技術(shù)科普 | 如何實(shí)現(xiàn)綠色用電自由？儲能技術(shù)來支招！

過去幾年，中國的新能源發(fā)展成就有目共睹。據(jù)國家能源局的最新數(shù)據(jù)顯示，截至2024年7月底，全國累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量約31億千瓦，其中太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約7.4億千瓦，同比增長49.8%，風(fēng)電裝機(jī)容量約4.7億千瓦，同比增長19.8%。風(fēng)電、太陽能裝機(jī)合計(jì)達(dá)到12.1億千瓦，提前約六年半實(shí)現(xiàn)2030年風(fēng)電、太陽能總發(fā)電裝機(jī)達(dá)到12億千瓦的承諾。然而在新能源裝機(jī)持續(xù)高速增長的背后，也帶來了局部地區(qū)消納問題。

因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)電力系統(tǒng)中，電能基本處于“即發(fā)即用”狀態(tài)，即發(fā)電廠產(chǎn)生的電力與負(fù)荷端消耗的電力需要在整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)平衡。如果發(fā)電量超過電網(wǎng)的實(shí)際需求，會(huì)引起電網(wǎng)的頻率波動(dòng)，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量，同時(shí)也造成了能源的浪費(fèi)。如果發(fā)電量少于電網(wǎng)的實(shí)際需求，又會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)生活受“限電”影響，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

那有什么辦法能夠解決這一困境呢？答案就是能夠“削峰填谷”的儲能技術(shù)。

Q：何謂儲能？

儲能是通過特定的裝置或物理介質(zhì)將不同形式的能量通過不同方式儲存起來，以便以后在需要時(shí)利用的技術(shù)，它本身不是新興的技術(shù)，但從產(chǎn)業(yè)角度來說卻是剛剛出現(xiàn)，正處在起步并飛速發(fā)展的階段。

資料來源：CBIA，戴德梁行整理

廣義的儲能技術(shù)主要分為氫儲能、熱儲能、電儲能三大類，目前在電力系統(tǒng)的儲能項(xiàng)目中，抽水蓄能仍是主要方式，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2024年6月底，中國的抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目的一半以上，但以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能方式正迅猛發(fā)展，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目的46.6%

。

中國已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（截至2024年6月底）數(shù)據(jù)來源：CNESA

Q：不同的儲能技術(shù)間有什么區(qū)別？

不同的儲能技術(shù)原理并不一樣，在技術(shù)成熟度、應(yīng)用場景、成本效益上都有區(qū)別。以最主要的抽水蓄能為例，它是以水為儲能介質(zhì)，在電力負(fù)荷低谷時(shí)，利用電網(wǎng)中富余的電能通過水泵將水從下水庫抽到上水庫，將電能轉(zhuǎn)化為水的勢能儲存起來，在電力負(fù)荷高峰期，再通過放水閥門將水從上水庫放回下水庫，利用水的勢能驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，將儲存的勢能再轉(zhuǎn)化為電能供給電網(wǎng)。它的優(yōu)點(diǎn)是可靠、壽命周期長、儲電容量大、技術(shù)成熟，但是它非常依賴地理?xiàng)l件，建設(shè)周期也很長，因此更適合在電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用。

抽水蓄能屬于發(fā)展較早的儲能技術(shù)，與之相對的，是以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能。2024年新型儲能首次被寫入《政府工作報(bào)告》中，為新型儲能的蓬勃發(fā)展按下加速鍵。以電化學(xué)儲能為例，它是通過電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行能量存儲和釋放，安裝方便，不受空間限制，并且還具有高能量密度、高效率、快速響應(yīng)和良好的可逆性、安裝便捷等特點(diǎn)，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)都有大規(guī)模的應(yīng)用，但是由于電化學(xué)儲能技術(shù)在儲存和釋放能量時(shí)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因此安全性一直是電化學(xué)儲能技術(shù)領(lǐng)域中備受關(guān)注的重要問題。

Q：儲能技術(shù)的應(yīng)用場景有哪些？

儲能技術(shù)被設(shè)計(jì)用于平衡電力系統(tǒng)的供需差異，以及提供靈活的電力調(diào)度和應(yīng)對電力峰谷負(fù)荷的能力，貫穿電力系統(tǒng)的全部環(huán)節(jié)。

在電源側(cè)，主要分為兩大用途。第一類是火電配儲能，以保障發(fā)電廠具有一定的調(diào)頻調(diào)峰能力，提高火電機(jī)組的運(yùn)行效率和電網(wǎng)穩(wěn)定性。第二類則是新能源配儲能，由于光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性特點(diǎn)，發(fā)電量在不同時(shí)間隨著光照、風(fēng)力強(qiáng)度變化，因此，在發(fā)電側(cè)配套儲能可以保證可再生能源的平滑輸出，解決發(fā)電站因“棄風(fēng)棄光”造成的損失問題。

在電網(wǎng)側(cè)，儲能起到調(diào)峰填谷的作用。在用電高峰期，電網(wǎng)可能出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況,即所謂的“峰時(shí)”,這時(shí)，就需要利用調(diào)峰。儲能系統(tǒng)可以在電力需求較低時(shí)（如深夜或凌晨的“谷時(shí)”）儲存多余的電能，然后在電力需求高峰時(shí)釋放出來，從而減輕電網(wǎng)的供電壓力，同時(shí)儲能系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力使得它能夠在電網(wǎng)發(fā)生故障或突發(fā)情況時(shí)迅速提供電力支持，減少停電時(shí)間和范圍，提高電網(wǎng)的可靠性和韌性。

在用戶側(cè)，儲能主要是以減低用戶的用電成本、減少停電限電損失等為目的而建設(shè)。我國為緩解高峰缺電矛盾，多地均采用峰谷電價(jià)模式，即對高峰時(shí)段和低谷時(shí)段分別設(shè)定不同電價(jià)水平，以提高電力資源利用效率。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國各地的峰谷價(jià)差比普遍超過3倍，峰谷電價(jià)差擴(kuò)大，給用戶側(cè)儲能帶來了發(fā)展的機(jī)遇。通過配置儲能，晚上電價(jià)低時(shí)充電，白天用電高峰時(shí)放電，極大地節(jié)約了用電的成本。

白云電氣集團(tuán)深耕電力能源領(lǐng)域45年，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)均有系列解決方案，并通過不斷的“延鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈”，構(gòu)建了完整的產(chǎn)品鏈。在儲能領(lǐng)域，白云電氣集團(tuán)及旗下企業(yè)西安為光能源科技有限公司開發(fā)了“第三代矩陣式儲能系統(tǒng)”，自研電力電子電池包，配置電池模組控制器MC、組串式構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器PCS和液冷機(jī)組，具備高安全、長壽命、多放電、增收益四大特點(diǎn)。

同時(shí)，輔以儲能智慧管理云平臺，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，構(gòu)筑起立體化的安全防護(hù)體系，并推動(dòng)智慧化運(yùn)營模式的深入實(shí)踐，確保能源系統(tǒng)的高效協(xié)同與持續(xù)優(yōu)化。

白云電氣集團(tuán)及旗下企業(yè)憑借強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和全面的產(chǎn)品線，助力多個(gè)儲能項(xiàng)目建設(shè)投運(yùn)。

典型案例

01廣東風(fēng)電工程配套儲能系統(tǒng)項(xiàng)目

電源側(cè)典型案例

02廣東智能制造產(chǎn)業(yè)園儲能系統(tǒng)項(xiàng)目

用戶側(cè)典型案例

03江蘇無錫工商業(yè)儲能項(xiàng)目

用戶側(cè)典型案例

04福建廈門海島型微電網(wǎng)項(xiàng)目

用戶側(cè)典型案例

實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，新能源發(fā)電無疑是關(guān)鍵。光伏、風(fēng)電等新能源雖然有間歇性、波動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，但是儲能技術(shù)的發(fā)展也給我們乘風(fēng)馭電提供了一把解題的鑰匙，讓不同的空間能源交錯(cuò)互補(bǔ)，共同形成可以大范圍替代化石能源的穩(wěn)定能源供給。未來，白云電氣集團(tuán)將緊抓雙碳目標(biāo)的時(shí)代機(jī)遇，不斷夯實(shí)源、網(wǎng)、荷、儲一體化綠色智慧能源解決方案實(shí)力，以堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)，完善的產(chǎn)品鏈為根基，在探索綠色用電自由的征途上，貢獻(xiàn)白云力量。