中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在國(guó)家“雙碳”政策的引領(lǐng)下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為推動(dòng)傳統(tǒng)能源系統(tǒng)變革的關(guān)鍵支柱，正經(jīng)歷著高速增長(zhǎng)。作為從事儲(chǔ)能行業(yè)的從業(yè)者和參與者，我們需要掌握一些最基本的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
01.儲(chǔ)能
儲(chǔ)能是指將能量存儲(chǔ)在介質(zhì)或設(shè)備中，以便在需要時(shí)釋放的過(guò)程。通過(guò)靈活的充電和放電控制，儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能和用能在時(shí)間和空間上的匹配，成為能源靈活性的關(guān)鍵。
在電力系統(tǒng)的視角下，儲(chǔ)能可分為發(fā)電側(cè)/電源側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能以及用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能，其中電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能也稱(chēng)為表前儲(chǔ)能或大規(guī)模儲(chǔ)能。
表前儲(chǔ)能是指直接連接到電網(wǎng)，具有獨(dú)立功率和電量計(jì)量表的儲(chǔ)能系統(tǒng)；相反，表后儲(chǔ)能則是指與電網(wǎng)連接度較低的儲(chǔ)能系統(tǒng)，用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能又稱(chēng)為表后儲(chǔ)能。用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能可細(xì)分為商業(yè)用途儲(chǔ)能和家庭用途儲(chǔ)能。
在商業(yè)模式方面，表前儲(chǔ)能應(yīng)當(dāng)具備獨(dú)立的市場(chǎng)主體身份，能夠獨(dú)立參與市場(chǎng)的報(bào)價(jià)和報(bào)量，直接接受調(diào)度，以及獨(dú)立結(jié)算，這種儲(chǔ)能也被稱(chēng)為獨(dú)立儲(chǔ)能。
02.新型儲(chǔ)能
新型儲(chǔ)能主要指以輸出電力為主要形式，對(duì)外提供服務(wù)的儲(chǔ)能項(xiàng)目，除了抽水蓄能以外。這類(lèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，與新能源開(kāi)發(fā)和消納更加匹配，其優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。
在技術(shù)發(fā)展方面，新型儲(chǔ)能目前采用多種技術(shù)并行發(fā)展。目前，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、鈉離子電池儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能這六種新型儲(chǔ)能技術(shù)路線備受關(guān)注。
截至2023年底，全國(guó)已建成投運(yùn)的新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬(wàn)千瓦/6687萬(wàn)千瓦時(shí)，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為2.1小時(shí)。2023年新增裝機(jī)規(guī)模約為2260萬(wàn)千瓦/4870萬(wàn)千瓦時(shí)，較2022年底增長(zhǎng)超過(guò)260%，接近“十三五”末裝機(jī)規(guī)模的近10倍。
在投資規(guī)模方面，“十四五”以來(lái)，新增的新型儲(chǔ)能裝機(jī)直接推動(dòng)經(jīng)濟(jì)投資超過(guò)1千億元，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游進(jìn)一步擴(kuò)展，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。
03.長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能
在國(guó)內(nèi)普遍看法中，能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)4小時(shí)甚至數(shù)天、數(shù)月的充放電循環(huán)的儲(chǔ)能系統(tǒng)被統(tǒng)稱(chēng)為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。目前，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、光熱儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能以及液流電池等技術(shù)。
為緩解電力高峰供應(yīng)壓力，各地陸續(xù)出臺(tái)的政策要求新能源與儲(chǔ)能組合占比達(dá)到10%至20%（按裝機(jī)容量計(jì)算），而成本低且超過(guò)4小時(shí)存儲(chǔ)能力的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能逐漸成為迫切需要。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)在于提升新能源消納能力、替代傳統(tǒng)火力發(fā)電、為電網(wǎng)提供靈活的電能資源、降低電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本以及增強(qiáng)企業(yè)在電力市場(chǎng)中的峰谷套利能力。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能能夠跨越不同時(shí)間尺度存儲(chǔ)電能，滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行需求，促進(jìn)我國(guó)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。
04.戶(hù)儲(chǔ)出海
戶(hù)用儲(chǔ)能，即為家庭用戶(hù)設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，通常與家庭光伏系統(tǒng)結(jié)合安裝，為用戶(hù)提供電力。其工作原理是在白天優(yōu)先利用光伏發(fā)電供應(yīng)家庭負(fù)載，將多余的能量存儲(chǔ)到電池中，當(dāng)電力充足時(shí)可選擇性地將多余電能并入電網(wǎng)；夜間當(dāng)光伏系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)，可以通過(guò)電池釋放儲(chǔ)存的電能供應(yīng)本地負(fù)載需求。
在海外政策支持、能源短缺、高電價(jià)以及光儲(chǔ)系統(tǒng)成本下降等多重因素的推動(dòng)下，戶(hù)用儲(chǔ)能市場(chǎng)化進(jìn)程正在加速。采用“光伏+儲(chǔ)能”自發(fā)自用的用電模式得到快速推廣，推動(dòng)了歐洲家庭對(duì)儲(chǔ)能需求的增加，也加速了中國(guó)企業(yè)在海外市場(chǎng)的擴(kuò)張。
然而，由于該市場(chǎng)仍處于初期開(kāi)發(fā)階段，要在戶(hù)用儲(chǔ)能市場(chǎng)取得一席之地，企業(yè)需要具備核心競(jìng)爭(zhēng)力。
05.動(dòng)態(tài)增容
用戶(hù)的變壓器容量一般是固定的。當(dāng)用戶(hù)需要在特定時(shí)段使變壓器超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通常需要考慮對(duì)變壓器進(jìn)行擴(kuò)容。
動(dòng)態(tài)增容的方法之一是通過(guò)安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)。這種方法利用儲(chǔ)能系統(tǒng)在變壓器超負(fù)荷時(shí)段儲(chǔ)存和釋放電能，以降低變壓器的負(fù)載，從而減少擴(kuò)容和改造變壓器的費(fèi)用。儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以顯著減少成本，還可以通過(guò)峰谷電價(jià)差異實(shí)現(xiàn)套利，增加收益。
06.循環(huán)壽命
循環(huán)壽命是指電池在進(jìn)行充放電循環(huán)時(shí)的使用壽命。通常用充放電次數(shù)或循環(huán)深度來(lái)評(píng)估循環(huán)壽命，具有較高循環(huán)壽命的電池能夠持續(xù)使用更長(zhǎng)的時(shí)間，從而降低了更換電池的成本和時(shí)間消耗。
07.熱失控
在電池的充電或放電過(guò)程中，由于特定原因（如內(nèi)部短路或電池在高電流充放電時(shí)產(chǎn)生自熱現(xiàn)象），電池可能會(huì)釋放大量的熱量，導(dǎo)致高溫問(wèn)題。
當(dāng)電池超出正常工作溫度范圍時(shí)，可能引發(fā)電池內(nèi)部化學(xué)成分的連鎖反應(yīng)，釋放大量熱量和氣體。這些熱量很快通過(guò)傳導(dǎo)途徑擴(kuò)散到相鄰電池，導(dǎo)致熱失控、迅速蔓延，可能引發(fā)電池爆炸或自燃等嚴(yán)重后果。
因此，儲(chǔ)能電池必須具備有效的熱管理系統(tǒng)，以確保在使用過(guò)程中維持電池的安全性。
08.微電網(wǎng)
微電網(wǎng)是相對(duì)于傳統(tǒng)大電網(wǎng)而言的一個(gè)概念。傳統(tǒng)大電網(wǎng)通常是單向供電的，電能由發(fā)電廠通過(guò)輸電線路傳送至用戶(hù)。而微電網(wǎng)則采用雙向供電模式，是一種小型、自治的電力系統(tǒng)，能夠獨(dú)立運(yùn)行或與主電網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)常被應(yīng)用于微電網(wǎng)中，用于平衡能源供需關(guān)系、提高能源利用效率等。這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)就地發(fā)電和就地供能平衡，從而最大限度地提高能源利用效率。
09.峰谷電價(jià)差
峰谷電價(jià)是指將用戶(hù)每天的用電時(shí)間（24小時(shí)）分為兩部分：峰時(shí)段和谷時(shí)段，其中峰時(shí)段電價(jià)較高，谷時(shí)段電價(jià)較低。
峰谷電價(jià)之間的價(jià)差越大，用戶(hù)節(jié)省的電費(fèi)就會(huì)越多，這為采用儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶(hù)帶來(lái)更高的收益，同時(shí)縮短了投資回收周期。這就是常說(shuō)的峰谷套利。
