纪律:储能技术对于新能源的发展有重要的支撑作用

2024/07/09

燃气与新能源间的关系 
中国科学院工程热物理研究所压缩空气储能技术的一个产业化公司。我们的技术是压缩空气储能,一种大规模长时物理形式的储能,规模大、成本低、寿命长是它的特点。我们在压缩空气储能领域走得比较快,已经完成了国际首套的兆瓦级、十兆瓦级、百兆瓦级包括今年三百兆瓦机组的建设和发电,也一直在推动这项技术的发展和产业的发展。

储能技术对于新能源的发展有重要的支撑作用,现在说能源转型或者能源革命的过程中,有一条主线是以零碳的风光能源,未来要逐步成为主体能源,替代传统的化石能源。但风光要有大发展,先天的不足,这种间歇性、不稳定性、周期性,不是靠人为,是靠大自然的因素,需要得到解决,储能是一个根本的调节手段。
伴随着新能源的快速发展,储能行业也有一个迅猛的发展态势,主要要跟新能源结合到一起。一个是支持新能源产业的发展,再一个是支持以新能源为主题的柔性化、智能化的电力系统的建设。储能一个重要的调节手段,它被称为是能源革命的重要支撑技术,也是电力系统的新业态。

空气压缩储能如何坐稳赛道主力军
我们提新能源的发展,可能未来会成为主体能源,但它并不是代表我们的能源体系只有新能源。能源体系如果只有一种能源,它是不一定可靠的,不稳定的,会出现问题的。新能源可能未来发电的占比会多一些,但这个能源体系里肯定会有储能包括传统的火电、燃气电场、核电、水电都会有。
储能有狭义的储能和广义的储能,狭义可能指储电,但如果扩大,像广义的,包括能源战略储备等,储能在能源体系中的功能也不是某一种技术路线或者某一个类型的储能占主体,应该是不同的路线都会有。因为不同的储能技术特点不一样,发挥的功能也不同。
    
储能可能分短时高频的,更多是做一个调频,电容质量的管理。中段时长的更灵活一些,分布式能源系统很好用。尖峰的顶峰一两个小时的顶峰能力很强。像压缩空气、抽水蓄能包括液流、重力储能都是长时储能,每天的日调节,包括可以做调向,做旋转备用,包括黑启动,能够保证电网的按安全。但再往长时走,比如数天甚至月度的,某种意义上讲,像电力储能,毕竟要充电,得有一个储的过程。
    
说到压缩空气储能技术分两代,这项技术最早是1949年美国人提出来,脱胎于燃气轮机的技术,它主要是需要燃烧天然气对化石燃料有依赖,转化效率比较低,还需要一些天然的储蓄库,对地理条件有限制。
第一代技术中国其实是不掌握的,那个时候我们没有做这方面的研究。但我们做的第二代或者叫新型压缩空气储能效率比较高,又没有地理条件的限制。我们有多方面的优势,一是成本低,相同的钱可以做更多事。另外我们效率各方面比较强,还有中国是有举国体制的,压缩空气储能是长周期大投资硬科技的技术研发。最大的优势,中国有最大的市场需求和市场应用的条件。因为中国是全国一张网,大电网。大电网对于大规模长时的储能需求,一是有需求,二是需求很迫切,现在“双碳”目标提出来,新能源快速发展,要求储能一定要跟得上。多种原因导致我们在新型压缩空气储能领域是全球领先的水平。

空气压缩储能的优势和发展
压缩空气储能的研究是希望可以走向产业化和应用的。一个颠覆性技术如何能够实现颠覆,等于是各个方面都要跟这个方向或者是这个赛道传统的垄断技术要做对比,长时储能典型最好的最垄断的技术原来就是抽水蓄能。从压缩空气储能角度,各方面包括规模、成本、效率、寿命、功能,各方面要基本未来有跟抽水蓄能可比的趋势或者有这个机会,它才有可能未来成为长时储能的生力军,逐步占领市场份额,才会有逐步替代抽水蓄能的态势。当时我们选择压缩空气储能,首先是认为它规模大,空气做动力也能进一步发挥优势。空气作为介质,可以降低成本,机械设备的功能和抽蓄相同。当时我们选择这个赛道,是觉得它至少能跟抽蓄掰手腕,能够占领一定的市场份额,能够有发展应用的前景。
    
压缩空气储能今年是是大规模产业化的元年。今年单机规模300兆瓦的机组已经项目建成也实现了并网发电,规模跟抽蓄已经相同。多台机组并联能够实现GW级的电站,容量也能够实现GW/h级的量级。包括今年国家新型储能试点示范项目,第二批56个项目,压缩空气储能一共批了有12个,仅次于锂电。但压缩空气储能因为单机规模都比较大,整体规模已经超过锂电,已经是新型储能里排第一了。某种意义上也体现出国家对于这个方向是支持的。
    
另外,我们有好的市场需求。现在中国有“双碳”目标,有国家政策的导向,又有市场的刚需和最好的应用场景,所以我们现在的技术研发、示范应用和产业化都在全球是领先的状态。
    
我们通过多个示范项目的建设已经实现了产品定型,去年第一条生产线已经投入使用了。未来几年应该压缩空气储能是一个快速发展、规模化发展的阶段了。它的技术常年积累已经到达一定规模,产品也实现了定型,所以未来应该会发展比较快。

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