储能技术是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要的时候释放的过程,是提高能源利用效率的重要手段,是实现新型可再生能源实际应用的重要环节。储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)三大类。其中,电化学储能是通过化学反应进行电池正负极的充电和放电,实现能量转换。
随着电化学储能技术不断优化、成本持续下降,电化学储能系统规模化应用已达到其商业化运营的经济拐点,成为目前储能产业化研发创新的重点领域。根据 TÜV 数据,截至 2022 年底,全球电化学储能项目累计装机规模为 42.1 GW。我国电化学储能也发展迅速,根据CNESA 的数据,截至 2022 年底,我国电化学储能项目累计装机规模达 10.78GW。
数据来源:CNESA,TÜV。
可再生能源尤其是光储一体化,是储能电池建设的主要推动力。通过光储一体化,可以克服光伏发电的间歇性和波动性,平滑光伏电站输出,白天储能系统将光伏发电的冗余电量储存到系统,到了夜晚,可以通过储能系统放电,从而实现光伏电站的 24 小时全天候发电。
光伏配上储能系统可以有效解决光伏“弃光限电”现象,使太阳能随时可用,平缓短期波动,提升光伏电力质量。此外,光伏+储能还有经济上的优势,电价高时储存太阳能,电价低时使用太阳能,有助于稳定电价,减少未来输电网的升级和扩展成本。光伏系统中配置储能将成为大规模应用的能源形式之一。
根据 CNESA 统计数据,截至 2020 年底,中国已投运的、与光伏配套建设的储能项目的累计装机规模为 883.0MW,其中集中式光储项目与分布式光储项目累积装机量分别为 669.0MW、214.0MW。
储能设施的建设是国家构建清洁低碳、安全高效的现代能源产业体系的重要基础设施,政府密集出台一系列与储能相关的鼓励政策,大力支持储能设施的建设。2020 年 1 月,教育部、国家发改委、国家能源局等三部委联合印发《储能技术专业学科发展行动计划(2020—2024 年)》,指出储能技术在促进能源生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展,推动能源革命和能源新业态发展方面发挥着至关重要的作用。2020 年 6 月,国家发改委、国家能源局印发《关于做好 2020 年能源安全保障工作的指导意见》,提出推动储能技术应用,鼓励电源侧、电网侧和用户侧储能应用,鼓励多元化的社会资源投资储能建设。
此外,“碳达峰、碳中和”的中长期目标必将加快推动风电、太阳能发电等可再生能源的跨越式发展,高比例可再生能源对电力系统灵活调节能力将提出更高要求,给储能发展带来新机遇。
在政策大力支持和能源革命发展需求的推动下,储能产业发展前景广阔。国家电网《坚决扛牢电网责任 积极推进碳达峰碳中和》中提出力争到 2030 年,公司经营区抽蓄电站装机由目前的2,630万千瓦提高到1亿千瓦,电化学储能由300万千瓦提高到 1 亿千瓦。根据 CNESA 发布的《储能产业研究白皮书 2021》预测,我国电化学储能市场将继续扩张,到 2025 年底,电化学储能的市场装机规模将达 36~56GW,年复合增长率约 60%。
数据来源:CNESA。
未来“光伏+储能”将创造更多更加安全高效的光伏发电场景,储能可有效调节可再生能源发电引起的电网电压、频率及相位变化,是促进可再生能源大规模发电、并入常规电网的必要设备。
随着各国对储能技术研发和应用重视程度逐渐提高,相关核心配套技术也取得了长足进展。在可再生能源产业、电动汽车产业和能源互联网产业快速发展的推动下,储能产业有望呈爆发式增长态势,并且随着可再生能源电力储存成本持续降低,储能系统应用规模和技术成本会进入一个良性循环发展新阶段。
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