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新型储能

新型储能

分类: 储能
属性: 技术
最后修改时间: 2024年10月24日
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新型储能是指除抽水蓄能以外,以输出电力为主要形式的储能技术,是构建以新能源为主体新型电力系统的重要支撑技术。这种技术能够帮助电力系统实现更高效的能源管理和优化,从而满足日益增长的电力需求,特别是在可再生能源领域。

       新型储能技术具有多种应用场景,如零碳智慧园区、商业综合体、数据中心光伏扶贫以及农村微电网等。这些技术通过储能设备将电能储存起来,供商业体或居民使用,从而减少对传统能源的依赖。

       随着新型储能技术的不断发展和创新,其市场规模和应用领域也在不断扩大。截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦,相当于1.4个三峡水电站的装机容量,可以满足2000万户居民的用电需求。而到了2024年一季度末,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3530万千瓦/7768万千瓦时,较2023年底增长超过12%。

       新型储能的发展对于推动能源结构转型、实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,新型储能将在未来能源领域发挥更加重要的作用。

新型储能技术

       新型储能技术主要包括以下几类:

电化学储能:

       锂离子电池:目前电力系统中新型储能以锂离子电池储能技术为主,其技术成熟且发展最快。

       液流电池:如全钒液流电池,已形成初步定型产品,并具备示范推广应用条件。

       钠离子电池:虽然处于试验示范阶段,但已初步进入产业化准入条件,具备技术应用基础。

机械储能:

       压缩空气储能:被视为抽水蓄能的最佳替代品,具备容量大、寿命长等优点,其选址条件更宽松,对生态环境影响更小,适用于电网削峰填谷等大容量长时储能场景。

       飞轮储能:主要用于功率型应用场景,具有毫秒级响应速度和分钟级放电时间,适合电网调频等高频短时场景。

化学类储能:

       氢(氨)储能:具有清洁低碳、存储时间长、运输距离远等优势,在大规模长距离能量储运场景中优势明显。

电磁储能:

       包括超级电容储能超导储能等技术,这些技术在某些特定应用场景中也具有独特的优势。

       此外,还有一些前沿技术如金属空气电池、水系电池、液态空气储能等正在研发攻关阶段,未来有望成为新型储能技术的重要组成部分。

       总的来说,新型储能技术种类繁多,每种技术都有其独特的应用场景和优势。随着科技的不断进步和创新,这些技术将在构建以新能源为主体的新型电力系统中发挥越来越重要的作用。

发展历史

       新型储能的发展历史可以追溯到19世纪初期,但具体的技术发展和应用则在不同的时间节点上有所突破。以下是新型储能技术发展的主要时间节点:

       1、压缩空气储能技术:1978年,全球第一座压缩空气储能电站在德国建成。这种技术通过在用电低谷时将空气压缩储存于储气室中,将电能转化为空气能存储起来;在用电高峰时释放高压空气,带动发电机发电。

       2、飞轮储能技术:20世纪90年代以后,飞轮储能技术受到了广泛的重视并得到了快速发展。它利用电动机带动飞轮高速旋转,实现电能和动能的双向转换。

       3、电化学储能技术:

       a、1991年,锂离子电池问世并商业化生产,从此电化学储能技术进入了快速发展阶段。锂离子电池储能技术具有能量密度高、寿命长、环保无污染等优点,逐渐成为当前主流的储能技术。

       b、20世纪初期,以铅酸蓄电池为代表的电化学储能技术开始普及,为能源的储存和利用提供了可靠的手段。

       4、氢能源储能技术:氢储能技术虽然起源较早,但其在新型储能领域的应用和发展主要集中在近几十年。氢储能指的是通过环保可循环能源制氢,通过能量在不同载体的转换例如燃料电池系统进行发电并网,实现调峰、调频。

       在政策层面,新型储能技术的发展也得到了重视:

       2010年,储能发展首次被写进《可再生能源法修正案》。

       2011年,储能被写入“十二五”规划纲要。

       2014年,《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》首次提出利用储能去解决可再生能源的并网消纳问题。

       2016年,《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》成为电储能技术发展的重要指导文件。

       以上内容仅供参考,如需更详细的信息,建议查阅新型储能技术发展的相关历史文献。

建设成果

       新型储能从2010年到2024年的建设成果显著,以下是一些主要的建设成果及对应的时间:

       2010年:储能发展首次被写进《可再生能源法修正案》,标志着国家对储能技术发展的重视。

       2011年:储能被写入“十二五”规划纲要,进一步确立了储能技术在国家能源战略中的重要地位。

       2014年:《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》首次提出利用储能去解决可再生能源的并网消纳问题,为新型储能技术的应用指明了方向。

       2016年:《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》成为电储能技术发展的重要指导文件,推动了新型储能技术的快速发展。

       2017年:《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》正式发布,这是我国大规模储能技术及应用发展的首个指导性政策,为新型储能技术的推广和应用提供了政策保障。

       2018年:《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则》(试行)正式发布,为电化学储能电站的并网运行和辅助服务管理提供了具体的指导和管理依据。

       2019年:世界银行正式批准为中国可再生能源和电池储能促进项目提供3亿美元,显示了国际社会对中国新型储能技术发展的认可和支持。

       2024年:

       新型储能项目取得显著进展。截至2024年一季度末,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3530万千瓦/7768万千瓦时,较2023年底增长超过12%,较2023年一季度末增长超过210%。

       国家能源局以公告形式正式发布56个新型储能试点示范项目名单,涵盖目前工程应用的主要技术路线,包括锂离子电池、压缩空气储能、液流电池等多种类型。这些示范项目的顺利并网运行有力推动了新技术应用实施。

       总的来说,从2010年到2024年,新型储能技术在中国得到了快速发展和广泛应用,取得了显著的建设成果。这些成果不仅为我国的能源转型和可持续发展提供了重要支持,也为全球能源领域的技术创新和进步做出了积极贡献。

装机规模

       新型储能装机规模在近年来呈现快速增长的趋势。以下是对新型储能装机规模的详细分析:

一、总体规模

       截至2024年一季度末:全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3530万千瓦/7768万千瓦时,较2023年末增长超过12%,较2023年一季度末增长超过210%。这一数据表明,新型储能装机规模正在以前所未有的速度增长。

       2023年底数据:据不同来源报道,截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模约为3139万千瓦至34.5GW之间,具体数值因统计口径和范围略有差异。但总体而言,均显示出新型储能装机规模的显著增长。

二、增长趋势

       年度新增装机:2023年中国新型储能新增装机规模达到21.5GW,三倍于2022年同期水平,并且首次超过抽水蓄能新增装机规模近四倍之多。这表明新型储能正在成为储能市场增长的主要驱动力。

       未来预测:根据业内预测,2024年新型储能新增装机有望达到30吉瓦至40吉瓦,总装机规模将再翻一番。预计至2030年,中国新型储能市场累计装机规模将超过200GW,2024-2030年复合增长率超30%。

三、地区分布

       西北地区:由于风光资源丰富,西北地区已成为全国新型储能发展最快的地区,已投运新型储能装机占全国总装机规模的较大比例。

       其他地区:华北、华中、南方、华东等地区也有显著的新型储能装机增长,但相对于西北地区而言规模较小。东北地区虽然起步较晚,但近年来也在加快新型储能项目的布局和建设。

四、技术路线

       锂离子电池:目前锂离子电池是新型储能市场的主流技术路线,占据了绝大多数市场份额。其技术成熟度高、成本相对较低、循环寿命长等优势使其在市场上具有广泛的应用基础。

       其他技术路线:压缩空气储能、液流电池、钠离子电池、飞轮储能等技术路线也在逐步发展和应用推广中。这些技术路线各有优缺点和适用场景,为新型储能市场的多元化发展提供了有力支撑。

       综上所述,新型储能装机规模正在快速增长中,并有望在未来几年内继续保持高速增长态势。随着技术的不断进步和成本的进一步降低,新型储能将在能源转型和可持续发展中发挥越来越重要的作用。

产业发展

       新型储能产业的发展在当前全球能源转型的大背景下显得尤为重要,它不仅是构建新型能源体系的关键支撑,也是推动绿色低碳转型的重要途径。以下是对新型储能产业发展现状、趋势及挑战的详细分析:

一、发展现状

       1、市场规模快速增长

       根据相关报告,全球储能市场在近年来呈现高速增长态势,尤其是新型储能技术如电化学储能、压缩空气储能、重力储能等。中国作为全球储能市场的重要参与者,其新型储能装机规模连续多年保持快速增长。

       截至2023年底,全国已投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6688万千瓦时,较“十三五”末装机规模增长近10倍。2023年全年新增装机约2270万千瓦/4878万千瓦时,较2022年底增长约260%。

       2、技术路线多元发展

       当前,新型储能技术路线呈现多元化发展趋势,以锂离子电池储能为主,同时液流电池、压缩空气储能、重力储能、飞轮储能等新技术路线也在加快应用落地。

       例如,我国首个百兆瓦时钠离子储能项目一期工程投产,标志着钠离子新型储能技术在全球首次实现大规模商业化应用。

       3、政策支持力度加大

       国家和地方政府纷纷出台政策支持新型储能产业发展,包括储能产业发展规划、参与电力市场规则、新能源配储要求、补贴政策等。这些政策为新型储能产业提供了良好的发展环境。

       例如,《国家能源局关于促进新型储能并网和调度运用的通知》等文件对新型储能并网接入管理、调度运用等方面提出了具体要求,进一步规范了新型储能产业的发展。

二、发展趋势

       1、储能电站成本疏导机制完善

       随着电力市场的不断完善,新型储能电站将更多地参与电力市场交易,通过市场化方式疏导成本。同时,政府补贴政策也将继续支持新型储能产业的发展。

       2、新能源配储趋势增强

       新能源配储比例和时长将进一步提升,以更好地满足新能源大规模并网和消纳的需求。同时,分布式光伏等分布式能源领域也将开始要求配储。

       3、细分场景应用深化

       新型储能将在光储充、源网荷储等细分场景中进一步深化应用。例如,在新能源汽车充电基础设施中推广“光储充放(换)”一体化示范项目;在源网荷储一体化项目中配置一定比例和时长的储能设施。

       4、监管强化和细化

       随着新型储能项目的不断落地,监管政策也将进一步强化和细化。特别是针对工商业储能等靠近大众的应用场景,消防等安全问题将成为监管的重点内容。

三、面临挑战

       1、技术瓶颈

       新型储能技术在效率、成本、寿命和安全性等方面仍面临一定瓶颈。需要进一步加大科研投入和技术创新力度,推动新型储能技术不断突破。

       2、市场同质化竞争

       由于储能系统技术门槛相对较低,市场上出现了大量同质化产品。这导致价格战激烈,部分企业面临利润下滑甚至亏损的风险。

       3、产业链协同不足

       新型储能产业链上下游之间协同不足,导致产业链整体效率不高。需要加强产业链协同和资源整合力度,推动新型储能产业健康有序发展。

       综上所述,新型储能产业在快速发展的同时也面临着诸多挑战。未来需要政府、企业和科研机构等多方共同努力推动技术创新和市场应用拓展以应对这些挑战并促进新型储能产业的持续健康发展。

产业链

       新型储能产业链是一个复杂而庞大的系统,涵盖了从上游原材料、中游设备制造与系统集成,到下游应用场景的多个环节。以下是对新型储能产业链的详细分析:

一、产业链结构

       新型储能产业链可以大致分为上游、中游和下游三个部分:

       上游:主要包括储能电池、储能变流器(PCS)、电池管理系统BMS)、能量管理系统(EMS)、空气压缩机、换热器、膨胀机、制氢等原材料及核心设备供应。

       中游:主要是储能系统的集成与制造,包括电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、储氢、热储能等技术的集成与应用。

       下游:为储能系统的应用,分为发电侧、电网侧、用户侧等多个场景。

二、上游分析

       在上游领域,储能电池是整个储能系统的核心部件,其成本占比通常最高。目前,锂离子电池是市场上应用最广泛的储能电池技术,但随着技术的进步和成本的降低,钠离子电池、固态电池等新型储能技术也在逐渐崭露头角。除了电池外,储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)等核心设备也是上游领域的重要组成部分。

三、中游分析

       中游领域主要关注的是储能系统的集成与制造。储能系统集成商需要将上游提供的各种原材料和核心设备进行集成和组装,形成完整的储能系统。在这个过程中,储能系统集成商需要具备强大的技术研发能力和项目管理能力,以确保储能系统的性能、安全和可靠性。目前,电化学储能是应用最广泛的储能技术,但压缩空气储能、飞轮储能、超级电容等新型储能技术也在逐渐得到应用和推广。

四、下游分析

       在下游领域,储能系统的应用场景日益丰富和多样化。发电侧储能主要用于电力调峰、辅助动态运动、系统调频以及可再生能源并网等方面;电网侧储能则主要用于缓解电网阻塞、延缓输配电扩容升级等方面;用户侧储能则主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、提升供电可靠性等方面。此外,随着分布式能源的发展和普及,工商业储能也成为了用户侧储能的一个重要应用场景。

五、发展趋势与挑战

       随着全球可再生能源的快速发展和应用,新型储能产业链也迎来了前所未有的发展机遇。技术创新、成本降低、政策支持等因素都在推动新型储能产业的快速发展。然而,新型储能产业链也面临着一些挑战,如储能电池的安全性和可靠性问题、储能系统的集成和优化问题、储能电站的运营和维护问题等。为了解决这些问题,需要产业链上下游企业加强合作和创新,共同推动新型储能产业的高质量发展。

六、政策支持与市场前景

       近年来,各国政府都在积极出台政策支持新型储能产业的发展。例如,中国政府已经发布了一系列政策文件,明确了新型储能产业的发展目标和路径,并提供了财政补贴、税收优惠等政策支持。这些政策的出台为新型储能产业的发展提供了有力的保障和推动。同时,随着储能技术的不断进步和成本的降低,新型储能产业的市场前景也越来越广阔。预计未来几年内,全球新型储能市场将保持快速增长的态势。综上所述,新型储能产业链是一个充满机遇和挑战的领域。随着全球可再生能源的快速发展和应用以及政策的支持和推动,新型储能产业有望迎来更加广阔的发展前景。

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