新型储能，大型“充电宝”怎么建？

制图：汪哲平

　　用电低谷时，利用电能将空气压缩到盐穴中；用电高峰时，再释放空气，推动空气透平发电。在江苏金坛盐穴压缩空气储能项目，地下千米的盐穴化身大型“充电宝”，一个储能周期可存储电量30万度，相当于6万居民一天的用电量。

　　这种压缩空气储能是新型储能“家族”中的一员。日前，国家发展改革委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》（以下简称《实施方案》）提出，到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。

　　新型储能究竟是什么？“十四五”时期要如何发展？记者进行了采访。

　　既能平滑不稳定的风电光伏，也能配合常规火电等参与电力系统调峰调频

　　通常来说，新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术，包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等。

　　为什么要高质量、规模化发展新型储能？这是当前新能源开发规模快速增加、负荷峰谷差持续拉大背景下，提升电力系统调节能力、保障电力系统安全运行的必然需求。

　　要知道，风电、光伏都是“看天吃饭”，其发电具有波动性、间歇性，“极热无风”“极寒无光”。随着未来大规模、高比例应用，再加上煤电面临转型、新增装机规模趋缓，如果遇到无风无光、阴冷冰冻的极端天气，风电光伏发电出力大减，电力供应由谁来保障？

　　储能的作用可以通俗理解为“充电宝”， 风电、光伏大发时或者用电低谷时充电，风光出力小或者用电高峰时放电。既能平滑不稳定的光伏发电和风电，提高可再生能源占比，也能配合常规火电、核电等电源，为电力系统运行提供调峰调频等辅助服务，提高电力系统的灵活性。

　　3月20日，位于浙江绍兴的35千伏红星变电站内，最后4台集装箱式电池组被吊装至预定位置。至此，浙江首个35千伏电网侧直挂式储能电站进入并网投运倒计时。“储能电站的最大功率为6兆瓦，可支持约3000台家用2匹空调同时工作2小时。”国网绍兴市上虞区供电公司副总工程师陈岳峰介绍，根据测算，储能电站建成后，上虞220千伏道墟变电站的峰谷差率将从现在的43.5%降至35.4%，有助于削峰填谷、平滑负荷曲线。

　　建设周期短，选址简单灵活，调节能力强

　　“新型储能建设周期短、选址简单灵活、调节能力强，与新能源开发消纳的匹配性较好，优势逐渐凸显，加快推进先进储能技术规模化应用势在必行。”国家能源局有关负责人介绍。

　　看建设周期，抽水蓄能电站建设周期通常为6至8年，新型储能中的电化学储能项目建设周期为3至6个月，新型压缩空气储能项目建设周期一般为1.5至2年。

　　看选址和应用场景，“抽水蓄能电站选址往往需要找地势落差较大的地方，但容量效益强、单站规模大，适宜电网侧大规模、系统级应用；新型储能单站体量可大可小，环境适应性强，能够灵活部署于电源、电网和用户侧等各类应用场景，可以作为抽水蓄能的增量补充。”国网能源研究院新能源与统计研究所副所长黄碧斌介绍。

　　再看调节能力，新型电化学储能的反应速度快，可以做到毫秒至秒级的响应。

　　国家能源局有关负责人介绍，“十三五”以来，我国新型储能实现由研发示范向商业化初期过渡，实现了实质性进步。锂离子电池、压缩空气储能等技术已达到世界领先水平，2021年底新型储能累计装机超过400万千瓦。

　　以电化学储能技术为例，近年来，电池安全性、循环寿命和能量密度等关键技术指标得到大幅提升，应用成本快速下降。“近5年，锂电池能量密度提高了1倍以上、循环寿命提高了2至3倍、应用成本下降超过60%。”黄碧斌举例。

　　未来，新型储能的发展空间广阔。中科院电工研究所储能技术研究组组长陈永翀说，尽管我国的储能装机规模世界第一，但储能与风电光伏新能源装机规模的比例（简称“储新比”）不到7%；相对而言，其他国家和地区的平均储新比已达15.8%。随着新能源发电规模的快速增加，我国储新比还有很大的增长空间。

　　鼓励不同技术路线，“高安全、低成本、可持续”是共同目标

　　《实施方案》提出“市场主导、有序发展”的基本原则，明确新型储能独立市场地位，并提出充分发挥市场在资源配置中的决定性作用。“过去，新型储能更多是作为火电厂的辅助参与调频，明确独立市场地位后，未来结合电价政策的出台，新型储能可以独立参与并网调度、交易结算等，有利于加快新型储能的市场化步伐。”陈永翀说。

　　新型储能优势颇多、迎来发展机遇，但在业内看来，未来规模化、产业化、市场化发展，至少有安全和成本“两道坎”要跨过。

　　安全是新型储能发展的底线。“目前锂电储能系统还没有达到本质安全的目标，管控不当的话有燃烧爆炸风险。”陈永翀认为，未来需要发展本质安全技术，即在电池热失控之前就要做到内部安全可控，不能依赖热失控后的外部消防措施。黄碧斌认为，新型储能模块、电池柜等方面的安全标准、安全风险评估流程尚需完善和规范。

　　对此，《实施方案》提出，加强新型储能安全风险防范，明确新型储能产业链各环节安全责任主体，建立健全新型储能技术标准、管理、监测、评估体系，保障新型储能项目建设运行的全过程安全。

　　成本方面，以目前占据主流的电化学储能为例，黄碧斌介绍，按照现在普遍的成本计算，即使日均两充两放，全寿命周期单次充放度电成本超过0.5元/千瓦时。不仅如此，加大安全投入也会增加储能项目成本。他建议，面向电力系统应用场景需求，加快推动长寿命、低成本、高安全、高效率的先进电化学储能材料，以及大容量、长时间的新型储能技术研发。

　　同时，还要加快建立新型储能价格等成本疏导机制。“当前有关部门已出台加快推动新型储能发展的指导意见、‘十四五’实施方案等，鼓励储能项目通过电力市场疏导成本、获取收益。但目前参与市场的准入条件、交易机制等细则尚未明确，各侧储能缺乏成熟的商业模式，企业安装储能的积极性并不高。”黄碧斌建议，进一步细化电网侧独立储能参与市场机制，完善电网侧替代性储能价格疏导机制，完善峰谷电价、尖峰电价政策，优化峰谷电价价差，为用户侧储能发展创造空间。

　　除了安全和成本问题，陈永翀认为，当前新型储能发展还面临一些问题，例如一些地方要求新能源强制配套储能，但新能源配储比例不科学；新型储能调用少、利用率低，需要进一步明确新型储能系统的并网接入和调度标准等。

　　新型储能的技术路线呈现多元化，国家能源局有关负责人介绍，《实施方案》对新型储能技术创新加强战略性布局和系统性谋划，提出研发储备技术方向，鼓励不同技术路线“百花齐放”，同时兼顾创新资源的优化配置，“此外，还要坚持示范先行的原则，积极开展技术创新、健全市场体系和政策机制方面的试点示范，通过示范应用带动技术进步和产业升级。”

　　“目前建设的新型储能项目80%以上都是锂离子电池，占比最高；其他类型，例如液流电池、铅酸电池、储热蓄冷等占比较小。锂电储能综合性能较好，但仍需进一步解决安全问题和资源回收问题；液流电池安全，也方便回收再生，但系统成本较高。”陈永翀认为，储能应用场景很丰富，每种场景的性能要求各不相同，有的对功率要求高、有的对容量需求大，储能技术各有特点，未来多种储能路线将并行发展。

　　“尽管如此，‘高安全、低成本、可持续’是所有储能技术发展的共同目标。要加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的绿色储能技术创新体系。”陈永翀说。（记者 丁怡婷）