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国电投王含:储能技术在新能源的应用分析

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2020-07-30 浏览:
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中国储能网讯:2020年7月25-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合江苏省电机工程学会可再生能源专委会、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网江苏综合能源服务有限公司、中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司等单位共同主办的“第四届全国电网侧暨用户侧储能技术应用高层研讨会”在南京召开。

25日下午,国家电投集团科学技术研究院储能技术研究所所长王含在会上分享了主题报告《储能技术在新能源的应用分析》,以下为整理后的演讲速记:

王含:各位领导,非常高兴来到这个场合,来分享国家电投集团在储能方面所做的一些工作。这次整个会场题目是电网侧和用户侧,但是一会儿我给大家看到的数据,大家可能会发现国家电投集团在电网侧和用户侧方面还是非常少的。

可能各位对我们都非常了解,作为国家电投集团我们是五大发电集团之一,我这次主要介绍的是国家电投集团在储能方面的一些发力以及技术的一些布局。

我的身份比较多,首先,我是国家电投集团唯一的一个储能技术研究中心,我是这个中心的主任,负责人,国家电投集团科学技术研究院储能技术研究所,我担任所长,还有一个是北京和瑞储能科技有限公司,我在里面担任总经理的职务。

主要的介绍内容是三部分:

第一部分,是国家电投集团储能产业的现状;第二部分是我们集团在做储能产业过程中面临的一些实际问题;最后是我们储能的技术应用分析。

国家电投集团是五大发电集团,目前布局储能是非常早的,大概是在2016年就开始布局了储能。现在整个装机项目一共是二十多项,总的累计装机规模大概达到400多个MWh,我们在五大发电集团里,算上在建的和已建的是排名第一的,当然和国网和南网没法比。但是已建的,主要是青海共和百MW光伏试验基地。在建的项目非常多,我每天看各个网站的储能信息,都是在收集我们集团各类储能信息。

我们集团有2035一流战略,主要要求是要在2035年整个新能源装机要达到75%,装机达到75%以后,要求储能其实是一个硬的需求。

这个是我们国家电投集团在发电侧一些典型项目的案例,其实我们现在典型项目,包括刚才我说到的青海共和百MW的光伏配的储能项目,这里头其实做的是锂电池、液流电池等等,所有的电池都可以在这上面试,看你的电池性能,这是大家PK的一个平台。

另外我们集团不仅仅关注储能,还关注热储能。

我们集团是三副牌,存量牌、增量牌和未来牌。前两天我们集团开了一个综合智慧能源24个场景的发布会,我们集团把综合智慧能源列为非常重要的战略发展方向,目前我们全集团都在综合智慧能源方面进行发力,这里只是一些综合智慧能源已经投运的一些项目。比如说我们集团的宝之谷项目等等,这些规模都不会特别大,但是我们用的时候储能是非常非常重要的。

另外我们集团在火电侧也有一些应用,火电侧包括储热方面的,也就是火电灵活性改造。

这个是我们集团在2019年成立的国家电投储能技术研究中心,我担任主任,这个是开展储能、储热以及地热能利用等技术的研发、应用技推广,现在正在制定产业规划,预计今年将发布。

同时,我们今年4月份跟国网综合能源集团以及北大工业大学,联合成立了国内第一个储能技术中心,这也是国内首次高校和中央企业合作共赢的一种新的模式。

这就是刚才我介绍的我的一个新的身份,我们这边在今年7月份正式挂牌成立了北京和瑞储能科技有限公司,这个公司主要是担负着储能相关材料、产品的技术研发和设计、技术转让、技术开发和投资,以及技术服务、检测、咨询等等相关任务,近期也在跟中国电科院官博士这边,还有海博思创、闪联等等集团,相当于把储能方面的技术、标准、检测以及数字化产业链全部串起来,这也是我们公司做的工作,也是为集团整个储能业务服务。

下面介绍一下我们集团在储能方面具体做的过程中面临的一些问题,这个是我们集团做储能做下来以后,觉得比较大的一些问题,我们把它汇总了一下。

首先,一个方面还是储能技术本身的一些问题,我们认为现在储能技术一个是寿命,因为主要的主流技术路线还是锂电池,但是它的寿命,各位经常讲循环次数,包括我也知道有很多厂家说循环次数已经到了8000次甚至1万次。但是我们这里更关注一个实际日历使用寿命,我们认为大家说的循环次数跟实际的日历使用寿命不是一个概念。但实际上这都是没有经过特别多的试验和验证和技术仿真,尤其是在实际日历寿命这一块需要做加速老化试验或者仿真计算的,我们觉得这一块是需要业内关注的。

还有一个问题,是安全性。因为对于央企来说,像我们集团是有三个零的安全要求,零死亡、零事故,这一块对于锂电池来说,尤其是高能量密度的锂电池来说,它的安全性目前还是有一些风险,安全性是有所提高,所以这一块也是我们集团最关注的一个问题。

第三个,就是现在的价格机制。其实对于我们来说,我们作为发电集团,在配储能的时候,其实是非常郁闷的。我认为,尤其是现在全国有那么多强制配套储能的一些政策,其实对储能产业来说不是一个好事。为什么?首先第一条,强制配的话,对于发电集团来说这个价格没有疏导,对我来说很简单,我就需要出投资越低越好,这样在整个行业招标的时候,我一定招了是最低价,基本上变成了价格的PK战。但是这个价格的PK战对这个技术的发展是否有利?我们认为是不好的,不利于优质储能技术提供商来更好地做研发,更好地提高技术的成熟度。从一个方面来说,我们认为这是一个很大的问题。

从另一个方面,现在强制配套储能,其实都是一刀切,比如说5%、10%、20%,一小时、两小时,都是一刀切。其实在储能配置方面,有很多储能的价值没有体现出来,包括储能在电源侧的配置,其实有一些它的电能质量提高、平滑上网,包括电网侧友好上网等等,这些强制配套的东西没有体现出储能配置的价值,这个是我们认为现在最大的一个问题。

当然,还有最后一个,就是电网接入和调度的问题。其实现在我们做的一些项目,还存在着没有办法,就是电网不接,我们确实遇到了这样的问题,这个也是我们在做项目中遇到的实际问题,这个也是在业内呼吁,看在电网这一块,对储能的接受度,各个地方还不太一样。

针对前面我提出的这个配置,其实我们这边也做了一些配置方法的研究,我看今天和明天的题目里都有很多人在讲配置方法,我们这里也分享一下自己做的东西。

我们做了几个具体的项目,这个是内蒙古某地区风光火储的项目,这个项目比较大,也是一个集团内非常大的示范项目,这个是其中的一个案例。

下一个是用户侧的案例,这是我们做的北京的一个产业园区,负荷是1MW光伏、1MW风电,负荷是2MW,所以还是需要采用一些市政供电的。我们在这里就可以看出,很多项目不是说就看一小时、两小时就完了,实际上是要根据项目特点来进行配置计算的。这个是我们提出的主要观点。

最后一部分,介绍国家电投集团一些具体技术的应用。

这个是国家电投集团现在自有技术的分布情况,其实我刚才也说了,我们这边不只关注电储能,我们也比较关注热储能。在现在电化学储能、物理储能和热储能里头,我们有一部分的技术是掌握核心的,有一部分是我们做技术评估的。

但是在接触了这么多技术之后,我们自己选择了一种技术,我先介绍电储能技术里头,我们自己挑了一种技术,铁铬液流电池,这张图是2015年美国电科院发的一张图,这张图上给出了各种技术路线的适用场景,给出的是抽蓄和压缩空气两种技术路线,对于新能源企业来说,我们更关注的是它的规模效应,所以我们希望能找到一种适合于大规模的技术路线,铁铬液流电池最符合这样一种路线。铁铬液流电池就是我们现在自己已经掌握的,它其实是用铁和铬的化学反应来实现能量转换,这个技术特点就是充放电效率可以大于70%,这个是已经考虑所有因素的效率。还有循环次数非常长,我们现在不说大于1万次就好了,反正能保证用20年。还有一个是温度适应性非常好,我们的温度适应性是能够在零下20—70度之间运行的,也就是说这个零下20—70度不是环境温度,是流体温度,环境温度还可以更高。还有成本更低,现在4小时能够达到4毛钱,未来我们的成本目标是2毛钱。

这张图解释了为什么当时看好铁铬,而没有做全钒的,我们看全球储量,铁铬的储量最多。钒的价格走势,在2018年由于市场、政策的影响,价格涨得非常高,铁铬是下面红色的线,可能都看不到线,就是铁和铬所用到的价格走势。从价格角度上来讲,我们认为从长期来看,因为储能产业是一个万亿级的产业,不是一个短期内的产业,所以我们觉得资源量对这个事情的影响是非常大的,这个是我们很关注的一个事情,我们看的是长期,甚至是五十年以后的事情。

这个是我们现在已经做的一些成绩,如果你来北京实验室,会看到北京实验室一个2kW的储能系统,已经运行好几年了。如果去上海的话,上海生产基地是有一套30kW的测试系统,也运行超过半年了。在河北张家口是首台套示范基地,是250kW的储能系统。最右边的是在北京进行技术升级和开发的一套10kW的系统。

这个是我们在河北张家口首台套示范,这个储能电站,应该是这个月底,下个月初就会正式投运,这个是国内第一个百kW级的铁铬液流电池储能电站,它的系统功率是250kW,容量是6个小时,因为这个铁铬液流电池特别适合长时间储能,所以我们一储就储6个小时。这个项目是在张家口,是跟一个光伏厂去匹配,这个项目很快就会投运了。

还有一些我们自己做的热储能的介绍,储热,其实是在一个罐子里热水储存,我们做了两个罐子,这两个罐子经济效益非常好,两年内收回成本。因为两个都已经投运好几年了,这个做下来,它的参数是比国际上的参数还要好的。

这个是熔盐储热,我们不太看好光热这条路,但是我们觉得熔盐储热是比较好的。这个是固体储热,我们也做了一些风电清洁供暖的项目,用的都是固体储热的锅炉。

最后是相变储热项目,主要是适合单户或者小户集中式的,做了两个产品,一个是80—120平的单户的清洁供暖,还有500平的清洁供暖,可以组装在一起,是一个模块化的产品,这是我们在储热领域的一些探索。

国家电投集团在储能方面,现在正在逐渐发力,未来国家电投集团在储能这一块也需要在座的各位继续支持我们把清洁能源做得更好。谢谢

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