我國能源轉型正不斷加速。國家能源局數(shù)據(jù)顯示，2024年一季度全國可再生能源新增裝機6367萬千瓦，占新增裝機的92%。但可再生能源的間歇性、不穩(wěn)定性、周期性也對新能源體系建設提出了挑戰(zhàn)。

　　作為此題目前的“最優(yōu)解”，新型儲能及氫儲能技術眾目所矚。在2024中關村論壇——碳中和碳達峰科技論壇上，專家提出，隨著新能源占比不斷提高，對長時儲能的需求也越來越大，氫能儲能、電化學儲能等技術將以己之長，補上新能源體系的“短”板。

　　儲能產業(yè)高速發(fā)展 時長需求或提高10倍以上

　　“儲能被稱為能源革命的關鍵支撐技術。”中國科學院工程熱物理研究所所長、研究員陳海生表示，“2023年，我國儲能產業(yè)經歷了高速發(fā)展的一年，具體表現(xiàn)為儲能技術迅速發(fā)展、市場保持高速增長、政策持續(xù)向好、產業(yè)競爭加劇。”

　　陳海生介紹說，2023年，我國新增新型儲能投運裝機規(guī)模21.5吉瓦，為2022年同期水平的3倍，占全球新型儲能市場的47%;;截至2023年底，全國累計已經建成投運新型儲能項目裝機規(guī)模達34.5吉瓦。

　　“目前我國新型儲能產業(yè)正處于從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉化的階段，其特點是部分技術實現(xiàn)國際領先、標準體系逐步完善，并形成了多種商業(yè)模式。”據(jù)陳海生估計，2025～2030年，我國新型儲能產業(yè)將進入全面商業(yè)化階段。

　　他進一步指出，新型儲能未來會成為電力系統(tǒng)的重要支撐或重要主體，電力系統(tǒng)將由“源—網—荷”剛性鏈式系統(tǒng)變革為“源—網—荷—儲”柔性網狀系統(tǒng)，新型儲能將作為電力系統(tǒng)的第四個主體，占到整個電力系統(tǒng)經濟體量的10%～15%，成為萬億級的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。

　　在新型儲能中，長時儲能無疑是當下業(yè)界的焦點話題。陳海生指出，截至2023年底，全球新型儲能平均儲能時長為2.1小時;但到2060年，我國可再生能源占比將達80%以上，屆時能源系統(tǒng)對于大規(guī)模長時儲能的需求將極大提升。

　　“過去10年，全球新型儲能裝機增長了13倍。未來10年，全球儲能裝機需求將增長15倍，儲能時長需求將增長10倍以上。”他說。

　　長時儲能技術備受矚目 液流電池項目集中立項

　　陳海生表示，從2023年我國儲能領域專利申請情況來看，目前儲熱儲冷、鋰電池、鈉電池、液流電池、超級電容等技術路線研發(fā)集中度較高。其中，液流電池等長時儲能技術路線備受矚目。

　　中國科學院大連化學物理研究所副所長、研究員李先鋒介紹說，中國科學院自2000年開始布局儲能技術研究，主要側重于壓縮空氣儲能、液流電池以及氫儲能等長時儲能技術。

　　他重點提到液流電池。“液流電池儲能技術在中長時儲能方面很有前景，其優(yōu)勢在于安全、長時、長壽命、大規(guī)模;劣勢在于能量密度偏低，因此不適合做動力電池，更適合做大規(guī)模固定式的電力系統(tǒng)儲能。”李先鋒表示，鋰離子電池儲能時長大約為4個小時，液流電池則為4～10個小時。

　　據(jù)悉，2022年，我國百兆瓦級液流電池儲能調峰電站在遼寧省大連市正式并網發(fā)電，其全釩液流電池技術由中科院大連化學物理研究所提供，成為迄今為止全球功率最大、容量最大的液流電池儲能調峰電站。

　　“目前，該電站運行良好。”他說，“該站于2023年中旬開始接受遼寧省電網的調度，到2023年底已調度運行了240多個循環(huán)，累計充放電量約1億千瓦時。”

　　李先鋒指出，目前，液流電池已進入商業(yè)化發(fā)展時期，經統(tǒng)計，近兩年僅新立項的全釩液流電池項目的裝機規(guī)模就已超過10吉瓦時，低成本、高能量密度的新型液流電池體系也正不斷涌現(xiàn)。此外，中科院還布局了鋅基液流電池相關研究，目前正處于中試階段。

　　香港中文大學教授盧怡君也表示，液流電池是適合長時儲能的電池技術，其團隊正研究開發(fā)低成本硫基液流電池等儲能技術。她著重談到成本問題：“譬如鋰電池，如果要做10或20小時的長時儲能，其成本是等比例上升的;但液流電池只要增加儲液桶內的電解液，就可以增加其儲能時長。同時，其控制系統(tǒng)簡單，規(guī)?；杀疽哺汀?rdquo;

　　長周期儲能瞄準氫能 電池+氫構建未來儲能格局

　　而對于更長時甚至跨季節(jié)的儲能需求，氫能成為理想解答。

　　中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高認為，要以新型儲能實現(xiàn)電網的靈活性調整，主要包括三種方式：一是長周期、跨季節(jié)的靈活性調節(jié)，依靠氫能及氫的載體;二是中周期、8小時以內的調節(jié)，主要依靠電化學儲能;三是電動汽車儲能，即車網互動。

　　“氫儲能是什么意思?”歐陽明高解釋說，可再生能源存在季節(jié)性過?，F(xiàn)象，此時可以將過剩的電通過制氫儲存起來，之后在面臨季節(jié)性短缺時再將氫轉電發(fā)回去，這就是以大規(guī)模、長周期為特點的氫儲能。

　　歐陽明高指出，據(jù)全球普遍預測，可再生能源發(fā)電量的10%需要通過氫能長時間存儲。到2060年，我國大概有1.5萬億千瓦時的電需要通過氫儲存。“儲能行業(yè)未來主體將呈現(xiàn)出短周期、小規(guī)模依靠電池，長周期、大規(guī)模主要靠氫能的格局。”他說。

　　他進一步指出，我國在氫能核心關鍵技術特別是燃料電池和電解槽方面已經取得重大技術突破，未來還需繼續(xù)優(yōu)化升級。目前，他們正在張家口建設40兆瓦的風氫一體化源網荷儲項目，同時配合當?shù)卣ㄔO可再生能源加氫能的氫能社會。

　　“現(xiàn)在氫能很熱，但是目前還是戰(zhàn)略價值的熱，需要把戰(zhàn)略價值變成商業(yè)價值，核心問題是綠氫的成本。”歐陽明高建議，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭帶動氫能全產業(yè)鏈商業(yè)化。其中，要以富余綠電資源低成本制氫為源頭推動，以多元化、大規(guī)模商用示范應用場景為龍頭拉動，帶動綠色氫能全產業(yè)鏈發(fā)展。

　　“氫燃料電池的成本正持續(xù)下降，目前國內市場價格約為2000元/千瓦，預計明年將下降至1000元/千瓦左右，到2030年，預計將降至500元/千瓦左右。”歐陽明高表示，未來氫燃料電池不光能用在交通領域的新能源汽車上，還有工業(yè)、發(fā)電和儲能等領域。

　　來源： 中國化工報