在日前舉行的2023世界儲能大會(huì )上，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(cháng)、中國能源研究會(huì )儲能專(zhuān)委會(huì )秘書(shū)長(cháng)兼副主任委員俞振華指出，儲能產(chǎn)業(yè)的一大賽道就是包括新型液流、壓縮空氣、高溫儲熱等技術(shù)手段在內的長(cháng)時(shí)儲能。此外，在第五屆未來(lái)能源大會(huì )期間，中國科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(cháng)趙天壽也表示，構建面向碳中和的新型電力系統，需要大規模、高安全以及不同時(shí)長(cháng)的儲能技術(shù)，其中最缺的就是長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)。
記者經(jīng)過(guò)梳理發(fā)現，關(guān)于長(cháng)時(shí)儲能的報道近期頻頻見(jiàn)諸報端：青海液態(tài)空氣儲能示范項目開(kāi)工，張家口300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范電站通過(guò)可行性研究審查……業(yè)內人士認為，在儲能市場(chǎng)快速發(fā)展的當下，兼具安全性與調節靈活性的長(cháng)時(shí)儲能也將迎來(lái)戰略發(fā)展期。
  那么，什么是長(cháng)時(shí)儲能?它的發(fā)展有何重要意義?我國長(cháng)時(shí)儲能發(fā)展現狀如何?記者就這些問(wèn)題采訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家。
  持續時(shí)長(cháng)尚無(wú)統一定義
  “長(cháng)時(shí)儲能目前正處于發(fā)展初期，國內外尚未對長(cháng)時(shí)儲能的持續時(shí)長(cháng)進(jìn)行統一定義�！彪娏σ巹澰O計總院副總工程師、能源科技創(chuàng )新研究院院長(cháng)徐東杰告訴科技日報記者。
  2021年，全球長(cháng)時(shí)儲能委員會(huì )在其首份報告《凈零電力——可再生電網(wǎng)長(cháng)時(shí)儲能》中對長(cháng)時(shí)儲能的概念進(jìn)行了定義。在該報告中，長(cháng)時(shí)儲能系統被定義為任何可以長(cháng)期進(jìn)行電能存儲的技術(shù)，該技術(shù)同時(shí)能以較低成本擴大規模，并能維持數小時(shí)、數天甚至數周的電力供應。
  2021年美國桑迪亞國家實(shí)驗室發(fā)布的《長(cháng)時(shí)儲能簡(jiǎn)報》認為，長(cháng)時(shí)儲能是持續放電時(shí)間不低于4小時(shí)的儲能技術(shù)。美國能源部2021年發(fā)布的有關(guān)長(cháng)時(shí)儲能的報告，則將長(cháng)時(shí)儲能定義為額定功率下持續放電時(shí)間不低于10小時(shí)的儲能技術(shù)。
  2021年美國國家可再生能源實(shí)驗室發(fā)布《未來(lái)儲能研究——定義長(cháng)時(shí)能源儲存的挑戰》報告，該報告認為，規定長(cháng)時(shí)儲能的持續時(shí)長(cháng)存在挑戰�！霸搱蟾嬖诙�義儲能持續時(shí)長(cháng)時(shí)對相關(guān)文獻綜述進(jìn)行了統計，結果表明，儲能時(shí)長(cháng)在數量定義上主要有三個(gè)閾值，分別為不短于4小時(shí)、不短于10小時(shí)，以及長(cháng)于24小時(shí)�！毙鞏|杰說(shuō)，但由于不同區域電力需求、可再生能源分布、儲能規模布局以及儲能政策支持力度的不同，因此不能簡(jiǎn)單地以持續時(shí)長(cháng)來(lái)定義長(cháng)時(shí)儲能。
  在國內，為了區分大規模建設的2小時(shí)儲能系統，一般把長(cháng)時(shí)儲能定義為4小時(shí)以上的儲能技術(shù)。
  提升清潔能源消納能力
  近年來(lái)，長(cháng)時(shí)儲能市場(chǎng)越來(lái)越火。據咨詢(xún)機構伍德麥肯茲統計，全球投運及在建的長(cháng)時(shí)儲能項目，價(jià)值已超過(guò)300億美元。近三年投資的項目若全部建成投運，長(cháng)時(shí)儲能裝機總量預計新增5700萬(wàn)千瓦，這相當于2022年全球長(cháng)時(shí)儲能總裝機規模的3倍左右。
  為什么全世界都在發(fā)展長(cháng)時(shí)儲能?
  徐東杰分析，為了實(shí)現“雙碳”目標，火電裝機占比將逐漸下降。當這類(lèi)穩定的基礎負載發(fā)電資源日益減少，“長(cháng)時(shí)儲能+大型風(fēng)光項目”大概率將替代化石能源，成為新一代基礎負載發(fā)電資源。這對零碳電力系統的中后期建設意義重大。
  同時(shí)，隨著(zhù)光能、風(fēng)能占比逐漸上升，其發(fā)電的間歇性對電網(wǎng)影響將越來(lái)越大，要解決這個(gè)問(wèn)題，光靠建造更多輸電網(wǎng)絡(luò )遠遠不夠。長(cháng)時(shí)儲能可憑借其長(cháng)周期、大容量的特性，在更長(cháng)時(shí)間維度上調節新能源發(fā)電波動(dòng)，在清潔能源過(guò)剩時(shí)避免電網(wǎng)擁堵現象，并在電網(wǎng)負荷高峰時(shí)提高清潔能源消納能力。
  “長(cháng)時(shí)儲能的另一大應用就是能夠在極端天氣下保障電力供應，降低社會(huì )用電成本�！毙鞏|杰說(shuō)。
  在我國，為實(shí)現“雙碳”目標，新型電力系統需要不同時(shí)長(cháng)的規�；�、高安全性?xún)δ芗夹g(shù)，因此，儲能，尤其是長(cháng)時(shí)儲能將成為保障能源安全的核心技術(shù)之一。
  徐東杰分析，“十四五”“十五五”期間，火電仍將發(fā)揮重要“壓艙石”作用，在此階段新能源裝機規模將持續增加，但新能源電量占比預計不會(huì )超過(guò)30%。在此階段，電力系統的主要需求為2—4小時(shí)的儲能設備，部分地區需要4—10小時(shí)的儲能設備，對于10小時(shí)及以上時(shí)長(cháng)的儲能設備需求有限。
  “這一階段是重要的戰略?xún)�備期，國內相關(guān)單位需要積極開(kāi)展研究工作進(jìn)行技術(shù)儲備，一方面為中長(cháng)期電源結構調整儲備技術(shù)方案，另一方面可以拓展海外長(cháng)時(shí)儲能市場(chǎng)�！毙鞏|杰說(shuō)。
  他進(jìn)一步闡述道，在實(shí)現碳達峰及其以后的時(shí)期，新能源發(fā)電量將接近甚至突破總發(fā)電量的50%，新能源會(huì )逐漸成為主體電源。而新能源由于其隨機性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，并不足以支撐電力系統的安全穩定運行，這就需要10小時(shí)及以上時(shí)長(cháng)的儲能技術(shù)進(jìn)行頂峰保供。長(cháng)遠來(lái)看，長(cháng)時(shí)儲能將在電力系統長(cháng)時(shí)間處于頂峰狀態(tài)、應對極端天氣、緩解新能源季節性不平衡方面發(fā)揮重要作用。比如，在風(fēng)電占比較高的東南沿海地區，當遇到臺風(fēng)或其他極端氣象災害時(shí)，風(fēng)電機組處于高風(fēng)速切出狀態(tài)，局部區域面臨3—5天的電量缺口。為保障電力供應，需要進(jìn)一步增加儲能時(shí)長(cháng)至100小時(shí)左右，以滿(mǎn)足調節需求。
  技術(shù)、政策缺口有待補齊
  徐東杰認為，滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)儲能需求的大多數儲能技術(shù)還處于起步階段。
  儲能技術(shù)可以分為機械儲能、電化學(xué)儲能、熱儲能以及氫儲能四大主線(xiàn)。機械儲能包括壓縮空氣儲能、抽水蓄能、重力儲能;電化學(xué)儲能根據材料的不同，可分為鋰離子電池、鈉電池、鉛蓄(碳)電池和液流電池儲能;熱儲能主要為熔鹽儲能。其中，抽水蓄能和鋰離子電池儲能的發(fā)展較為領(lǐng)先。
  “抽水蓄能和壓縮空氣儲能具備大規模運行的能力;氫儲能前景廣闊，有較大降本空間;電池儲能的設備協(xié)調能力較強，因此有較大的耦合潛力�！毙鞏|杰表示。
  總體來(lái)看，儲能技術(shù)路線(xiàn)多樣，但是除了鋰離子電池基本實(shí)現商業(yè)化應用外，其他技術(shù)還在商業(yè)化應用初期或探索商業(yè)化應用階段�！霸诂F階段儲能技術(shù)基礎上，長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)進(jìn)一步拓展了儲能時(shí)長(cháng)，但其技術(shù)路線(xiàn)尚不明確，且產(chǎn)業(yè)發(fā)展規模較小。這會(huì )影響長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)選型�！毙鞏|杰說(shuō)。
  趙天壽坦言，主流儲能技術(shù)各有各的局限性，尚無(wú)法滿(mǎn)足所在領(lǐng)域的需求，現階段仍難以大規模普及應用。同時(shí)，新型儲能設施造價(jià)普遍偏高，且沒(méi)有明確的成本疏導機制，這影響了各主體對新型儲能進(jìn)行投資的積極性。
  “長(cháng)時(shí)儲能需在常規2小時(shí)儲能系統基礎上進(jìn)一步拓展儲能容量，這需要增加設備和工程量，會(huì )使初始投資進(jìn)一步提高�！毙鞏|杰說(shuō)，長(cháng)時(shí)儲能還沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)鏈，其設備成本還有待下降。為此他建議，加強新技術(shù)的示范應用，推動(dòng)多元化技術(shù)發(fā)展，加快新技術(shù)落地，推動(dòng)新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，通過(guò)規�；�效應降低成本。
  “作為長(cháng)時(shí)間的調節型資源，長(cháng)時(shí)儲能的發(fā)展前景得到行業(yè)內的普遍認同。但也要看到，其應用場(chǎng)景及需求與電源發(fā)展及政策規劃緊密相關(guān)。未來(lái)的電源規劃和政策均存在一定的不確定性，這影響了市場(chǎng)對長(cháng)時(shí)儲能需求的判斷�！毙鞏|杰建議，應進(jìn)一步研究制定新型儲能專(zhuān)項規劃，明確各類(lèi)新型儲能發(fā)展規模、區域布局和建設時(shí)序等，更好地統籌長(cháng)時(shí)儲能與短時(shí)儲能的發(fā)展。