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新能源革命的技术瓶颈与路径:储能+氢能+智能

2023-05-30 08:47:02
作者:电化学储能来源:电化学储能
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近日,2023中关村论坛在北京开幕,本次论坛由科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科协、北京市政府共同主办,主题为“开放合作·共享未来”。中国科学院院士、清华大学教授、全国政协常委欧阳明高发表了《新能源革命的技术瓶颈与路径:储能+氢能+智能》的主旨演讲。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

储能的成本随着现在技术发展持续降低,比如现在锂离子电池的储能成本已经降了很多,大概三五年前是接近2元/瓦时,寿命是3000-5000次,今年报价已经降到1元/瓦时,降了大约一半,而电池寿命则达到5000-10000次。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

“一个是首次购买成本降低,另外一个寿命的延长也是降成本。”欧阳明高对每经记者表示,寿命延长意味着单次储能成本随之降低,电池的循环原先只有5000次,现在都1万次了,提高了一倍。像电池以前1瓦时都是1.8~1.9元,今年都已经1元了,寿命又在不断提升,这表明电池成本降得很快。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

欧阳明高在主旨演讲中表示,当前的储能中抽水蓄能大约占75%,新型储能占比达到20%多,而在新型储能中94%都是依靠电池。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

他表示,未来储能电池的寿命有望增加到10000-15000次,这表明我们储能的成本还将大幅下降,因为寿命增加,单次储能成本线性下降。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

欧阳明高表示,目前抽水蓄能虽然占比很高,但未来会逐步降低,储能行业未来主体将呈现出短周期、小规模依靠电池,长周期、大规模主要靠氢能的格局。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

当前储能发展得很快,将来电动汽车不仅是交通工具,还是用能、储能回馈能源的终端,也就是说电动汽车也将成为储能工具,它也是可再生能源的一部分,所有车用的电都可以上传。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

欧阳明高在演讲中提到,现在我们有集中式储能电站和分布式电池储能之分,电动汽车在电池的安全性能方面相对来讲是比较好的,如果把电动汽车用来做分布式储能,安全性是好的,也不用重新买电池,成本也比较低。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

对于储能电池的安全问题如何解决,欧阳明高对每经记者表示,还要继续做电池的研究,“现在我们很多人都在搞电池研究。”rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌作了《中国实现碳中和和清洁空气的协同路径》的专题报告。论坛期间,贺克斌接受了《每日经济新闻》(以下简称NBD)记者采访。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

NBD:您提到要大力发展风光等新能源,如果要平衡风光的波动性,现在是不是可行的只有发展储能?rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

贺克斌:不是这样。集中式储能应该说是一个保底方案,更多的是要用需求侧来调动,比如虚拟电厂,像北京已经开始在做虚拟电厂的地方标准了。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

有了虚拟电厂,电动汽车车主也可以往外卖电,假如以后电动汽车保有量非常高,就可以通过市场机制对电价进行调节,就像现在调节油价一样。如果电价每个小时都在变,就会引导电动车主在风光资源不足的时候向外卖电。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

比如天气预报未来三天要下雨,光伏电价就可能上涨,车主可以提前把电动车充满电,如果日常使用电量较少,用不完这些电,在电价高的时候,车主就可以卖出一部分获得利润。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

这不只是一个设想,国家电网已经在北京做了两年试验,据统计,一个车主通过这种方式一年可能能赚4000元。我了解到现在一些比较大的民企在虚拟电厂方面已经做到300亿市值的规模,所以这是解决风光等新能源波动的一个非常大的方面。第二,将来还有需求侧的韧性调节。比如我们这栋楼的空调关20分钟到半小时,大家不会觉得很热,家里的冰箱关20分钟食物也不会融化,如果能通过优化、轮流的方式操作,形成的电力资源与风光之间就可以互馈,所以通过需求侧来调节会有非常大的潜力。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

目前从总量算下来,一些专家比较乐观,他们认为技术是现成的,交由信息、大数据采集等领域执行即可,但是电网专家还有一些顾虑。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

我个人认为,国网相当于主力部队肯定要保留,要承担压舱石的作用,但是之后它逐渐要承担预备役的角色,一旦风光等新能源出现大波动,国网就要“放”电,稳定电价。但是要让大家在微网系统上大规模试验起来。现在国电投、国网、国电等央企也开始下场想要做一些微网的事。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

另外,现在国家在推一些建筑整县装光伏,除了屋顶之外,还有侧立面,侧立面的建筑材料也有发电功能,包括窗户等,现在有些民企已经开始在做这方面工作。我相信在迭代几次以后,大规模的建筑材料也可以加入需求侧的调节,安装光伏设施后,将只有屋顶能发电变成六面体除了地面都能发电,这样可用的电量会大大增加。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

所以整体上对未来我是持乐观态度的,技术上是有办法的。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

NBD:您说的这些都是微网,它是不是只能解决一些小范围的波动?rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

贺克斌:通俗来说,就好像每个人都吃饱了,全社会也就不饿了。所谓的微网,就是比如这栋楼形成了一个微网,当每个微网都比较稳定的时候,全社会缺电的几率就非常小。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

NBD:去年有些地方水电缺乏造成供电方面缺口很大,这种情况能通过需求侧的方式来调节吗?rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

贺克斌:首先要搞清去年的实际情况。去年7月当时有些省份的蓄水标准已经超过了防汛标准,为迎接汛期放了一部分水,但是放水之后上游又没有下雨,这是第一个问题。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

第二,要弄清水电省份电力外输的具体情况。有些省份不是自己的电不够用,而是叠加外输因素后,造成了电力紧张。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

实际上,到目前为止,有些省份的水电并没有体现出绿电价格,还是按照正常的电价出售,将来如果我们形成全国一盘棋,形成新能源为主体的新型电力系统以后,去年那种现象都会有办法解决。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

中国科学院院士徐春明发表主旨演讲表示,可再生电力的强波动性、不稳定性和化工过程所需要的安稳,“长满优”的稳定运行,唯一的选择就是储能。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

“大家知道储能现在也很热,我们熟悉、比较多采用的是机械储能、抽水储能、压缩空气等方式,近年来发展很快,但也受限于区域、条件的限制,有时候不能很灵活地用于多个过程。”rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

徐春明说,电化学储能有比较大的发展空间,不过也有它自身的问题,比如说锂离子电池是当前常见储能方式所使用的重要材料,但是受限于资源和价格,也有它不足的地方。所以寻找一个低成本、大规模、长时间的储能过程很重要。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

关于如何降低储能成本的问题,徐春明表示,降低储能成本的确是当前非常核心的一点,因为现阶段储能本身的效益空间还不够大,在这方面还需要通过进一步提高储能的效率、降低一些关键材料的成本来加以解决,同时还要考虑跟源端、荷端如何紧密结合,这是一个系统性的问题,也是未来较长一段时期储能行业需要不断提升的方向。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

在采访中,徐春明还提到,随着“双碳”战略的实施,绿氢一定会发挥一个核心的作用,但是绿氢严格来讲是以电解制氢为主的路线,目前还处于刚起步的阶段,尽管各方面投入大量的研发,产能也在快速发展,但以目前产能来讲差得还比较多,因此行业发展空间很大。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

“也正因为这样,我想绿氢在未来我们‘双碳’目标的实现过程中还有很大空间,从这方面来讲还任重道远,当然也意味着机遇多多。”徐春明说。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

谈及绿氢技术未来的发展方向,徐春明表示,电解制氢最重要的是要规模化,它需要连续稳定的运行,规模越大越需要稳定。“在这个过程中还有很多难点,包括电解水如何进一步降低能耗、使它能够在成本上具有优势等,在这方面还有很多基础性、开发性的工作需要进一步完成。”rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士陈忠伟表示,电化学储能是新能源应用中的重要保障。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

评估电化学能源最重要的标准主要有四个参数,第一个是成本,第二个是安全性,第三个是能量密度,第四个是功率密度。在双碳背景下,需要考虑电池的可持续问题,包括材料的再生、能源与资源的相互平衡,以及能源与电池安全的相互平衡等。rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

中国工程院院士、苏州国家实验室主任徐南平表示,零碳能源是碳中和的基石与先导,零碳能源成本是国家竞争力和行业减排新技术应用的主要推动力。建议重点发展光伏、绿氢、大规模长时化学储能三大标杆技术,构建光电-储能-输电和制氢-储氢-运氢技术与装备体系。 rSq储能-碳索储能网-专业的储能产业门户

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