在能源革命的驅動下,可再生能源開發(fā)利用力度持續(xù)加大,接入電網的比例和在終端能源消費的占比將不斷提高。根據國際能源署的研究,為滿足新能源消納需求,預測美國、歐洲、我國和印度到2050年將要新增310GW并網電力儲存能力,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能列為到2025年將出現顛覆性用途、對經濟發(fā)生顯著影響的技術,預測市場價值將達0.1萬億~0.6萬億美元。世界許多國際組織和國家把發(fā)展儲能作為緩解能源供應矛盾、應對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)展目標和相應的激勵政策。

磷酸鐵鋰離子電池.jpg

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

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

1.儲能應用需求

從國內外儲能產業(yè)發(fā)展分析來看,磷酸鐵鋰離子電池儲能在電力供給側、用戶側及電網運行調度管理和微電網運行控制等方面的應用逐年快速上升。

磷酸鐵鋰離子電池儲能在電網的應用,可靠安全性是必要前提。在用戶側應用中,免維護特性也是一個必要條件。關于以提高資源利用率和運行效益為目標的能量型應用,如提高可再生能源利用率、調峰、調頻、需求側響應等,應用儲能電池的經濟性是其可行性的決定因素。

關于頻繁啟動和快速響應的功率型應用,如在可再生能源接入相關的爬坡控制、電壓支持及微網無縫切換控制等,儲能磷酸鐵鋰離子電池的快速響應能力和淺充淺放條件下的循環(huán)壽命是要重點關注的技術特點。

在分布式系統(tǒng)能量管理和微電網運行控制的應用中,儲能磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)不僅參與電壓和頻率的調節(jié),還參與系統(tǒng)穩(wěn)定、供需平衡和協(xié)調優(yōu)化,儲能選型要在技術要求和經濟性之間進行權衡。必要時,為降低成本、便于控制,可選擇2種及以上的儲能分別滿足不同的應用需求。

2.關鍵技術的實現路徑

在磷酸鐵鋰離子電池儲能系統(tǒng)應用基礎理論方面,研究廣域布局的儲能系統(tǒng)與常規(guī)電源、新能源發(fā)電的協(xié)同調度方法;掌握多個百MW級儲能在新能源發(fā)-輸-配各環(huán)節(jié)中的規(guī)劃布局方法;研究新型技術與供電商業(yè)模式下儲能的選型配置方法和經濟性;

分布式儲能系統(tǒng)的匯聚效應及在虛擬電廠中的運行模式和管理策略。研究儲能技術實現市場化應用的政策和制度需求,包括促進儲能發(fā)展的電價機制、準入制度及電力市場機制;研究多種類電力市場交易下儲能與其他能源的協(xié)調運作機制。

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