聚焦长时储能丨电源行业协会秘书长王泽深：长时储能具备诸多优势，前景广阔 ...

江湖险恶567

随着我国新能源产业的稳步推进，市场不断扩大，新型储能行业正在地平线上喷薄而出。
9 D) |% U$ F9 I* B, ^+ L2 W2023年5月24日—26日，中国化学与物理电源协会主办的第十三届中国国际储能大会在杭州举行，业内人士广泛探讨了储能行业发展的新趋势、新路线和新技术。跟往届会议最大的不同是，此次会议增设了“长时储能”的分论坛，并得到了嘉宾和参展者的热烈参与。
5月27日，中国化学与物理电源协会秘书长王泽深在接受澎湃新闻记者专访时指出，可再生能源渗透率提升催生多时间尺度储能需求，长时储能具备多种优势，因此在我国具有较为广阔的市场前景。
在长时储能诸多技术路径中，液流电池尤其是全钒液流电池目前备受资本市场关注。王泽深认为，全钒液流电池还存在能量密度低、工作温区窄、初始成本高的瓶颈，未来有待技术的进步予以解决。
何为长时储能？据王泽深向澎湃新闻记者介绍，“长时储能一般是指4小时以上的储能技术，储能系统可以实现跨天、跨月，乃至跨季节充放电循环。长时储能具备提升新能源消纳能力、替代传统发电方式的潜力，可为电网提供充足的灵活性资源，可以有效降低电网运行成本，具备更强的峰谷套利和市场盈利能力。 ”
! q; p# g: \& @# s$ A: R具体来看，可再生能源渗透率提升催生了多时间尺度的储能需求。
“用户负荷、风力发电、光伏发电等的不确定性使得电力系统在维持功率平衡方面存在较大困难，需要在分钟级、小时级、日级、季度级乃至年度级等多时间尺度上预先规划以保证电力系统灵活性。”王泽深说，“针对不同的功能，所需的储能系统持续时长存在显著差异——短持续时间储能一般侧重于保证电力系统在瞬时扰动下保持平衡等电网安全性问题，而长持续时间储能一般侧重于实现峰谷时期供需匹配等经济性问题。”
8 P9 t& r- L1 ^: ~8 G2 p根据全球能源互联网发展合作组织预测，到2050年长时储能储电量将占到全部储能储电量的95%，成为提供能量调节能力重要手段。
5 I4 U. t# E+ P& M  X而在王泽深看来，长时储能具备多种优势。首先，长时储能具备提升新能源消纳能力、替代传统发电方式的潜力。“目前，‘可再生能源+长时储’成为消纳可再生能源、替代传统火电厂的重要解决方案之一。”王泽深说。
其次，长时储能可以为电网提供充足的灵活性资源。“高比例风光并网后，电力系统瞬时功率变化更为剧烈，而传统火电机组因爬坡约束和机组启停限制难以快速并长期跟踪负荷需求，电网面临频率稳定及功率实时平衡问题，长时储能兼顾储能系统快速响应特点及长期输出能力有望成为调频主力。”王泽深说。
而中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿在此次大会中也同样指出，在太阳能等可再生能源发电占比非常低的情况下，可以用火电来应对调配的需求，但是未来如果光电和风电的占比达到70%以上，这种调配必须通过长时储能来实现。
全球咨询机构麦肯锡此前预计，长时储能的潜在市场空间将从2025年开始大规模增长。随着可再生能源占比提升，2025年长时储能全球累计装机量将达到30-40 GW（对应储能容量约1TWh），累计投资额约500亿美元。
& X- ~- O+ D9 V- Q& S9 ?2 O2021年7月，国家发改委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，提出坚持储能技术多元化目标，实现压缩空气、液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期。
液流电池成为热捧，需提高电池性能，降低初始成本
8 H1 Q# u* q. @2 h2 R, P 目前的长时储能技术路线中，有传统的抽水储能，也有新型的电化学储能如液流电池，另还有压缩空气储能等。而在液流电池中，又可以细分为铁铬液流电池、全钒液流电池、锂离子液流电池、多硫化钠溴液流电池等。
& i; P2 X$ X" A* R: U2 `在此次大会中，中国科学院院士赵天寿也介绍了液流电池的特点。不同于传统的电池，液流电池的电能储存在电池外面的电解液罐中，最大的特点是功率和能量在结构上解耦，电池本身内部并没有电解液，能量储存在电解液罐中。
液流电池结构
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王泽深则对澎湃新闻记者表示，以全钒液流电池为例，全钒液流电池具有其他电化学储能技术无法替代的本征安全和长寿命，但目前阻碍其大规模商用的主要原因是性能单一导致应用场景局限，初始成本过高导致经济性不足。
) ^. r% q. C4 a: h据光大证券此前介绍，全钒液流电池是一种以金属钒离子为活性物质的液态氧化还原可再生电池。在对电池进行充、放电时，正负极电解液在离子交换膜两侧进行氧化还原反应。同时通过电堆外泵的作用，储液罐中的电解液不断送入正极室和负极室内，实现对电池的充放电，电池循环次数可达到20000次以上。
3 ]3 h4 g5 }2 E* A7 l全钒液流电池工作原理

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% L3 R$ H  ]% j/ XGuidehouse Insights在2022年二季度发布的报告显示，2022-2031年钒电池年装机量有望保持 41%的复合增长率，预计2031年全球钒电池年装机量将达到32.8GWh；其中，2031年亚太地区（主要为中国）年装机量将达到约14.5GWh，北美地区将达5.8GWh，西欧地区将达到9.3GWh。
目前，全球全钒液流电池生产企业主要包括日本的住友电工公司、美国UniEnergy Technologies公司等，我国则有上海电气储能科技有限公司、大连融科储能技术发展有限公司、普能（北京）能源科技有限公司等。
“未来我国全钒液流电池产业的发展方向主要在于提升电池性能以拓展应用场景，以及降低系统的初始投资成本。”王泽深说。
: ~, r- C1 A0 C1 @# {* |$ |王泽深也向澎湃新闻记者表示，未来随着技术的进步，诸如电池能量密度低、工作温区窄、初始成本高等液流电池的产业痛点，会逐步解决。
  B6 r9 B# ?  Y: q& n& S7 C液流电池产品