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全钒液流电池——长时储能强力竞争者

发布时间:

2024-03-13 17:50

在“双碳”目标指引下,我国新能源产业迎来了高速发展的新时期。以光伏和风电为代表的可再生能源,正迅速改变着我们的能源格局。随着可再生能源发电并网比例快速提升,电力系统“双侧随机性”和“双峰双高”的“三双”特征日益显著,电网面临消纳压力和运行安全挑战。

在“双碳”目标指引下,我国新能源产业迎来了高速发展的新时期。以光伏和风电为代表的可再生能源,正迅速改变着我们的能源格局。随着可再生能源发电并网比例快速提升,电力系统“双侧随机性”和“双峰双高”的“三双”特征日益显著,电网面临消纳压力和运行安全挑战。

为保证电力系统的稳定性、经济调度以及电能的高质量,进一步形成可控制、可调度的电网,电力系统需要配置储能,使可再生能源成为更友好的优质新型能源。

随着可再生能源渗透率逐步提升,光伏和风电等可再生能源发电“时间+空间”错配问题逐渐凸显,进一步催生电力系统的长时储能调度需求。长时储能(持续放电时间4h以上的储能技术)可以提升可再生能源发电消纳能力,并有效降低电力系统消纳压力和运行成本。而具备材料本征安全性高、循环寿命长、电解液可循环利用、生命周期性价比高、环境友好等优势的全钒液流电池(以下简称“钒电池”),或将在长时储能领域脱颖而出。

储能,新能源浪潮中的不可或缺

近年来,人们对可再生能源的需求愈发迫切。光伏、风电等可再生能源正以其独特的优势和巨大的潜力,引领着未来能源革命的脚步。随着电网中可再生能源的占比不断提高,电池储能系统(Battery Energy Storage System,简称BESS)将在可再生能源供应与电网负荷之间扮演日益关键的角色,成为加速可再生能源替代传统化石燃料不可或缺的技术。

按照储能原理和技术的不同,储能技术可划分为电储能、热储能和氢储能三大类。其中除抽水蓄能外的储能技术行业统称为新型储能,主要包括锂离子电池、液流电池、压缩空气储能、飞轮储能、氢(氨)储能等。相对于抽水蓄能,新型储能普遍具有建设周期短、选址灵活、响应快速、调节能力强等优势,能够为电力系统提供更多时间尺度的调控能力。

风光等可再生能源出力波动大且伴有不确定性。

从风光日内出力及电网负荷峰谷来看,风电一般日间出力低、夜晚出力高,光伏发电午间出力高、夜晚不再出力,而日用电负荷呈现早晚两个高峰,风光出力峰值时期净负荷高峰明显减小,净负荷呈现显著“鸭子曲线”特征,负荷波动性显著增加。

从季节性风光出力及电网负荷峰谷来看,风电出力高峰为春、秋两季,光伏发电高峰为夏、秋两季(白天),冬、夏季尤其是夜晚负荷电量高而可再生能源发电量低,电网负荷“冬夏”双高峰特征明显,难以匹配可再生能源发力存在的季节性。

而从可再生能源出力及电网负荷地理位置分布来看,国内光伏资源及风能主要分布于东北、华北、西北地区,但用电负荷高的地区主要为东部地区,远距离传输对电网稳定性及调峰能力提出了更高要求。