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锂电储能在分布式能源市场的应用及发展分析

澳门永利分布式 2018/02/07 0

北极星储能网整理 2018年1月15日

储能是新能源浪潮下,能源结构调整、电力系统转型升级的关键支撑技术。随着储能技术进步和成本降低以及需求侧的演化发展,分布式储能在电力系统中的广泛应用是未来电网发展的必然趋势,也是突破传统配电网规划运营方式的重要途径。在各储能类型中,电化学储能项目数占比最大,而电化学储能中,锂离子电池的项目数占比、装机容量占比最大,其增长幅度也最快,锂电池由于能量密度高、循环寿命高、充电倍率高等优点,在储能市场占据统治地位,分布式储能的未来市场90%都将用到锂电池。

锂电储能在分布式储能市场中的应用

要建设‘源—网—荷—储’协调发展、集成互补的资源最大化利用的能源互联网,智能电网是其基础支撑平台和资源配置中心;电动汽车与分布式储能一起组成了能源互联网的核心和纽带。未来能源互联网对储能和电动汽车的要求尽管有所不同但总体的发展趋势却越来越一致,集中表现在高效、安全、低成本、长寿命及环境友好等特征。

能源互联网是建立在“互联网+智慧能源”基础上的能源开发与利用的更高级形式,分布式储能在其发展过程中会起到决定性的作用,是能源转换和利用的枢纽;分布式储能已经成为中国储能市场爆发的新兴阵地。中天储能科技有限公司CTO靳承铀表示,依赖于高可靠性、高转换效率、高能量密度、高安全性、低自放电的储能技术和器件,目前来看锂离子电池占据无可争议的统治地位。其中,分布式储能的未来市场90%都将用到锂电池。

他指出锂电储能在分布式储能的三大创新应用:

①能量型和功率型的创新应用:可实现锂电池功率能量双应用,或应用两种锂电池设计搭配,不需要传统昂贵且自放电大的超级电容和笨重不环保的铅酸电池。

②成本最优的高效储能个性化设计:针对不同应用模式,兼顾能量密度、倍率、SOC和循环寿命配比,实现最优化的分布式储能的应用。

③多功能并用的储能原型:峰谷套利、应急电源、稳定支撑并用, 临界盈利点是什么条件,做过多次的设计模型。

锂电储能发展的路径及展望

业界对于锂电储能的认识有一个误区,认为用于储能领域的锂电池品质要求比不上动力电池,对此,宁德时代副董事长黄世霖表示:“其实储能系统技术要求一点不比动力电池低,储能系统靠运营模式创造效益,市场前景非常好。”

电动汽车的市场化发展带动了锂电产业链的完善与成熟。随着锂电池性能的极大提升和成本的大幅度下降,加之合适的锂电储能系统创新的运营模式,将大大提升储能系统的经济性,锂电储能逐渐具备了市场化推广条件。

据了解,锂电储能系统主要分为能量管理系统(EMS)、能量接入系统、能量转换系统(PCS)及能量存储系统(Pack)四部分,黄世霖表示,目前制约锂电储能市场化推广的主要因素是成本、寿命、可靠性及安全性。庆幸的是,动力电池的发展正带动着储能电池同步发展。他指出,锂电储能主要应用于三大领域:1、发电侧应用,包括光伏、风电、火电等;2、输配电侧应用,用于输配电过程中的调频、调幅;3、用户侧应用,削峰填谷、智能电网及未来的分布式光伏发电等。

鉴于锂电储能与动力电池的联动发展趋势,黄世霖阐述了未来动力电池的五大技术发展方向:

1.快充技术,10-15分钟充满(4~6C充放);

2.高能量密度技术,>300Wh/kg整车续驶里程超过500km;

3.长寿命技术,超长循环寿命,达到15000次以上;

4.高可靠技术,通过可靠性、安全性测试;

5.耐候技术,可在-30°C~60°C使用。

锂电储能应用领域的细分

目前,储能领域应用电池主要包括铅碳电池、传统铅酸电池、锂电池、全钒液流电池四种不同化学体系。科陆-陆金新能源总经理周涵从充放电深度/DOD、循环次数/放电倍率、整体系统效率(含变压)、系统成本、优缺点方面对上述电池作出对比分析。他认为,锂电池在储能市场的应用拥有能量密度高、循环寿命高、充电倍率高等优点。同时,他详细列出各类电池在储能领域的细分应用市场。

从全球来看,目前日本、澳大利亚为全球最大的家庭户用储能市场之一;韩国为全球最大的发电侧储能市场;东南亚为全球最大的海岛离网市场;中国为全球最有潜力的市场。

就中国而言,目前最有潜力的储能市场主要集中在用户侧削峰填谷、AGC调频、离网电站。周涵简单分析了一下这三个应用领域下锂电储能的作用。

用户侧削峰填谷:通过电网峰谷平三个时间段的电价差进行差价套利,同时给客户节省变压器的容量费用,除此之外,还可以通过储能调整售电中偏差值考核,降低减少考核费用。

AGC调频:利用华北地区电力辅助市场的两条细则标准,用储能响应AGC控制信号去赚取考核费用,利用储能本身对响应时间、精度以及速率的特点,帮助火电机组快速响应电网信号。

离网电站:这一市场主要集中在西藏、青海地区的扶贫项目,光储供电,解决当地用电难的问题。

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