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问题和挑战
对于电力储能技术来说,设备材料、制造工艺及系统效率是各储能技术面临的共性问题,而在规模化应用中还需要进一步解决其可靠性、稳定性及寿命问题。另外,一些重大技术瓶颈还有待解决,如大型高参数抽水蓄能机组依赖进口;压缩空气储能关键部件多级高负荷压缩机技术,我国尚未完全掌握;飞轮储能的高速电机、高速轴承和高强度复合材料等关键技术尚未突破;各类电池中关键材料的制备和系统规模化技术,包括电极、电解液、离子交换膜、模块封装和密封等,还有待提高;超级电容中高性能材料和大功率模块化技术,超导储能中高温超导材料和超导限流技术等均不成熟。
在我国针对电力储能的针对性政策尚未出台的情况下,储能技术的经济性如何,严重制约储能产业的发展。目前,相对于常规电力系统,储能技术的投资成本及运行维护成本较高。无论是应用在可再生能源发电或是电网削峰填谷,电力企业投资储能系统,一般需要10年以上的时间才能收回成本,有些项目甚至达到20年以上,这严重影响了储能技术的大范围推广。
大规模电力储能技术还处于发展时期,目前约有十几种储能技术,各有优劣,除抽水蓄能外,还未形成主导性的技术路线。我国国内已形成多种技术路线并存的格局,大多缺乏大量的实践应用,能直接交付用户的成熟产品不多。目前,电力储能技术正处于发展的关键时期,一方面缺乏大量的应用检验,另一方面,用户在选择不同储能技术路线时又十分困惑,这迫切需要开展相关的技术路线研究,对储能技术的发展提供指导。
电力储能技术的应用,大多为调节或应急功能,而这也决定了系统的实际运行情况难以准确预测,在方案设计时面临很多不确定性。在目前缺乏设计经验、缺少示范工程的情况下,很难确定最优设计方案。如针对风力发电的储能系统设计时,由于风力发电存在不稳定性、波动性,且电网公司对于风电场具体的限电时间及限电负荷不能提前确定,如何在储能系统设计时确定合理的配置方案,选择合适的储能方式及容量,既满足用户需求又能提高储能系统的容量使用率,是储能产业面临的一个挑战。另外,由于对储能系统的要求不同,也导致产品定型困难,短期内产品大规模推广难度较大。
我国针对储能行业尚未出台实质性的扶持政策或补贴支持,并且针对储能技术应用领域的扶持力度也十分有限,严重制约储能产业的规模化推广。(1)目前尚未出台针对电力储能的激励政策,严重制约储能产业的发展和技术推广。(2)我国的峰谷电价政策尚未在全国范围推广。另外,现行的峰谷电价政策优惠力度有限,远低于国际发达国家的平均水平。(3)我国针对分布式能源系统及微电网配储能系统的扶持政策尚未出台,严重影响了这些领域对于电力储能系统的投入力度。(4)我国虽然已出台针对可再生能源发电的扶持政策,但是扶持力度不足,尚且很难满足可再生能源电站的成本回收,更难以支持其增加储能系统的投入。
与国际发达国家相比,我国的储能行业目前尚未建立起完整的产业链。大多储能技术处于研发、示范阶段,且部分关键技术及材料尚未突破,依然依赖进口。储能市场仍处于培育期,相关领域对于储能技术的接纳程度有限。绝大多数技术还处于少量样机的委托加工或部分材料的自行制备,没有形成规模化的大型生产线。未建立成熟的销售网络,目前仅处于示范项目申报及提供解决方案层面。针对储能系统的运行维护经验缺乏,尚未形成成熟的储能系统全生命周期的运维方案。
建议与对策
持续的技术改进
我国的储能产业尚处于起步阶段,大部分储能技术还未实现商业应用,需要各研发机构增加研发投入,持续进行技术改进,尽快突破技术瓶颈,进一步提高系统效率、降低成本、提高运行的可靠性,并加强后期的运维服务,实现各储能系统的安全平稳运行。
增加示范项目建设
我国电力储能技术示范项目少,规模小,应用场景不够丰富且应用时间短,缺乏对技术经济性的论证,很难界定储能带来的收益有多少,影响了储能产业的发展速度。需要增加储能技术示范项目建设,通过大量的示范应用来发掘问题,为后续的技术改进提供方向,为确定合理的技术应用模式提供依据,为增强用户的投资信心提供参考。
合理选择储能方式
各储能技术拥有不同特点,需要根据用户的实际需求选择合适的储能方式。当单一储能方式不能满足需求时,可采用多种储能技术联合运行的方式,发挥各储能技术的优点,满足应用需求。另外,国际上已实现100MW级应用的储能技术包括抽水蓄能和压缩空气储能,均属于物理储能技术,但国内大部分投入主要集中于化学储能,对物理储能的关注度不足,建议加强对物理储能技术的重视。
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