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    從零到TW級,長時儲能將用10年顛覆儲能舊秩序?

    作者:中國儲能網新聞中心 來源:IESPlaza綜合能源服務網 發布時間:2022-07-19 瀏覽:

    中國儲能網訊:2040年,累計裝機將達1.5-2.5TW,代表著85–140TWh的儲能量,存儲10%的發電量,累計帶動投資1.5-3萬億美元。

    這是長時儲能委員會lDES與麥肯錫于2021年11月合作發布的報告《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》對長時儲能給出的預測。

    這一預測不包括傳統的抽水蓄能。而目前,以TW為單位衡量的話,長時儲能的裝機量還幾乎約等于0。

    從零到TW級,聽起來有點天方夜譚。要知道,截至2021年底全球已投運儲能的累計裝機量也就203.5GW(0.2TW)。那么,lDES與麥肯錫對長時儲能何以抱有如此巨大的信心?

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    為什么需要長時儲能?

    多長算長時?目前并無統一定義,lDES與麥肯錫則將8小時以上時長的儲能系統定義為長時儲能。

    以此定義,我國目前建設的絕大多數新型儲能系統均稱不上是長時儲能,除了幾個屈指可數的熔鹽熱儲能光熱電站,以及少數幾個壓縮空氣儲能、液流電池儲能等示范項目。

    長時儲能的價值是什么?長時儲能可憑借長周期、大容量特性,在更長的時間維度上調節新能源發電波動,在清潔能源過剩時避免電網擁堵,負荷高峰時增加清潔能源消納。

    從長遠來看,全球能源系統最終將建設成為一個100%的可再生能源綠色電力系統,沒有任何傳統化石能源,要實現這一目標,目前可以預計的可行解決方案只有一個:

    由長時儲能+風光為代表的可再生能源構建起綠色、穩定、可調的電力系統。

    這一解決方案可以完全替代化石能源成為基礎負荷電站。而目前的短時儲能系統+可再生能源系統無法達成這一目標。

    簡單來說,可再生能源裝機的占比越大,火電的裝機越小,建設長時儲能系統的必要性就越大。

    另外,長時儲能可保障在極端情況下的電力供應,保障全社會電力系統穩定運行和降低用電成本。例如在2020年冬季,西北地區在一次冷空氣間歇期中,風電低出力達到120小時,光伏的冬季低出力持續時間則更長。單一依靠短時儲能系統,無法滿足電力供應需求。

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    預計2025年起開始大規模增長

    目前,全球電力系統中可再生能源的裝機占比還很小,對長時儲能的需求還并不明顯。

    但麥肯錫預計,長時儲能的潛在市場空間將從2025年開始大規模增長。

    隨著可再生能源的占比提升,2025年長時儲能全球累計裝機量將達到30-40 GW(對應儲能容量約1TWh),累計投資額約500億美元。

    2030年起,全球可再生能源滲透率將升至約60%-70%,長時儲能累計裝機量將達到150-400GW(對應儲能容量5-10TWh),累計投資規模將達到2000-5000億美元。

    到2040年,長時儲能累計裝機量將加速達到1.5-2.5 TW(對應儲能容量85-140TWh),是目前全球儲能系統裝機量的8-15倍,累計投資額將達到1.5-3萬億美元。

    ▲全球長時儲能累計裝機量預測(來源:麥肯錫)

    麥肯錫還預計,24小時以上儲能容量占比將在2030年以后迅速提升。到2030年,8-24小時的儲能裝機量可能占長時儲能裝機量的80%和總儲能容量的60%。

    但超過24小時靈活性的長時儲能技術可能會在2030年后出現顯著增長,這主要是由于可再生能源的增加。到2040年,持續時間更長(24小時以上)的長時儲能技術可能占總儲能容量的大約80%。

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    長時儲能技術大家族

    長時儲能技術包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、氫儲能等多種類別的儲能技術。

    ▲長時儲能技術分類(來源:LDES委員會)

    目前,除抽水蓄能外,其它絕大多數長時儲能技術均處于商業化初期。上表所列的熱儲能技術中的熔鹽儲能技術因為光熱發電的商業化部署,已經成熟。

    國家發展改革委、國家能源局于2021年7月發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》指出,實現壓縮空氣、液流電池等長時儲能技術進入商業化發展初期。

    在上表所列的多種技術中,目前來看,壓縮空氣、液流電池、熔鹽儲熱是最具發展前景的長時儲能技術。

    在國內,這幾種技術目前均已有相關項目案例。但相對于鋰電池在短時儲能領域的獨領風騷,在長時儲能領域,究竟哪種技術最終將獨占鰲頭,目前還很難判斷。

    從全球來看,長時儲能的力量目前還非常弱小,如果lDES委員會與麥肯錫對長時儲能的未來預測成真,這意味著從2025年開始,長時儲能將開始嶄露頭角,到2030年,長時儲能的裝機量就將大比例超越短時儲能。

    這也將意味著,儲能市場的舊秩序將被打破,一個儲能的新時代將要來臨。

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    關鍵字:長時儲能技術

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