中国储能网讯:新型储能作为构建新型电力系统、推动能源体系变革、保障国家能源安全的重要基础装备和关键支撑技术,是构建新发展格局的重要战略性新兴产业。为推动新型储能健康有序发展,中国电力科学研究院编制了《新型储能技术与应用研究报告(2023)》,并于2024年4月30日向行业重磅发布。本报告聚焦于新型储能的发展现状、关键技术、安全防护及全流程管控、标准体系建设等,并预测了新型储能的发展趋势和演进形态,为新型储能安全高质量发展建言献策。
内容简介
党和国家高度重视新型储能科技创新和产业发展。2021年7月,国家发展改革委、国家能源局首次印发的《关于加快推动新型电力储能发展的指导意见》中强调,到2025年,实现新型电力储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上。2023年中共中央办公厅发布《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的意见》,指出应健全储能等新业态发展机制,发挥储能的系统调节作用,推动新型储能等新技术有序发展,建立健全促进储能发展的市场机制。2024年3月,国务院总理李强在全国两会上做政府工作报告,首次明确提出要“发展新型储能”。我国已将新型储能技术领域作为战略产业和未来产业进行部署,从国家宏观政策、科技产业政策等方面,不断加大支持力度。
现阶段新型储能多元化蓬勃发展,机遇和挑战并存。新型储能中锂离子电池储能占绝对主导地位,液流电池储能、压缩空气储能、飞轮储能等继续保持快速发展,钠离子电池储能等陆续开展示范应用。新型储能蓬勃发展,在能源、交通等行业应用广泛,但也面临安全、寿命、适应性、经济性、标准化、市场机制等痛点、短板和堵点。此外新型储能原材料瓶颈导致价格波动,欧美国家构建碳关税壁垒,盈利模式、调用机制尚不完善,成本疏导模式尚需探索,与各类应用场景需求尚待融合,系统性科学规划不足、整体利用率不高、价值发挥不充分等问题亟待解决,行业发展正面临前所未有的机遇和挑战。
本报告从新型储能发展现状、核心材料及关键技术、安全防护及全流程管控、标准化建设等方面论述,并对新型储能在电力系统的发展趋势和演进形态进行预测,为新型储能健康安全有序发展提供决策参考。
报告提出以下主要观点:
1.我国储能产业生态已初步形成,新型储能技术家族不断壮大,多元化发展态势明显。其中,锂离子电池技术处于国际领先水平,产业化程度最高,处于规模化应用阶段;全钒液流电池、压缩空气储能、飞轮储能等技术处于国际领先或跟跑水平,处于大容量示范应用向商业化初期的过渡阶段;钠离子电池储能技术处于国际领先水平,技术整体处于工程示范阶段。
2.新型储能技术路线多样,成熟度及经济性各有差异。锂离子电池储能技术标准体系和应用管理体系日趋完善,可控安全应用方面也在逐步改善,预计2030年度电成本达到0.15元/千瓦时,装机占比有望超过抽蓄;钠离子电池目前处于小规模示范应用阶段,由于不受资源限制,规模化应用后度电成本有望接近0.10元/千瓦时;液流电池及压缩空气储能是大容量储能技术的选择之一,处于百兆瓦级工程示范应用阶段,度电成本有望在2030年前后接近抽蓄,达到0.25-0.30元/千瓦时;飞轮储能作为功率型储能,单机功率正向兆瓦级发展,处于短时调频示范应用阶段。
3.新型储能进入发展黄金期,安全发展仍是关键。国家从规划选址、设计及平面布置、储能电站、应急消防到安全管理出台的系列标准和政策法规,为实现储能电站全链条全方位的安全防护提供一定的政策支持。近年国内外发生多起储能电站安全事故,已投运储能电站故障频繁,原因涉及储能核心部件本体缺陷、外部激源、运行环境及管理缺陷等全环节全流程,需要基于统一标准规范要求,尽快形成源网荷全方位覆盖的储能安全与质量把关协同服务体系,实现安全管控的全产业链全流程闭环管理,推动行业安全与高质量发展。
4.我国已逐步构建新型储能技术标准体系,基本满足新型储能规模化应用。未来需要进一步加强储能全产业链技术标准和规范的制定执行,建立完善储能电站全生命周期安全质量管理体系,建立健全新型储能安全管理和应急处置机制。目前电化学储能已初步形成较为完整的标准体系,需要进一步完善储能规划设计与回收利用等方面的标准;压缩空气储能、飞轮储能等尚需进一步区分和细化,亟需开展并网接入等标准的制订工作;储能安全、消防等相关标准仍有较大的完善空间,需加强新型储能电站的安全风险评估,识别重点运维对象,提升运维质量,制定新型储能安全规范和操作指南,加强新型储能安全培训和演练。
5.新型储能将成为新型电力系统的重要构成环节,其主要功能定位为“保安全、保供应、促消纳”,且各阶段定位不同。2030年前,主要是技术成熟期,锂离子电池、压缩空气、液流电池、钠离子电池和飞轮储能等新型储能技术经济性相较常规调节手段仍有差距,因此在充分挖掘常规调节手段后,多类型新型储能应满足日内灵活调节、辅助支撑及应急电源等日内波动调节的目标。2030年后,新型储能仍将居于有力竞争地位,随着储热、氢储能等长周期储能技术取得突破,逐步发展成为多时间尺度灵活调节资源。
6.加强新型储能科技创新,从基础理论、本体制造、系统集成到工程应用全面布局,促进新型储能技术快速高质量安全发展。加强新型储能基础技术研究,加强新型储能装备及安全应用技术研究,加强新型储能多元多场景应用技术研究,围绕制约新型储能产业发展的系列“痛点”“堵点”“短板”问题,从高效安全预警与防控、精准状态感知与寿命预测、技术成熟度与应用经济性提升、电网适应性与支撑技术、市场运营机制优化、绿色低碳发展、规模化应用实证等方面,提升新型储能基础理论及技术装备水平,循序渐进布局科技攻关项目与适度规模的工程示范,推动新型储能跨行业、多场景应用。