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什么是电化学储能?
日期:2023-09-13   [复制链接]
责任编辑:sy_chenglingyan 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
什么是电化学储能

电化学储能是通过化学反应将化学能和电能进行相互转换来储存能量,根据材料不同主要可分为铅酸蓄电池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池等形式,一方面,电池储能的能量密度与能量转换效率较高,且响应速度较快,能够有效满足电力系统调峰调频需求;另一方面,其功率和能量可根据不同应用需求灵活配置,几乎不受外部气候及地理因素的影响。

电化学储能在电力系统的源、网、荷侧都可根据需求灵活部署,各环节效果显著。在发电侧可提高发电的稳定性, 并提高发电质量; 在输电环节, 可降低输电的成本; 在配电环节,可以缓解企业和用户用电压力, 促进电网的升级扩容; 在送电环节, 可通过峰谷差套利, 进而减少企业和用户用电成本。

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电化学储能系统

完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。电池组是储能系统最主要的构成部分,负责能量存储;电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等;储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换。

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储能产业链上游主要包括电池、电池管理系统、能量管理系统以及储能变流器供应商;中游为系统集成商和安装商,下游主要为终端用户等。

电池是电化学储能系统中最重要的部分,占储能系统成本的60%,PCS构成20%,EMS构成10%,BMS构成5%,其他配件构成5%。

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电化学储能技术路线

从技术路线看,可分为锂离子电池、铅蓄电池、液流电池和钠硫电池等,以技术经济性较为突出的锂离子电池为主流。

铅酸电池:循环寿命(<2000次)、服役寿命(3-20年),结构简单技术成熟、价格低廉、效率高;能量密度较低、寿命较短;常用于电力系统的事故电源或备用电源。

液流电池:循环寿命(10000次)、服役寿命(>20年),容量大、寿命长、安全性高;转换效率低、成本高、环境要求高;用于电能质量、削峰填谷、调频。

钠硫电池:循环寿命(2500-5000次)、服役寿命(3-20年),响应速度快能量密度高;存在安全隐患成本高、环境要求苛刻;主要用于负荷调平、移峰、改善电能质量和可再生能源发电。

锂离子电池:循环寿命(5000-10000次)、服役寿命(5-15年),比能量高、技术成熟、响应速度快、放电时间长,效率高;价格高、发热存在安句题全隐制;在电动汽车计算机、移动设备和电力系统上泛应用。

电化学储能的用途

电源侧:电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网

国内电源侧储能装机规模占比为41%,可解决光伏、风电因随机性和不确定性而导致的弃风弃光等并网消纳问题,起到平滑发电输出的作用,进而提高新能源利用率。主要的方式为在光伏超过负荷的情况下充电以消纳弃电,在光伏低谷时期释放电能,平滑电力输出。

电网侧:缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级

国内电网侧储能装机规模占比为35%,主要参与电力辅助中的调峰调频环节。调峰是指在用电高峰为电网提供额外电量,调频是指精准调节波动电压及功率。储能系统可以在用电谷段充电,在用电峰段放电来进行调峰,实现调峰收益,同时提高资源利用效率。

用户侧:峰谷价差套利、容量电费管理、提高供电可靠性

国内用户侧储能装机规模占比为24%,削峰填谷是指利用储能系统在用电低谷时段充电,高峰时段放电的方式,达到利用峰电电价差异减少度电成本的目的。

电化学储能行业市场规模

根据CNESA 的统计数据,截至 2022 年末全球储能累计装机功率 273.2GW,其中抽水蓄能占比 79.3%,首次低于 80%,电化学储能占比大幅提升至 18.8%。全球新增储能装机方面,电化学储能呈现快速增长态势,2018 至 2022 年期间全球电化学储能装机规模的复合年均增长率达 61.87%。

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据 CNESA 统计,截至 2022 年底全球已投运电化学储能的累计装机规模约为45.52GW,较上一年末增长 87.10%,其中锂离子电池储能市场份额 94.87%,占据绝对主导地位。截至 2022 年末我国电化学储能市场累计装机规模达到 12.87GW,当年同比增长 132.27%,其中锂离子电池储能的累计装机规模占比约 95.53%。

全球新型储能市场累计装机规模

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我国新型储能市场累计装机规模

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根据 CNESA 全球储能项目库的不完全统计,截至 2022 年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模 59.8GW,占全球市场总规模的 25%,较上一年末增长 38%。新型储能继续高速发展,累计装机规模达到 13.1GW/27.1GWh,功率规模年增长率达 128%,能量规模年增长率达 141%。 

原标题:什么是电化学储能?
 
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来源:储能圈
 
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