清研智谈 | “双碳”目标下，新型储能迎来“热潮”
随着“双碳“战略的实施，新型电力系统的构建确定了可再生能源主体地位。近年来，我国以风力发电和光伏发电为代表的新能源迅速发展，但在风力、光伏等新能源发电的装机容量持续上涨的同时，弃风弃光的问题日益突出，风电、光伏等新能源的间歇、波动、随机性等特性对电力系统的稳定性及可靠性的产生影响。
新型储能作为新能源发展过程中的关键一环及支撑新型电力系统的关键技术，在很大程度上可以平衡光伏和风电发电的不稳定问题，可实现电力系统调峰调频，平滑用户需求，提升能源利用率，是推动构建绿色、高效、智能现代能源体系，保障电力安全可靠供应和电力行业高效可持续发展的必由之路。
新型储能的定义
根据《新型储能项目管理规范（暂行）》（国能发科技规〔2021〕47号）规定，新型储能主要指“除抽水蓄能外以输出电力为主要形式，并对外提供服务的储能项目”。新型储能是建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要装备基础和关键支撑技术，是实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑。
新型储能的分类
按照能量储存形式不同主要分为机械储能、电化学储能、热储能和氢（氨）储能等，其中，机械储能主要包括压缩空气储能、飞轮储能等利用机械能的转化和储存实现能量的储存和输出；依据储存设备，电化学储能指利用化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变价，包括锂电池、铅酸电池、铅碳电池、液流电池及钠硫电池储能等；热储能是将能量以热的形式储存起来，包括蓄热式太阳能发电和储热电站；氢（氨）储能是一种新型储能技术，是将电能以常见化学品（如氢、氨等）的形式存储起来。
新型储能应用场景
新型储能应用场景多样，可应用于电力系统中电源侧、电网侧和用户侧三个不同场景，具备促进新能源大规模开发、助力消纳新能源、保障电网稳定运行，有效促进电力系统源、网、荷融合发展。
电源侧应用
“新能源+配储”是主要发展方向。风光等具有不稳定性，导致新能源发电量和用电侧所需电量不匹配。储能基于对电站出力预测和储能充放电调度，对新能源发电进行平滑控制。当发电供大于求时，通过储能储存电量，减少弃风弃光率，在供小于求时，释放储存电量并网，改善发电消纳问题。
火电联合调频具备广阔发展前景。随着“双碳”战略的实施，火力发电发展未来将更多承担调峰调频角色，新型储能快速精确的响应特性可匹配调度下达的自动发电控制指令需求，显著提升机组调频性能。
电网侧应用
电网调峰。可实现对用电负荷的削峰填谷，即在用电负荷低谷时对储能电池充电，在用电负荷高峰时段将存储的电量释放，实现电力生产和消纳之间的平衡。
电网调频。在电网实际运行中，输出有功功率小于负荷需求有功时，系统频率会下降，反之则会上升，新型储能系统调频具备更高的精确性。
缓解电网阻塞。因不同区域内发电和输电能力不平衡，当输电要求大于输电网输送能力时会发生电网阻塞。储能系统安装在电网线路上游，当发生阻塞时，可以将无法输送的电能储存到储能设备中，等到线路负荷小于线路容量时再放电。
用户侧应用
提高工商业用电稳定性与经济性。用电量较大的工业园区或商业体布局储能，一是作为备电，可在用电高峰期缓解电力供应不足问题，保障生产经营活动的正常进行；二是利用峰谷价差套利，通过低电价时给储能系统充电，高电价时储能系统放电，实现峰谷电价差套利，降低用电成本。
电力自发自用。多配合光伏进行配置，白天发电并存储，夜间用电负荷量高的时候送电，通过配置储能可以更好地利用光伏电力，提高自发自用水平。
新基建备电。在能源结构转型的大背景下，5G通讯基站+储能成为发展的大趋势。由于5G基站、数据中心等新型基础设施耗能较大，需要配置储能备用，为相关设备提供失电时的紧急支撑，避免失电对设备的损害以及业务中断。
新能源汽车综合服务。新能源汽车动力电池，作为移动式储能设备，随着新能源汽车的快速推广而呈现爆发性增长，大量的新能源汽车市场需求是新型储能产业发展的最直接推手；此外新能源汽车充放电站，通过储能的配置提高电站的瞬时响应能力，避免配电网在高峰时段出现局部过载，同时支持新能源汽车作为分布式储能反向输出冗余电量，为电网提供调峰、调频等辅助服务。
新型储能发展方向
提高能量密度
致力于提高储能设备的能量密度，即存储单位体积或单位重量的能量容量，使得储能设备更加紧凑、轻便，适用于更广泛的应用领域，如电动汽车、无人机等。
延长寿命
通过改进储能设备的寿命，减少充放电过程中的能量损失和材料的退化，从而降低维护成本，并提高可靠性。
提高安全性
新型储能技术需要不断提高安全性，通过设备设计、安全系统、操作培训、安全监控等方面加以改进来减少安全隐患。
降低成本
新型储能技术的商业化发展需要降低成本，致力于开发低成本的储能材料和生产工艺，以及提高制造效率，从而降低储能设备的商业化成本，来提高市场竞争力。
跨领域创新
与其他领域的技术相结合，如人工智能、物联网、可再生能源等，为储能系统提供更智能、高效的管理和控制方式，进一步提高储能系统的性能和可持续性。
撰稿 | 陈启玉 清研集团能源电力研究部研究员
编辑 | 陈泽玺
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