在当今全球能源转型的浪潮中,新能源的大规模并网已成为实现可持续发展的关键一步。然而,随着风电、光伏等可再生能源装机容量的快速增长,其固有的“出力随机性”问题也日益凸显,给电网稳定运行带来了巨大挑战。在此背景下,长时储能技术的重要性愈发凸显,成为解决新能源并网难题的关键支撑。
长时储能是新能源大规模并网的关键支撑
随着中国风电、光伏装机容量的快速增长,可再生能源占比不断提升,但其“出力随机性”的天然短板也逐渐凸显。赵天寿院士指出,当前中国弃风弃光现象与电力紧缺并存,根源在于缺乏能够长时间平抑能量波动的储能技术。风光电的不可控性直接影响了并网比例,仅靠短时储能难以支撑新能源对化石能源的规模化替代。
长时储能技术的重要性及应用场景
赵天寿强调,长时储能技术通常指在额定功率下持续放电时间超过4小时,已成为构建新型电力系统的必备技术,需在发电侧、电网侧及用户侧全面布局。在发电侧,长时储能可保障风光并网的稳定性,避免因天气波动导致的供电中断,同时对煤电深度调峰和核电参与负荷调节也至关重要。在电网侧,长时储能的核心功能是削峰填谷,提升跨区域输电通道的利用率。以中国新建的多条风光外送通道为例,其低谷时段常常超过4小时,需长时储能实现能量跨时段转移。在用户侧,工商业电价谷段连续且时长超过4小时,长时储能可通过峰谷套利降低用电成本。
液流电池的潜力与挑战
在众多长时储能技术路线中,赵天寿认为液流电池具有本征安全、时长灵活、寿命长等优势,未来发展潜力巨大。液流电池以水系电解液为能量载体,通过液态活性物质的氧化还原反应实现储能。其功率与容量解耦设计,电堆决定功率,电解液储量决定容量,这赋予了液流电池三大优势:本征安全、时长灵活、循环寿命长。然而,成本问题一直是液流电池大规模推广的“拦路虎”。以全钒液流电池为例,成本主要来自电解液和电堆两部分。赵天寿指出,要降低成本,需从这两方面发力:一方面,提高电堆的电流密度,减少材料用量;另一方面,提高电解液的利用率,避免资源浪费。
推动长时储能技术的发展
赵天寿建议,行业应聚焦长时储能技术攻关,推动产学研用深度融合。我国在光伏、风电领域已走在世界前列,储能技术的重大突破指日可待。为实现长时储能技术的广泛应用,他提出三点建议:首先,加大技术研发力度,重点突破电解液利用率、电堆电流密度等关键技术瓶颈;其次,完善产业链布局,借助政策引导和市场机制,推动长时储能产业链上下游的协同发展,降低生产成本;最后,持续优化政策支持和市场机制,建议政府出台针对液流电池等长时储能技术的支持政策,助力其商业化进程。
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