中国储能网讯:现阶段,建设成本过高、经济回报性差成为限制新型化学储能进一步发展推广的重要因素。对于国内化学储能行业,市场需求乏力,限制了装备制造业的工艺改进和技术革新,化学储能产品的原地踏步导致投资成本高居不下,与“零回报”一同构成项目投资者必须跨越却又难以跨越的鸿沟,反过来冻结着市场需求。
首先,化学储能技术投资过高。根据中国电科院关于张北风光储输示范项目的测算,20兆瓦的储能电池的设计投资就达到4亿元。如果我国现有风电装机全部配备储能设备,则需要一次性投入2000亿元,这远远超过我国每年因弃风造成的近百亿元经济损失。
其次,技术尚不成熟,运行时间短,储能价值短期难以完全体现或由于各种原因没有体现。如化学储能技术在解决可再生能源并网和弃风方面仅为设想,目前储能在可再生能源并网方面发挥的作用有限,储能的全部价值还有待充分发挥。
另外,新型储能在电力系统的应用时间短,电力行业对安全性、可靠性要求高,要求技术成熟、安全可靠、建设和运维成本低,性能和质量好,一般至少需要5年以上的实地可靠性测试和应用,才能通过电力用户的最低标准。电力市场对储能的高要求也导致产品规模生产前周期长,而储能产品的方案设计成熟度、可靠性又与一定的规模化直接相关,电力行业的实际情况使得新型储能技术产业化道路漫长。
核心技术仍是主要瓶颈
从技术角度来看,关键材料、制造工艺和能量转化效率是各种储能技术面临的共同挑战,在规模化应用中还要进一步解决稳定、可靠、耐久性问题,一些重大技术瓶颈还需要持之以恒地解决。
新型储能产业发展机制尚不清晰
由于储能技术的特殊性,发电、输电、配电、用电都会受益,都有可能成为储能的实施者,目前很难说是电网公司、发电公司、用电客户,还是储能技术公司更适合成为储能的投资者和资产拥有者。近期可能的方案还是多种方式共存,由技术的成熟度、特定的应用领域与政策共同决定政策受益方,推动储能产业发展。储能技术可能存在电力供给侧、电网侧、用户侧和第三方运营商等多种商业模式。
虽然我国现已公布一些分布式新型储能的示范项目,但主要为分布式和微网项目通过光伏发电、风电服务于工商业和居民的用电,解决无电人口、边防、特殊作业的供电为主要出发点,且大部分项目还在规划和建设中,与规模产业化发展仍存在一定差距。另外,目前大部分新型储能项目仍为示范应用,项目数量少,运行时间短,成本高,缺乏清晰的应用方向,尚不能进行完善的经济性分析。虽然储能系统可以实现多重应用,但由于应用场景不同且较复杂,多重效益的量化目前实际上也很难界定,增加了商业化的难度。另外,新型储能标准体系在国际、国内尚未建立起来。我国储能产业发展相关建议
制定持续的、清晰的储能发展战略,明确储能技术发展路线
储能技术的持续不断发展很大程度上依赖于国家持续、清晰的发展战略,国家能源、电力发展策略的持续稳定和明晰是至关重要的。
储能的发展与新能源的发展密切相关。坚持优先发展水电、风电、光伏发电等可再生能源发电的原则,坚持清洁能源发电是实现我国能源结构调整、逐步实现能源自给、保持我国经济、社会可持续健康发展的重要举措,是我国的必然选择。
储能的发展是提高我国电力安全、可靠、经济运行的保障。坚持不断提高电力系统的效率和效益,坚持“人人用得起电,电力质量高,电价低廉”的一贯恵民原则。
明确储能技术发展路线,现阶段,我国大规模电网只能采用技术成熟、成本较低的抽水蓄能技术。因此,目前和今后长时期内继续稳步有序地发展抽水蓄能是我国的基本策略,是我国电网安全、可靠、经济运行的保障,并直接关系到我国经济社会的稳定发展。重视抽水蓄能技术的发展,稳步有序推进我国大型抽水蓄能机组的全面国产化。力争在“十三五”末,国产机组全面赶上国际先进水平,到2030年,达到国际领先水平,引领最新技术发展方向。
新型化学储能技术在我国的发展遵循试验示范→试验示范项目研究总结扩大→应用示范→应用推广→规模化生产的一般发展规律,不能一蹴而就,急于求成,也不能滞步不前。
促进和加大储能技术研发,突破核心技术瓶颈
由于我国工业基础薄弱、装备制造业等水平总体上较落后。因此,还需要重视技术进步,促进和加大储能技术研发,坚持不懈、持之以恒地解决核心技术瓶颈,促进储能技术的发展,同时也进一步提高我国工业发展和装备制造业等基础产业水平。
新型储能产业主要技术瓶颈有:压缩空气储能中高负荷压缩机技术,我国尚未完全掌握,系统研发尚处在示范阶段;飞轮储能的高速电机、高速轴承和高强度复合材料等关键技术尚未突破;化学电池储能中关键材料制备与批量化/规模技术,特别是电解液、离子交换膜、电极、模块封装和密封等与国际先进水平仍有明显差距;超级电容中高性能材料和大功率模块化技术,以及超导储能中高温超导材料和超导限流技术等尚未突破。另外,国内精密材料、高端前沿材料的加工工艺跟美国、日本差距很大,商用产品的开发技术也是短板。
建议国家加大在储能领域的科研投入,超前于需求开展研究工作。另外,要整合资源,加强国际合作,从产、学、研、用上协调推动,实现科技成果的转化,着力实现核心技术上的突破。
推动新型储能示范项目发展,建立示范项目中间反馈机制和完成后评估推广机制
建设新型储能技术示范项目是进行新型储能技术研发、试验分析的一个重要途径。通过示范,可以有效地验证技术的可靠性。由于电力系统示范项目运行期较长,一般在3~5年或更长,因此,建议建立示范项目中间反馈机制,以适时地判断、分析、反馈不同新型储能技术的应用、发展情况。这种及时反馈将发现并帮助我国“有前途的储能技术”加入到研究验证的示范项目中来,并及时发现有关问题。
同时,建立示范项目完成后评估推广机制,全面地评价其技术经济性能,了解项目运行效果及存在问题、经验教训和推广价值,以找到我国“有前途的新型储能技术”。