電力系統將是以新能源為主體的電力系統，但大規(guī)模地接入具有波動性、間歇性的新能源，將使新型電力系統呈現出高新能源占比、高電力電子化兩個特點，安全穩(wěn)定性受到影響。儲能是解決這些問題的一個很好的手段，能為電網提供靈活性支撐、提供慣量，將重塑電力系統“多端互動、超級融合”的物理形態(tài)。

近幾年，隨著風電、光伏“平價上網”時代的到來，中國新能源裝機占比已發(fā)展到關卡數字節(jié)點，儲能也因此得以快速發(fā)展。

隨著可再生能源裝機規(guī)模快速增長，電力系統對各類調節(jié)性資源需求迅速增長，新型儲能項目加速落地，裝機規(guī)模持續(xù)快速提升。

國家能源局數據顯示，截至2023年6月底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模超過17.33GW/35.8GWh，平均儲能時長2.1小時。2023年1-6月，新投運裝機規(guī)模約8.63GW/17.72GWh，相當于此前歷年累計裝機規(guī)?？偤汀?/p>

儲能平價是各類技術競逐的焦點

目前，風光新能源已經步入平價上網時代，但平價上網不等于平價利用，要實現新能源發(fā)電的平價利用，儲能平價上網是必須翻越的大山。對此，光伏平價的下一站是鋰電平價、儲能平價、光儲同壽。我們的目標是能夠讓儲能有30年以上的壽命，和光伏的壽命能夠同步。

新型儲能技術路線保持著多元化發(fā)展趨勢，最為成熟的鋰電池儲能以94%以上的份額占據絕對主導地位，全釩液流電池儲能占1.1%、壓縮空氣儲能占1.0%、鉛酸(炭)電池儲能占0.9%，各類新型儲能技術總體呈現多元化快速發(fā)展態(tài)勢。

儲能平價的實現是跨入GWh時代的重大挑戰(zhàn)。對比靈活性資源的度電成本：火電靈活性改造(0.05-0.12元) < 抽水蓄能(0.21-0.3元) < 新型儲能鋰電池(0.4-0.6元)，鋰電儲能成本仍然較高。對比各類新型儲能技術度電成本：鋰離子電池<全釩液流電池<鉛炭電池<壓縮空氣<鈉離子電池<鈉硫電池<氫儲能。

隨著電力現貨交易市場構建提速，新型儲能技術要在新型電力系統中發(fā)揮更為重要的作用，勢必要與其它各類靈活性資源展開競爭，這場各類儲能技術之間的馬拉松式較量才剛剛開始。

電力儲能六大進化路線

要實現儲能平價，儲能行業(yè)必須走向規(guī)?；】蛋l(fā)展，并解決商業(yè)模式、安全穩(wěn)定性、平準化、度電成本LCOE等方面的難點。從技術角度，圍繞安全與降本，儲能產品的進化路線主要體現在大容量、長壽命、高效率、高安全、高度集成以及智能化等方面。

“大容量”方面，儲能行業(yè)繼續(xù)向高容量方向發(fā)展。280Ah已成為電力儲能電芯主流容量，今年下半年，預計將有中創(chuàng)新航、瑞浦蘭鈞、南都電源、?；履茉础⑿劳_等多家電池企業(yè)具備300Ah+電芯的批量交付能力。

基于300Ah+電芯，已有近20企業(yè)已先后發(fā)布了20尺5MWh+液冷儲能系統產品。10月26日，陽光電源更進一步，發(fā)布了新一代大型儲能系統PowerTitan2.0發(fā)布，是全球首個10MWh全液冷儲能系統。

儲能電站容量也發(fā)展為百MW級甚至GW級。10月11日，總投資30.5億元的300MW/1.2GWh電網側獨立儲能電站項目在河北張家口察北管理區(qū)正式開工建設，該項目是當前國內最大的電網側獨立化學儲能電站項目，儲能系統采用磷酸鐵鋰電池。

液流電池技術也同樣表現亮眼，全釩、鐵-鉻液流電池均已實現了兆瓦級應用。在招標方面，繼中核匯能2022年發(fā)布1GWh全釩液流電池儲能系統采購公告后，2023年10月7日，國家電投發(fā)布的二〇二三年度儲能系統電商化采購招標公告中，也包括1GWh液流電池儲能系統采購需求。

“長壽命”方面，電芯循環(huán)壽命已突破萬次。中創(chuàng)新航314Ah電芯循環(huán)壽命提升至1.5萬次;遠景動力315Ah產品循環(huán)壽命達12000次;寧德時代在5月發(fā)布了全球首個零輔源光儲融合解決方案，該系統搭載了1.5萬次循環(huán)壽命的電芯，萬次以上的循環(huán)壽命在一天一次充放電的情況下使用壽命可達25年。

10月28日，緯景儲能投產了GWh級別液流電池工廠，還發(fā)布了使用壽命長達25年，在100% DOD(100%深度放電)下充放電循環(huán)超過30000次的鋅鐵液流電池新品。

“高效率”方面，業(yè)主招標要求中一般會寫到儲能效率要求不低于85%。如10月公布的江西華電宜豐雙峰黃崗風電項目15MW/15MWh磷酸鯉鐵電化學儲能系統采購招標，項目要求儲能系統整體效率≥86%，儲能系統(包含電池) 整體質保5年。

5月30日，新疆自治區(qū)市場監(jiān)督管理局發(fā)布的《光伏電站儲能系統配置技術規(guī)范》征求意見稿中，針對儲能系統技術要求，提出鋰離子電池儲能系統能量轉換效率不應低于92%，鉛炭電池儲能系統能量轉換效率不應低于86%，液流電池儲能系統能量轉換效率不應低于65%。

為了保持競爭力，儲能企業(yè)同樣在不斷追求更高效率。陽光電源在保持高系統效率的基礎上，解決簇間不平衡問題，Power Titan 2.0采用組串式PCS，以極簡的能量轉化拓撲耦合“一簇一PCS”的精細化能量管理理念，使得系統效率達到89.5%以上，且無簇間木桶效應，各電池簇充的滿放的完。

“高安全”方面，溫控及消防技術得到了快速發(fā)展。儲能溫控方面，液冷技術漸漸成為大型儲能系統的主流方案，進入大規(guī)模應用階段。對比風冷，采用液冷系統電芯電芯溫差<3℃，提高了系統可靠性。GGII此前分析認為，液冷方案由于其潛力較大，市場滲透率或將快速提升，2025年市場占比將超過50%左右。

儲能消防方面，7月1日開始實施的《電化學儲能電站安全規(guī)范》將消防門檻顯著提高，儲能產業(yè)逐步邁向Pack級消防，以全氟己酮為代表的滅火劑以及PACK浸沒式消防系統成為趨勢，有望逐步取代七氟丙烷成為儲能主流消防方案。

“高度集成”方面，專業(yè)系統集成技術應該是將電化學技術、電力電子技術和電網支撐技術深度融合的系統級產品，而不是簡單的“搭積木”。儲能系統集成商應該具備產品思維，并對系統級產品進行充分的驗證、測試，最后才能交付給客戶。

儲能系統集成的趨勢在于：1.最大化消除熱失控風險;2.要消除各種并聯;3.DC/AC能量變化的顆粒度，簇級是一個趨勢;4.電芯要有充分的均衡能力;5.加強對電網的支撐能力，除了直流側，構網型和交流側也非常重要。6.走向智能化和數字化。

“智能化”方面，儲能作為系統解決方案，在未來持續(xù)交易的情況下，要保障電站安全、穩(wěn)定、高效運行，讓業(yè)主產生最大價值和利益，就需要引進大量的數字化技術，實現軟件和硬件結合。

EMS和BMS是儲能系統中主要的數字化技術應用地。儲能系統通過EMS參與電網調度、虛擬電廠調度、源網荷儲互動等。作為儲能系統的“大腦”，未來EMS核心競爭力主要在于軟件開發(fā)能力和能量優(yōu)化策略設計能力。

BMS擔任系統中的感知角色，主要功能是監(jiān)控電池儲能單元內各電池運行狀態(tài)，保障儲能單元安全運行。2023版國標《電力儲能用電池管理系統》(GB/T 34131-2023)已于10月1日正式實施，對電芯數據的采集進行了更為“精細化”和“科學化”的規(guī)定。BMS功能已由監(jiān)測、通訊、保護、顯示、存儲等基本功能，向電池系統安全診斷、長壽命運維、系統經濟性指標診斷等高級功能方向發(fā)展。

儲能系統集成商也紛紛在電池設計、電網交互能力和數字化方面推出新技術。目前，海博思創(chuàng)在產品開發(fā)、技術迭代、項目管理、質量追溯展開了全生命周期數據跟蹤。
       電中星是專業(yè)的二次保護檢測設備生產廠家，生產的儀器設備種類多，多種型號可供選擇。國電中星為您服務：4000-828-027，了解更多訪問國電中星官網：m.dubmansion.com。