
青海中控德令哈50MW塔式熔鹽光熱發電項目(可勝技術供圖)
國家能源局數據顯示,截至2024年上半年,我國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時,較2023年底增長40%以上。從地區分布看,西北、華北地區已投運新型儲能裝機占全國50%以上。
隨著我國“雙碳”目標的提出以及構建新型電力系統目標的確立,新型儲能在整個電力系統的戰略地位和重要作用正在進一步彰顯。近年來,全球新型儲能應用場景日漸豐富,在電力系統運行中發揮調峰、調頻、調壓等多種功能。
光熱儲能以環境友好受青睞
9月20日,中國核工業集團有限公司(以下簡稱“中核集團”)宣布,全球裝機容量最大的熔鹽“線性菲涅爾”新能源光熱電站——甘肅玉門10萬千瓦光熱電站并網發電。該電站利用太陽能集熱的面積達130萬平方米,使用熔鹽作為吸收和儲藏太陽能熱量的介質,配置了8小時熔鹽儲熱系統。項目并網后,將與已經建成的40萬千瓦光伏發電項目、20萬千瓦風力發電項目和1座330千伏的儲能站一起,形成“光熱儲能+光伏+風電”示范項目。
幾乎與此同時,遠在南非北開普省的中國電建集團所屬山東電建三公司承建的南非紅石100兆瓦光熱電站項目首次并網成功。該電站是撒哈拉沙漠以南首個塔式熔鹽光熱電站,也是南非北開普省最大的投資項目。該項目采用全球領先的塔式熔鹽儲能技術,現場安裝41260面定日鏡,鏡子將太陽光精準反射至光塔吸熱器,將熔鹽從約290℃加熱至約565℃,熱熔鹽存儲在特制熔鹽罐中,儲熱能力可支撐機組進行12個小時滿負荷運行,從而實現夜間持續發電,確保24小時不間斷的電力供應。
當地優良的日照條件、開闊平坦的土地,為建設太陽能發電場提供了得天獨厚的條件。目前,機組各項性能參數、指標優良,各系統運行穩定。經測算,在整個生命周期中,該光熱電站每度電的碳排放遠低于光伏電站,將有力推動南非應對氣候變化,助力其實現清潔能源發展目標。
該項目建成后,每年將為南非電網提供480吉瓦時清潔電力,滿足約20萬戶南非家庭用電需求,大幅減少對傳統化石能源的依賴,顯著降低南非碳排放,對南非能源轉型具有重要戰略意義。
“這是南中綠色能源合作不斷深化的又一例證。”南非共和國駐華大使謝勝文表示,“從技術到投資、再到技能培訓和人員交流,南非迫切需要擴大與中國在新能源領域的合作。中國在綠色發展方面的先進技術和豐富經驗能夠幫助非洲實現可持續發展。”
據浙江可勝技術股份有限公司(以下簡稱“可勝技術”)董事長兼首席科學家金建祥介紹,太陽能光熱發電是新能源利用的一個重要方向。光熱發電也是一種利用太陽能熱能進行發電的技術,它通過集中太陽的熱量來產生蒸汽,進而驅動汽輪發電機發電。太陽能光熱發電項目根據聚光集熱技術路線的不同,可分為塔式、槽式、碟式和線性菲涅爾式4種,每種技術路線都有其特點和適用場景。光熱發電與光伏發電的不同在于,光伏發電是直接將太陽能轉換為電能,而光熱發電則是先將太陽能轉換為熱能,再通過熱能驅動發電機發電。光熱發電的優勢在于其電力輸出平穩,可以通過配置儲能系統實現連續供電,這對于電網的穩定運行和調峰具有重要意義。此外,光熱發電還可以與儲能技術結合,進一步提高其經濟性和可靠性。
據了解,聚光集熱系統是塔式光熱發電的核心系統,系統性能直接影響光熱電站的效率與發電量。可勝技術經過十余年的技術研發與工程實踐,已攻克定日鏡設計制造、高精度聚光控制、大規模鏡場集群控制等技術難題,成功研發了高精度智能定日鏡、高效全自動校正系統、大規模鏡場控制系統等聚光集熱關鍵技術與裝備,并形成有效專利103項(其中發明專利83項),軟件著作權32項,擁有完全自主知識產權體系。
目前,全球光熱發電市場正在逐漸發展壯大,尤其是在一些光照條件較好的地區,如西班牙、美國、澳大利亞等國家和地區。預計未來幾年,具有能源效率高、環保節能、穩定性強等優點的中國光熱發電會在能源市場上擁有更廣闊的應用前景。
電化學儲能新增裝機迅猛
據日前發布的《光儲置一體化解決方案藍皮書》(以下簡稱《藍皮書》)顯示,在全球碳中和的大背景下,相比2020年、2023年的新增儲能投運增長了近乎10倍(超100GWh)。截至2023年,全球新型儲能的技術類型中,鋰離子電池占比約97%,光熱發電等其他技術裝機也在逐漸增多。
《藍皮書》認為,全球儲能技術呈現出多樣化的特點,目前電化學儲能,尤其是鋰離子電池占據了新型儲能市場的主導地位,因其能量密度高、響應速度快、應用靈活而廣泛應用于電動汽車、戶用儲能、新能源發電站與電網級項目。
此外,鈉硫電池、全釩液流電池以及其他新興技術也在特定應用場景中展現出潛力。相較于2022年、2023年鋰離子技術的儲能項目占比提高至97%,主要市場為中國、美國以及歐洲。
中國儲能解決方案經濟可行
儲能按照應用場景可以分為電源側、電網側、用戶側儲能,其中電源側、電網側儲能又稱為表前儲能或大儲,用戶側儲能又稱為表后儲能。用戶側儲能還可以細分為工商業儲能與家庭儲能,兩者的區別在于客戶群體。近兩年來,我國的用戶側儲能基本以工商業儲能為主。
目前,中國市場依舊以表前儲能項目為大頭,其中獨立儲能裝機量逐漸趕超源側配儲,表前儲能主要分布于新疆、內蒙古、甘肅等地。根據美國能源信息署(英文簡稱“EIA”)的數據顯示,2023年,美國超過11GW表前儲能項目將推遲至2024年。2023年歐洲表前儲能項目的主要新增地區在德國、意大利以及英國。
隨著來自中國的新型儲能技術和產品在全球范圍內的應用日益廣泛,不僅在電力系統中發揮著平衡供需、提高電網靈活性的作用,還促進了可再生能源的更大規模集成。9月20日,上市公司天合光能旗下的天合儲能與北美知名儲能項目開發商及業主LightshiftEnergy共同宣布,雙方合作的位于馬薩諸塞州的4座電網級儲能電站已全部順利交付并完成安裝調試。8月30日,天合光能的信息披露顯示,其在儲能業務方面構建了從電芯到電池艙到AC側全方位系統集成能力,并受到了全球客戶的廣泛認可。2024年上半年,天合光能儲能業務出貨1.7GWh,同比增長近300%。
隨著技術進步和成本的持續下降,中國的儲能解決方案正變得更加經濟可行,預計未來將有更多創新技術和商業模式涌現。國家能源局數據顯示,截至2024年上半年,我國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時,較2023年底增長40%以上。從地區分布看,西北、華北地區已投運新型儲能裝機占全國50%以上。從技術路線看,多個壓縮空氣儲能、液流電池儲能、鈉離子電池儲能項目投產,構網型儲能探索運用,推動技術多元化發展。從應用場景看,獨立儲能、共享儲能裝機占比45.3%,新能源配建儲能裝機占比42.8%,其他應用場景占比11.9%。
“風能、光能、儲能和氫能的協同發展在技術、經濟、環境和能源安全等多個層面都具有顯著優勢。”中國產業發展促進會副會長史立山非常看好風光儲融合發展。他認為,通過優化可再生能源利用,減少碳排放,提高能源系統的靈活性和穩定性,可以為實現碳中和碳達峰目標創造有利條件。這不僅是應對氣候變化的必要手段,也是推動能源轉型、實現可持續發展的必由之路。
史立山表示,從國家能源戰略視角看,綜合利用新能源和新型儲能對實現能源獨立和安全具有重要意義,協同發展可以減少對進口化石燃料的依賴,提高能源自主性和安全性。“當四者真正做到協同發展,我們將迎來一個更加綠色、低碳、可持續的美好未來。”
綜上所述,全球新型儲能行業正處在一個技術革新快、市場擴張迅速、政策環境利好的發展階段。未來,隨著技術成熟度提升和成本進一步降低,儲能將在全球能源轉型中扮演更加核心的角色。
