1.2 儲(chǔ)能技術(shù)分類(lèi)
1.2.1 按照應(yīng)用領(lǐng)域
通常根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的位置將儲(chǔ)能分為表前業(yè)務(wù)和表后業(yè)務(wù)，其中發(fā)電側(cè)以 及輸電側(cè)屬于表前業(yè)務(wù)，用電側(cè)屬于表后業(yè)務(wù)，每個(gè)部分的儲(chǔ)能目的各不相同。
1.2.2 按照應(yīng)用技術(shù)
廣泛使用的儲(chǔ)能技術(shù)分類(lèi)方法是基于其儲(chǔ)能形式。儲(chǔ)能可以分為：機(jī)械儲(chǔ)能、電化 學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。
機(jī)械儲(chǔ)能：最廣泛和成熟的存儲(chǔ)技術(shù)是機(jī)械儲(chǔ)能中的抽水儲(chǔ)能，占全球總能量存儲(chǔ) 容量的 95%，但是由于受到地理因素和成本的原因，目前占有量呈下降趨勢(shì)。根據(jù)抽水蓄 能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告 2021，截至 2021 年底，我國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量 3639 萬(wàn)千瓦，居世 界首位。 熱儲(chǔ)能：以熱能的形式儲(chǔ)存電能或熱能。在放電循環(huán)中，熱量被轉(zhuǎn)移到流體中，然 后被用于驅(qū)動(dòng)熱機(jī)，并將電排放回系統(tǒng)。根據(jù)儲(chǔ)存熱量的原理，熱能儲(chǔ)存可分為感熱(增 加固體或液體介質(zhì)的溫度)、潛熱(改變材料的相)或熱化學(xué)熱(支持吸熱和放熱反應(yīng))。 化學(xué)能儲(chǔ)存：系統(tǒng)通過(guò)化學(xué)鍵的形成來(lái)儲(chǔ)存電能。兩種最受歡迎的新興技術(shù)都是基 于“電轉(zhuǎn)氣”的概念：“電轉(zhuǎn)氫發(fā)電”和“電轉(zhuǎn)合成氣發(fā)電”。 電化學(xué)儲(chǔ)能：電池將能量?jī)?chǔ)存在兩種化學(xué)溶液中，這兩種化學(xué)溶液儲(chǔ)存在外部?jī)?chǔ)罐 中，并通過(guò)一堆電化學(xué)電池，其中充放電過(guò)程是通過(guò)一種選擇性膜進(jìn)行的。
1.2.3 按時(shí)間領(lǐng)域分類(lèi)
根據(jù)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，可以分為短期、中期和長(zhǎng)期儲(chǔ)能。根據(jù)能量釋放持續(xù)時(shí)間，可以將 儲(chǔ)能方式進(jìn)行區(qū)域分類(lèi)。中等持續(xù)時(shí)間的類(lèi)別分鐘到小時(shí)之間，功率范圍在 10-100MW。 長(zhǎng)時(shí)間類(lèi)別跨度為數(shù)小時(shí)到數(shù)天，功率范圍在 300MW 以上。目前大多數(shù)部署的電池儲(chǔ)存 設(shè)施的儲(chǔ)存時(shí)間為 4 小時(shí)或更短，如鉛酸電池、部分鋰電池、電磁儲(chǔ)能，可用于調(diào)峰調(diào) 頻、平滑出力、緊急備用等;大多數(shù)現(xiàn)有的抽水蓄能設(shè)施的持續(xù)時(shí)間為 8 - 12 小時(shí)或更 長(zhǎng)，屬于長(zhǎng)期儲(chǔ)能，可用于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、備用容量等。每一種應(yīng)用對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)都有其 特定的要求。一些應(yīng)用需要高功率和長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間，而另一些應(yīng)用則相反。因此，在采用 儲(chǔ)能之前，了解其技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用要求是非常重要的。
存儲(chǔ)技術(shù)在能量密度上也有所不同，能量密度是每單位體積所能存儲(chǔ)的最大能量。 具有高能量密度的電池技術(shù)特別適合用于電動(dòng)汽車(chē)和移動(dòng)電子設(shè)備;然而，能量密度較低 的技術(shù)可以用于電力系統(tǒng)的存儲(chǔ)應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，空間的有效利用通常不那么重要。
1.3 儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1 儲(chǔ)能總需求量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)
未來(lái)隨著成本持續(xù)下降及商業(yè)模式日益成熟，儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。預(yù)計(jì) 2022 年 全球新增裝機(jī)容量將達(dá) 35.5GWh，未來(lái)有望持續(xù)保持高增長(zhǎng)，預(yù)計(jì) 2025 年新增裝機(jī)約 300GWh，2021-2025 年 CAGR 達(dá) 97.2%。根據(jù) GlobalDate 數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，預(yù)計(jì) 2026 年全 球電化學(xué)儲(chǔ)能量可以達(dá)到 92.2GW。
1.3.2 未來(lái) 4 小時(shí)電池儲(chǔ)能在儲(chǔ)能市場(chǎng)占有主導(dǎo)地位
根據(jù) NREL 建模的場(chǎng)景分析，到 2050 年，美國(guó)每天的存儲(chǔ)部署可能在 130GW 到 680GW 之間，這足以支持 80%或更高的可再生能源發(fā)電。預(yù)計(jì)未來(lái) 4 小時(shí)電池儲(chǔ)能在儲(chǔ)能市場(chǎng) 占有主導(dǎo)地位。
1.3.3 存量以抽水蓄能為主，電化學(xué)儲(chǔ)能主導(dǎo)增量
化學(xué)儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能統(tǒng)稱(chēng)為新型儲(chǔ)能，是目前主要主要的發(fā)展方向。電化學(xué)儲(chǔ)能 同時(shí)具有較高的能量密度和功率密度，決定了其廣泛的技術(shù)適用性。其中，鋰離子電池 同時(shí)具有高功率密度與高能量密度。根據(jù) CNESA 全球儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年底，中國(guó)各類(lèi)型儲(chǔ)能裝機(jī)量結(jié)構(gòu)與全球情況相似，均以抽水蓄能為主要裝機(jī)類(lèi)型，占 據(jù) 86%左右裝機(jī)容量。全球運(yùn)行的電力儲(chǔ)能項(xiàng)目容量總計(jì)為 209.4 GW，同比增長(zhǎng) 9%。抽 水蓄能比重首次低于 90%，同比下降 4.1 個(gè)百分點(diǎn)。其次是新儲(chǔ)能，為 25.4 GW，同比增 長(zhǎng) 67.7%。鋰離子電池在新能源存儲(chǔ)中占比最大，市場(chǎng)份額超過(guò) 90%。
1.3.4 電化學(xué)儲(chǔ)能以鋰離子電池為主流方向
抽水蓄能占據(jù)儲(chǔ)能絕對(duì)份額，鋰離子電池是電化學(xué)儲(chǔ)能主流技術(shù)路線(xiàn)。結(jié)果表明， 通過(guò)對(duì)不同儲(chǔ)能技術(shù)的功率和能量密度的比較，可以確定儲(chǔ)能裝置的尺寸。儲(chǔ)能裝置的體積隨著功率和能量密度的增加而減小，因此鋰離子電池可以獲得更小的尺寸。另一方 面，左下角顯示了更大體積的儲(chǔ)能設(shè)備。所有熱儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能裝置(Ni-MH, Na-S, Li-ion & NaNiCl2)的能量密度都高于其他儲(chǔ)能裝置。 相反，SCES、SMES 和 FES 的功率密度高于其他儲(chǔ)能設(shè)備類(lèi)型。此外，CAES 和 PHS 的 能量密度最小，同時(shí)，CAES、PHS、VRFB、PSB 和 Zn Br 提供的功率密度也最小。
在功率和能量密度方面，電化學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是鋰離子電池，與其他能源存儲(chǔ)設(shè) 備相比，具有平均功率密度和能量密度較高的特點(diǎn)。因此，鋰離子電池具有體積小的優(yōu) 勢(shì)。在最新技術(shù)中，鋰離子電池也展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。
1.3.4 存儲(chǔ)成本將持續(xù)降低，性能更優(yōu)
鋰離子電池組的成本在過(guò)去 10 年里下降了 80%以上，而且在電動(dòng)汽車(chē)需求的推動(dòng) 下，隨著生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)成本還將繼續(xù)下降。根據(jù) BloombergNEF 數(shù)據(jù)，鋰離 子電池電池組 2021 年的成本為 132 美元/千瓦。
評(píng)論