在能源革命的驅(qū)動(dòng)下,可再生能源開發(fā)利用力度持續(xù)加大,接入電網(wǎng)的比例和在終端能源消費(fèi)的占比將不斷提高。根據(jù)國(guó)際能源署的研究,為滿足新能源消納需求,預(yù)測(cè)美國(guó)、歐洲、我國(guó)和印度到2050年將要新增310GW并網(wǎng)電力儲(chǔ)存能力,為此至少需投資3800億美元。

麥肯錫的研究則將磷酸鐵鋰離子電池儲(chǔ)能列為到2025年將出現(xiàn)顛覆性用途、對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)生顯著影響的技術(shù),預(yù)測(cè)市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)0.1萬億~0.6萬億美元。世界許多國(guó)際組織和國(guó)家把發(fā)展儲(chǔ)能作為緩解能源供應(yīng)矛盾、應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施,并制定了發(fā)展戰(zhàn)略,提出了2030年、2050年明確的發(fā)展目標(biāo)和相應(yīng)的激勵(lì)政策。

磷酸鐵鋰離子電池.jpg

研究表明，目前最便宜的儲(chǔ)能機(jī)制是與水力發(fā)電相結(jié)合的抽水蓄能。水源通過備用能源泵送到更高的海拔儲(chǔ)水池，然后在要的時(shí)候釋放水的重力勢(shì)能。但是，隨著時(shí)間的推移，抽水蓄能的成本不會(huì)降低，而磷酸鐵鋰離子電池的成本卻會(huì)不斷下降。這使得后者將成為2030年之后，大多數(shù)應(yīng)用的最佳選擇。

磷酸鐵鋰離子電池成本最近幾年很快下降，時(shí)間單位已經(jīng)不以年計(jì)，而以季度計(jì)算。2015年磷酸鐵鋰離子電池的成本還在350美元/kWh(千瓦時(shí))，但是到了2018年的上半年，動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的銷售價(jià)格已經(jīng)下降到150美元/kWh以下，儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格已經(jīng)下降到220美元/kWh以下。2018年底，動(dòng)力鋰電池的銷售價(jià)格可能下降至130美元/kWh，儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本下降至200美元/kWh以下。

1.儲(chǔ)能應(yīng)用需求

從國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析來看,磷酸鐵鋰離子電池儲(chǔ)能在電力供給側(cè)、用戶側(cè)及電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度管理和微電網(wǎng)運(yùn)行控制等方面的應(yīng)用逐年快速上升。

磷酸鐵鋰離子電池儲(chǔ)能在電網(wǎng)的應(yīng)用,可靠安全性是必要前提。在用戶側(cè)應(yīng)用中,免維護(hù)特性也是一個(gè)必要條件。關(guān)于以提高資源利用率和運(yùn)行效益為目標(biāo)的能量型應(yīng)用,如提高可再生能源利用率、調(diào)峰、調(diào)頻、需求側(cè)響應(yīng)等,應(yīng)用儲(chǔ)能電池的經(jīng)濟(jì)性是其可行性的決定因素。

關(guān)于頻繁啟動(dòng)和快速響應(yīng)的功率型應(yīng)用,如在可再生能源接入相關(guān)的爬坡控制、電壓支持及微網(wǎng)無縫切換控制等,儲(chǔ)能磷酸鐵鋰離子電池的快速響應(yīng)能力和淺充淺放條件下的循環(huán)壽命是要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)特點(diǎn)。

在分布式系統(tǒng)能量管理和微電網(wǎng)運(yùn)行控制的應(yīng)用中,儲(chǔ)能磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)不僅參與電壓和頻率的調(diào)節(jié),還參與系統(tǒng)穩(wěn)定、供需平衡和協(xié)調(diào)優(yōu)化,儲(chǔ)能選型要在技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)性之間進(jìn)行權(quán)衡。必要時(shí),為降低成本、便于控制,可選擇2種及以上的儲(chǔ)能分別滿足不同的應(yīng)用需求。

2.關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)路徑

在磷酸鐵鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)理論方面,研究廣域布局的儲(chǔ)能系統(tǒng)與常規(guī)電源、新能源發(fā)電的協(xié)同調(diào)度方法;掌握多個(gè)百M(fèi)W級(jí)儲(chǔ)能在新能源發(fā)-輸-配各環(huán)節(jié)中的規(guī)劃布局方法;研究新型技術(shù)與供電商業(yè)模式下儲(chǔ)能的選型配置方法和經(jīng)濟(jì)性;

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的匯聚效應(yīng)及在虛擬電廠中的運(yùn)行模式和管理策略。研究?jī)?chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化應(yīng)用的政策和制度需求,包括促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展的電價(jià)機(jī)制、準(zhǔn)入制度及電力市場(chǎng)機(jī)制;研究多種類電力市場(chǎng)交易下儲(chǔ)能與其他能源的協(xié)調(diào)運(yùn)作機(jī)制。

可以預(yù)見未來的城市能源系統(tǒng)，可能將以光伏+電動(dòng)汽車+儲(chǔ)能為主導(dǎo)，而磷酸鐵鋰離子電池將發(fā)揮關(guān)鍵性用途，鋰離子電池儲(chǔ)能有望迎來爆發(fā)式的上升。