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                发展储能支撑新型电力系统建设
                来源:中国电力新闻网 时间:2021-08-20 字体:[ ]

                电力系统中电化学储能技术应用分析及成本预测

                邹贵林  黄  琰  王  伟

                今年7月,国家发展改革委、国家以前能源局印发了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确提出“将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力,支撑新型电力系统建设的重要举措,以政策环境为有力保障,以市场机制为根本依托,以技术革新为内生动力,加快构建多轮驱动良好局面,推动储能高质量发展。”还提出今日储能发展目标:“到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模天地之势达3000万千瓦以上;到2030年,实现新型储能全面市场化发阳正天和跟在火焰身后展。”

                笔者针对目前电力系统中主要应用的锂离※子电池、铅碳电池、液流电池等新型电化学储能攻击技术应用,尤其是储能技术进步趋势和市场需求预期,进行了技术经济分析,提出了未来电化黑色漩涡学储能的成本下降趋势为“三个5”——“每5年,循环寿命将提升50%,成本将下降50%”。到2030年,电化学储能循环寿命将超过当前水平的2倍以上,功率成本和能量成本将下降到当前水平的1/3以下,度电成本低于0.1元/千瓦时·次。

                “常胜将军”的锂离子电池,当前战甲已具备规模化应用能力,适用人当中于电力系统调峰、调频、新能源△消纳、紧⊙急事故备用、黑启动等大部分应用场景,是电力系统优质的灵活调节资源。

                锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成,其材料体系丰富多样,其中适合用于电力储能的主要有磷酸铁锂、三元(镍钴锰酸锂)、钛酸锂等,此外近年来还发展了一些高能量密度的新型锂uDuDu离子电池体系。锂离子电池充电时锂离子从正极脱出,通过电解质和隔膜向负极迁移,并在负极看谁拼得过谁嵌入负极材料;放电时整个过程逆转。

                “后起之秀”的铅炭电池,当前充放电深度较低,系统可靠性较差,出力特性难以掌握,仅在部分用户侧储能项目中得到应用,对于电力系统的适应九霄兄性还需加强。

                铅炭电池是在铅酸电池的铅负极中以“内并”或“内混”的形式引入具有电容◤特性的碳材料而形成的新型储能装置。铅炭电池的正极是二氧化铅,负极是铅—炭复合电极。目前,铅炭电池负极中加ω入的炭材料主要有石墨、炭黑、活性炭、碳纳米管、石墨烯等。目前,铅炭电池储那李浪和李海能系统的能量成本约为1300元~1800元/千瓦时,但由于充放电深度一般低于80%,因此实际成以后本略高。

                “扬长避短”的液流电池,从技术原□ 理上讲,液流电池储能系统在实际工程应用时存在能量转换效率低(约为60%~65%)、能量密度低的缺陷,但由于其循环寿命长的显著优势,在特定场景中具备较好的应用前景。

                全钒液流电池,其包括正负两极的电解】液罐、水泵以及中间的电男子低声一叹堆,电堆中包括端片(绝缘框架)、集流体(主要为铜)、石墨片、碳/石墨毡电极及离子交换膜。正负极电解液修仙是分别含有V4+、V5+和V2+、V3+的水溶液,在充放电过程中电解液流过电极表面发生化学反应,其内部的电荷平衡是通过溶液中的H+在离子交换膜两侧迁移来完成。目前,全钒液流电池关键材料和部件还未实现大规□模商业化,生产他竟然会瞬移成本较高。

                电化学储能技术未来前景可期。以ㄨ锂离子电池为代表的电化学储能技术近年来在本体研发、系统集成、工程∮验证等关键技术领域持续提升,初步具备了规模化应用的条件,将成为“双碳”进程中发展速度最快,应用前景最广的储◣能技术。

                以磷酸铁锂电池为代表的绝对在这牢房之中电化学储能技术拥突破有85%左右的高能量转化效率、百毫秒级的四象限功率快速响应能力以及建设灵活性等优势,是理想的储能资源。得益于电动汽√车动力电池的蓬勃发展,锂离子电池在生产成本、能量密度、模块化集成等方面取得了长足的进步,给电化学储能应用奠定了良好的基础。

                而面向电力储能应用需求,电化学储能技术近年来也在多个领域自然也注意到了这一幕取得了关键性的突破,在规模化集成方面▽,实现了电化学储能由兆瓦级向百兆瓦级集成规模脸上顿时挂起了洋溢的突破;而在功能实现与工〗程验证方面,通过国家风光储输、江苏、河南、广东等地电网侧储能等一系列电化学储能示范工程,验证了其在调峰、调频、新能源消纳、紧急功率支眼看撑等多场景中的功能与应用价值。

                总之,电化学储能技术已通过了规模化应用功能验证。面向未来,锂电池循环次数仍有一定提升空间,且能量成本仍将进一步下降,到2030年其单位容量建设成本将低于抽水蓄能,且随着固态电池、高安全集成等电池制备与系统集压迫突然消失成技术的突破提升,其在应用安全性与灵活性等方◥面的优势将进一步凸显。

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