“碳中和”成为世界潮流 储能+新能源规模化应用重要价值已形成共

“碳中和”成为世界潮流 储能+新能源规模化应用重要价值已形成共识

近日,华为全球首发智能组串式储能解决方案及《智能组串式储能技术白皮书》,将数字信息技术与光伏储能技术相融合,首次提出储能系统“组串化”、“智能化”、“模块化”设计的全新理念,实现电池模组级精细化管理,产生更多放电量,达到LCOS更优,助力从光伏平价迈向光储平价。

2020年9月,中国在联合国大会上明确表示二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。自《巴黎协定》签署以来,全球已有28个国家计划本世纪中叶达到碳中和,极大提振了国际社会共同推动疫后世界经济“绿色复苏”的信心。

“碳中和”成为世界潮流,在光伏、风电和储能进入十四五发展的全新高速发展时期,储能+新能源规模化应用的重要价值已形成共识。

在全球能源战略转型的雄伟目标下,光伏将成为绝对的主力能源。而光伏若要成为主力能源,光储结合是必然趋势。储能作为关键支撑技术,是提升清洁能源利用效率,保障电网安全运行,实现源网荷协调发展,助力能源清洁转型的重要支撑。“光+储”真正融合才能对标火电,“光储平价”才是真平价。当下储能成本的下降快于预期,“新能源+储能”成为主力能源的时间节点有望比过去预计的提前到来。

同时,智能时代已经迎面而来。5G、人工智能、云技术等正在深刻影响,甚至重新定义各个行业,数字化转型是必然趋势。如果将数字信息技术与储能技术相融合,一定能催生出更多的化学反应。通过与数字化的融合,储能系统将变得更高效、更稳定、更安全。目前储能市场面临的系统安全、系统效率、电池寿命、运维等诸多问题都会迎刃而解。

中关村储能产业技术联盟常务副理事长俞振华指出,随着技术创新,储能产业的春天已经到来,下一个十年将是更好的十年。据国际可再生能源署(IRENA)预测,2050年全球储能累计装机规模有望达9000GWh以上,考虑碳中和的进一步促动,市场潜力更大。

据预测,到2030年中国碳排放将达到116亿吨的峰值,这是实现碳中和关键的里程碑。未来十年,非化石能源将首次成为增量能源需求的主力。预计2020-2030年,我国能源消费总量将增长20%。其中,非化石能源是满足增量需求的关键,预计非化石能源占一次能源比重将从16.4%上升到26.0%,其中光伏、风电未来发展的潜力最大!

然而,随着新能源渗透率的不断提升,未来五年全球半数区域将面临弱电网问题,并网稳定性要求将持续提升。当前,光伏与传统能源在对电网的支撑能力上仍存在显著差距,储能技术作为灵活性资源,可以为电力系统提供调频、调峰等服务,助力新能源从适应电网走向增强电网。光伏若要成为主力能源,光储融合是必然趋势。由此可见,储能已成为必要的使能技术,是提升清洁能源利用效率,保障电网安全运行,实现源网协调发展,助力能源清洁转型的重要支撑。

随着全球电气化进程的加速推进,电力需求将持续上升。据国际可再生能源属(IRENA)预测,到2050年全球每年发电量将达5.5万TWh,其中可再生能源占比达到86%;总装机量将达2万GW,其中光伏装机量达到8510GW,风电装机量达到6044GW,占比达72.8%。光伏将会成为未来绝对的主力能源。

由于风能、太阳能等可再生能源发电具有不连续、不稳定、不可控的特性,可再生能源大规模并入电网会给电网的安全稳定运行带来严重冲击,将储能应用到输配电领域,参与调频、电压支撑、调峰、备用容量无功支持、缓解线路阻塞、延缓输配电扩容升级和作为变电站直流电源,可以很好地缓解新能源并网带来的一系列问题。其中,在新能源功率输出平抑、计划出力跟踪等应用场景下,储能将配置在新能源发电侧;在电网频率调整、网络潮流优化等应用场景下,储能将配置在输电侧;在分布式、移动式储能等应用场景下,储能将配置在配电侧。因此,储能技术是推进可再生能源的普及应用,实现节能减排的关键核心技术。

现有的储能方式主要有物理储能、电磁储能、电化学储能三大类技术路线。国内、国外常采用的储能方式是抽水储能、电化学储能方案。但抽水储能受地理条件的影响,不适合大规模推广应用,因此在光伏发电领域,电化学储能是业内主流设计方案。

在市场应用方面,电化学储能主要是以锂离子电池储能为主导,铅蓄电池储能次之,其余如液流电池、超级电容、钠硫电池等发展速度也很快。

在光伏发电领域,从光伏配备的储能来看,集中式地面电站、分布式电站和家用光伏电站对于储能的需求都各有差异。其中,分布式光伏电站较多采用铅酸电池,因其成本低,前期投资少;集中式地面光伏电站、家用光伏电站多采用锂电池储能;其余电化学储能方式如液流电池、超级电容、钠硫电池也有少量应用。

根据CNESA统计,截至2019年底,中国已投运与光伏配套的储能项目(含熔融盐储热项目)累计装机规模为800.1MW,与集中式光伏电站相配套的装机规模为625.1MW。其中,新增投运光储项目的装机规模为320.5MW,同比增长16.2%。

“十四五”期间,随着更多利好政策的发布,电化学储能应用的支持力度逐步加大,市场规模将不断增加。截止当前,山西、宁夏、青海、内蒙古、贵州等18个省份已发布新能源配置储能方案,“光伏+储能”也将成为未来光伏电站开发的主流模式。

在电化学储能方面,2017-2020年间,国内锂电储能占新增电化学储能的比例从51%上升到99%,锂电池储能技术将成为未来主流储能技术。据业内机构预测,至2025年年底,电化学储能市场的装机规模将超过24GW。

尽管储能技术近几年不断发展,但当前LCOS(平准化储能成本)还不具有很强的竞争力,储能市场仍面临许多挑战。其中主要问题有:储能产品安全性低、效率低、寿命短、运维难等。

面对行业内的困难与挑战,储能技术的创新是关键突破口。受组串式光伏逆变器的启发——即“组串式”相比“集中式”逆变器,通过多路MPPT精细化管理,最大程度减少组串间的失配影响,提升系统发电量。组串式无论是在故障率、系统安全性还是运维效率方面都更占优势,成为行业主流。因此,借鉴相似思路,智能组串式储能系统解决方案出现。

作为光储融合发电的关键一环,储能系统需具有电网调频、电压支撑、削峰填谷、备用容量无功支持等多种复杂功能,给其智能化技术提出了更高的要求。而随着技术创新和ICT智能化技术的应用,储能市场面临的系统安全、系统效率、电池寿命、运维难度等诸多问题都会迎刃而解。更为关键的是,智能组串式储能解决方案通过对储能系统进行“组串式”、“智能化”、“模块化”的创新设计,可对能量进行更精细化的管理,产生更多放电量,达到LCOS最优,最终助力实现从光伏平价迈向光储平价。


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    【责任编辑:赵卓然】

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