7月18日，我國首個(gè)10萬(wàn)千瓦級電池儲能電站在江蘇鎮江正式并網(wǎng)投入運營(yíng)，開(kāi)啟了我國大型電池儲能電站商業(yè)化運行的新階段。
而據美國麻省理工學(xué)院《技術(shù)評論》雜志最新的報道，盡管鋰離子電池的成本在過(guò)去十年里急劇下降，但仍然太高，不足以覆蓋更長(cháng)的使用時(shí)間，使可再生能源成為電網(wǎng)的主要能源。
“雖然鋰電池儲電站的成本比鉛酸電池高出一倍，但這并不是拋棄鋰電池的理由。”中國電池工業(yè)協(xié)會(huì )副理事長(cháng)王敬忠告訴《中國科學(xué)報》記者，不同各種應用場(chǎng)合對儲能功率和儲能容量要求不同，各種儲能技術(shù)都有其適宜的應用領(lǐng)域。
全國電力儲能標準化技術(shù)委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)來(lái)小康也認為，我國的新型鋰離子電池已經(jīng)滿(mǎn)足商業(yè)運行所要求的耐高溫、不爆炸等安全需求，這都為開(kāi)啟大規模電池儲能電站建設，提供了技術(shù)支撐。而且，預計未來(lái)鋰電池成本將降低到每度0.25元。
只是“弱替代品”
可再生能源技術(shù)發(fā)展取得了長(cháng)足的進(jìn)步，使太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電在價(jià)格上能夠與化石燃料競爭，但卻始終因發(fā)電間歇性而不穩定。剝離自美國麻省理工學(xué)院的新能源存儲公司Form energy首席執行官泰德˙威利表示：“如果想用可再生能源為世界提供動(dòng)力，我們就需要找到一種方法來(lái)克服這種可變性。”
這就要用到電池儲存多余能量，以彌補供應的變化。根據麻省理工學(xué)院和阿貢國家實(shí)驗室研究人員2016年的一項分析，今天的電池存儲技術(shù)在微小型化應用上效果最好，可替代規模較小的“峰值”發(fā)電廠(chǎng)——這些發(fā)電廠(chǎng)常以天然氣為燃料提供非常態(tài)運營(yíng)——只在價(jià)格合適和需求高的時(shí)候迅速開(kāi)火。
但是，除了代替小型“峰值”發(fā)電廠(chǎng)，電池遇到了真正的瓶頸。2016年研究者發(fā)現，當大量電池存儲添加到電網(wǎng)中時(shí)，回報會(huì )急劇下降。他們的結論是，將電池存儲與可再生電廠(chǎng)耦合，是大型、靈活的煤炭或天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)的“弱替代品”，鋰離子技術(shù)不僅對于傳統能源而言過(guò)于昂貴，而且電池壽命有限意味著(zhù)它不適合在長(cháng)時(shí)間內填補風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的空白。
對此，王敬忠并不贊同，“電池儲能電站的壽命取決于其循環(huán)次數，磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數在2000次以上，使用近10年都沒(méi)有問(wèn)題。而且，相較于鎳氫電池、鎳鎘電池，鋰電池的自放電量很小，是可以長(cháng)時(shí)間儲存電力的”。
除循環(huán)次數以外，外部條件會(huì )影響鋰電池的使用壽命。零下20℃的環(huán)境，鋰電池基本不能發(fā)揮作用，濕度高的話(huà)對電池的壽命和安全有影響。
對此，王敬忠說(shuō)：“只要環(huán)境合適，鋰電池儲能電站的使用壽命和安全性是有保障的。”
他補充道，從成本上來(lái)看，鋰電池儲能系統的一次性投入確實(shí)比鉛酸電池高出許多，但鋰電池具有能量密度高、體積小、額定電壓高等特點(diǎn)，并且鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步快、產(chǎn)業(yè)基礎較好，其正逐步向分散儲能及規模儲能領(lǐng)域滲透。
示范項目探索商業(yè)模式
從今年6月以來(lái)，河南、江蘇、福建、廣東、青海、內蒙古等多地不斷有電網(wǎng)儲能招標、開(kāi)工、并網(wǎng)等消息傳來(lái)，表明我國的儲能市場(chǎng)正在不斷擴大。6月初，河南電網(wǎng)100MW電池儲能示范工程第一次招標，力神電池、南都電源等鋰電池企業(yè)投標;7月中旬，力信能源參與承建江蘇鎮江東部?jì)δ茈娬卷椖恐械谋鄙郊拔宸迳絻δ茈娬卷椖?，其中北山儲能電站被國網(wǎng)江蘇電力列為示范項目。
事實(shí)上，上述項目只是今年“儲能熱”中的一部分。在這些新增項目中，配套儲能系統的均為鋰電池，鋰電池儲能電站的眾多示范應用，就是在不斷探索儲能在集中式可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側應用的商業(yè)模式。
目前有經(jīng)濟價(jià)值的項目在于小型用戶(hù)側的應用。中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟給記者提供的資料顯示，工商業(yè)用戶(hù)安裝儲能系統，在峰谷電價(jià)差較大的地區，可以為其節省容量電費;在容量電費的核定規則比較靈活的地區，也可以為用戶(hù)節省容量電費。由于江蘇省是峰谷電價(jià)差較大，且可以靈活核定容量電費的試點(diǎn)地區，鋰電儲能用戶(hù)側項目落地較多，在峰谷電價(jià)差不低于0.75元/度電的前提下，這類(lèi)項目的靜態(tài)投資回收期一般在7~9年。
“相對于收益來(lái)講，鋰電池儲能電站的成本還是比較高的。”中國能源研究會(huì )儲能專(zhuān)委會(huì )高級研究經(jīng)理岳芬告訴《中國科學(xué)報》記者，“江蘇也在評估是否給予電網(wǎng)側儲能項目一定的激勵政策，作為其支撐夏季高峰電力需求的補償，但具體是否會(huì )這樣操作尚未公布”。
多項儲能技術(shù)仍在探索
有數據表示，到2025年，鋰離子電池仍繼續占據主導地位，占全球電力電池儲能部署的80%。
“大規模部署鋰離子電池儲能系統(也有難點(diǎn))，除了成本瓶頸，最重要的是市場(chǎng)機制和激勵政策的缺失。沒(méi)有電力市場(chǎng)和激勵政策，儲能不能從多渠道獲得收益，在成本較高的情況下，投資回收期長(cháng)。”岳芬表示。
事實(shí)上，儲能的技術(shù)路線(xiàn)并不單一。我國正在積極發(fā)展多種儲能技術(shù)，2050年我國總裝機容量將達到500億千瓦(KW)，按照規模調整供需平衡，儲能的容量將達到4億KW。我國規劃到2050年建造1.6億KW抽水儲能裝機容量，遠遠不能滿(mǎn)足儲能的需要。“目前，以鋰離子電池和鉛炭電池為主，輔之以壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容、液流電池等技術(shù)路線(xiàn)，不同的儲能技術(shù)路線(xiàn)已經(jīng)基本能滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)景的需求。”岳芬說(shuō)。
“液流和鋰電池，還有其他電池的儲能技術(shù)都處在商業(yè)化探索轉化的階段，其實(shí)并不是初級、實(shí)驗室的概念。”北京普能世紀科技有限公司總裁黃綿延表示，“全釩氧化還原液流電池就具有安全性、長(cháng)壽性、可循環(huán)性，以及功率模塊、電容量模塊可獨立配置等特點(diǎn)。”
中科院大連化物所與大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司聯(lián)合，采用全釩液流電池實(shí)施了多項“光—儲”“風(fēng)—光—儲”應用示范工程，推動(dòng)我國自主知識產(chǎn)權的液流電池技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化初級階段。
不過(guò)，黃綿延也表示，釩電池的發(fā)展瓶頸在于技術(shù)成本比較高，“這一塊的成本很大程度是釩電解液。我們結合中國豐富的釩資源和在釩的生產(chǎn)領(lǐng)域具有絕對性?xún)?yōu)勢的企業(yè)一起合作，推出釩電解液的租賃模式和釩電解液的回購方式，試圖把整個(gè)系統的使用成本和度電成本降下來(lái)”。
