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长时储能规模化发展的紧迫性渐增

长时储能定义

长时储能目前正处于发展初期,国内外尚未对长时储能的持续时长进行统一定义。2021年,全球长时储能委员会在其首份报告《净零电力——可再生电网长时储能》中对长时储能的概念的定义为:任何可以长期进行电能存储的技术,该技术同时能以较低成本扩大规模,并能维持数小时、数天甚至数周的电力供应;2021年美国桑迪亚国家实验室发布的《长时储能简报》将长时储能定义为:持续放电时间不低于4小时的储能技术。

美国能源部2021年发布的有关长时储能的报告,将长时储能定义为:额定功率下持续放电时间不低于10小时的储能技术。在中国,为了区分大规模建设的2小时储能系统,一般把长时储能定义为4小时以上的储能技术。

长时储能装机占比与可再生能源装机占比失衡

长时储能技术在解决可再生能源发电间歇性等问题上起到至关重要的作用,但现阶段我国长时储能装机占比严重失衡。

国家能源局数据显示,截至2024年一季度末,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3530万千瓦/7768万千瓦时。从储能时长看,全国新型储能项目平均储能时长2.2小时,储能时长不足2小时的项目装机占全部装机12.9%,2—4小时的项目装机占比74.6%,4小时以上的项目装机占比12.5%。

与此同时,全国可再生能源装机达到15.85亿千瓦,约占我国总装机的52.9%。随着可再生能源发电在电力结构中占比不断提高,长时储能规模化发展的紧迫性逐渐增强。

截至2024年一季度全国新型储能项目储能时长结构(%)

数据来源:能源局,高工产业研究院(GGII)整理,2024年5月

新型长时储能仍处于商业化初期阶段

长持续时间储能技术包括机械储能类、热能储能类、电化学储能类、化学储能类4个类别。机械储能中的抽水蓄能是目前最成熟且装机规模最大的长时储能技术,但受限于地理条件等因素,其开发规模受限。其他长时储能技术大部分尚处在示范阶段和商业化初期阶段,其大规模商业化应用存在的挑战包括成本、效率、可靠性等。

长时储能类别及成熟度

资料来源:《长持续时间储能体系研究现状及发展展望》,高工产业研究院(GGII)整理,2024年5月

压缩空气、液流电池试点示范项目较多

2022年初,发改委和能源局联合发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,针对新能源消纳和系统调峰问题,我国要推动大容量、中长时间尺度储能技术示范。重点试点示范压缩空气、液流电池、高效储热等日到周、周到季时间尺度储能技术,以及可再生能源制氢、制氨等更长周期储能技术,满足多时间尺度应用需求。

2023年以来,多个300兆瓦等级压缩空气储能项目、100兆瓦等级液流电池储能项目、兆瓦级飞轮储能项目开工建设,重力储能、液态空气储能、二氧化碳储能等新技术落地实施。2023年12月,国家能源局公示了首批56个科技创新(储能)试点示范项目,其中长时储能项目有26个,其中压缩空气储能和液流电池项目数量较多,分别是11个和8个。

首批新型储能试点示范项目类别(个)

数据来源:能源局,高工产业研究院(GGII)整理,2024年5月

分地区来看,山东、内蒙古、湖北、四川、甘肃等地区在长时储能领域进展较快,山东省于2023年7月率先发布长时储能应用试点政策,通过提升长时储能容量租赁比例和容量补偿力度等支持措施,推动长时储能项目应用落地和投资收益提升,成为国内试点长时储能的先行者。此外,各地还因地制宜进行差异化的长时储能项目布局,山东省重点布局压缩空气储能,湖北省重点布局液流电池储能,四川省则重点布局抽水储能。

主要地区长时储能发展情况

资料来源:公开资料,高工产业研究院(GGII),2024年5月

长时储能长期发展已纳入国家规划

目前我国长时储能技术在多元化发展方面仍存在局限性,大规模应用仍需相对较长的发展时间。2023年6月2日,国家能源局发布了《新型电力系统发展蓝皮书》,对国内长时储能的发展做出了如下规划:

中国长时储能发展规划

资料来源:《新型电力系统发展蓝皮书》,高工产业研究院,2024年5月

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