蛇年新春,天山南麓的阿克苏地区银装素裹,年味正浓。家在重庆开州的新华(阿克苏)能源投资有限公司总经理李昌权,又一次留在了新疆乌什。
茫茫戈壁滩上,粗砂、砾石遍布,一条条横卧的干沟上,耐旱植物点缀其间,在呼啸的寒风中不断摆动。在零下十五摄氏度的严寒天气中,新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目(以下简称“新华乌什项目”)建设现场依旧忙碌。目前,新华乌什项目正在进行全容量并网、转换效率、功率因素、有功和无功等涉网试验。
据了解,新华乌什项目地处新疆维吾尔自治区阿克苏地区乌什县阿合雅光伏园区,总占地456.84亩,总投资约41亿元,预计2025年4月实现并网发电。届时,将成为全国最大的混合型化学独立储能项目,全国最大的全钒液流构网型独立储能项目,以及全国单体最大的构网型独立储能项目。
据李昌权介绍,包括他在内的几十名建设者今年春节期间坚守岗位,抢抓工期,在冰天雪地的戈壁荒滩深处,精心守护着建设工地。
“为保证项目平稳运行,春节期间有36位工作人员值守。项目建成后,将成为南疆地区重要的电力支撑点,对促进新能源消纳、保障电网安全稳定运行、推动能源绿色低碳转型具有重要意义。”李昌权向中国工业报记者表示。
自主制造的大“骆驼” 领跑混合储能新赛道
目前,中国自主研发的混合储能技术取得了重大突破。新华乌什项目作为全球最大液流电池构网型储能工程,创新采用“磷酸铁锂+全钒液流”混合模式,兼具高安全性与经济性,为新能源大规模商用开辟新路径。
当清晨的第一缕阳光慢慢透过云层,无边无际的荒漠戈壁霎时间亮了起来。
跟随李昌权的脚步,记者走进全钒液流储能区,一排排白色的储能柜整齐划一,企业简介、企业文化展示、“工地安全漫画”等“十牌两图”、警示标语,时刻提醒施工作业人员牢记安全作业,严格遵守红线意识。
李昌权介绍,全钒液流储能区内,下方稍大一点的集装箱,装的是电解液,相当于骆驼的身体。上方的两个小集装箱,类似于骆驼的驼峰,分别装的是冷却系统及功率柜。一个个全钒液流电池柜,远远看去,就像一匹匹骆驼。
“全钒液流电池的工作原理跟我们平时开的汽车类似,如发动机与油箱的关系。电解液好比油箱,功率柜类似于发动机。电解液存储仓、功率仓,让全钒液流电池具备了高容量和高功率的特点。”李昌权说,“新华乌什项目建成投产后,全站每充电一次,可以存储200万度电,相当于30万户家庭一整天的用电量,是当之无愧的大‘骆驼’”。
同时,这只大“骆驼”还是妥妥的国产造。
据大连融科储能技术发展有限公司项目负责人刘胜奇介绍,该公司承揽了新华乌什项目的全钒液流电池供货、安装、调试工作,所投入的是该公司自主研发的TPOWER新能源产品,承担全钒液流电池装机规模为17.5万千瓦/70万千瓦时。
“目前,伴随乌什储能电站进行每日两充两放的运行,并网侧可以提供约67%-68%的能量转换效率。对比其他储能电池,全钒液流电池在同等条件下的运行状态更稳定,安全性能更高。同时,拥有25年寿命期,可有效降低全生命周期度电成本。”刘胜奇表示。
全钒液流电池由于电解液和功率仓分离,可以通过添加恢复剂将电池恢复到初始状态,从而达到循环使用的目标,是传统电池不具备的优势。新华乌什项目中全钒液流电池的应用,为我国全钒液流电池大规模的商用推广,迈出了重大一步。
值得一提的是,新华乌什项目不仅是大连融科第一个构网型储能产品,也是到目前为止全国落成且应用的最大液流电池构网型储能项目。
据介绍,新华乌什项目总装机50万千瓦/200万千瓦时,其中包括磷酸铁锂储能25万千瓦/100万千瓦时、全钒液流储能25万千瓦/100万千瓦时,配套建设1座220千瓦升压汇集站以及生活区,是国内规模最大的磷酸铁锂与全钒液流混合型储能项目。
李昌权介绍,磷酸铁锂响应速度较快,转化效率相对较高,缺点是温度较高时有燃爆的潜在风险。在新华乌什项目中,采用的是比亚迪的刀片电池,散热较好,转化效率能达90%以上。全钒液流则是一种新业态,造价相对高一些,具有稳定、安全、可靠、寿命长的优点。缺点是响应速度慢一些、转化效率(能达75%以上)相对低一些。
“磷酸铁锂+全钒液流”的混合储能模式,突破了单一技术的局限性,让二者的性能和效益实现最大化。
智能调节的“稳定器” 构网型储能“新”质突出
构网型独立储能技术像是给新乐手提供了一个“智能调节系统”,不仅能够独立运行,还能够主动控制自己的电压和频率,与电网中的其他设备协调一致。
新华乌什项目位列全国单体最大构网型独立储能项目,那什么是构网型储能?
李昌权介绍,构网型储能是允许分布式能源资源通过逆变器以一种自主和协调的方式形成局部电网。这种技术使得能源资源能够在没有传统中央电网的情况下独立运行,在需要时也能与主电网并网运行。
通俗理解,构网技术像是给新乐手提供了一个“智能调节系统”。这一系统能够让太阳能和风能等可再生能源发电系统像传统的同步发电机一样,不仅能够独立运行,还能够主动控制自己的“节奏”(电压)和“音调”(频率),与电网中的其他设备协调一致。如此一来,即使在天气变化或者发电设备输出不稳定的情况下,电网也能够保持稳定,就像一个和谐的交响乐团一样。
“在新疆阿克苏建设构网型独立储能项目,主要考虑到目前新疆的新能源装机容量大,导致能源消纳和电网运行的管控压力不断增大。正因为电网有平衡功率的需求,我们决定从跟网型储能转变为构网型储能,更好地服务电力系统,助力电网提升运行效率。”李昌权说,“构网型储能主要是为了改善电网,平衡电网,对电网构架形成了有力支撑,是改善电网安全稳定运行的一种措施。”
伴随新能源高渗透率,电力系统稳定性问题逐渐暴露,构网型储能技术应运而生。2022年,“构网型”一词首次出现在文件之中。2023年10月,“构网型储能”概念在《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》中初次被提及。时至2024年,国家能源局对构网型储能的重视进一步提升。在多份文件中,国家能源局反复提及构网型技术,并明确在典型场景中加以应用。被寄予厚望的构网型储能,或有效解决新能源与电网之间的矛盾。
截至2024年12月31日,新疆新能源累计装机规模达到1.048亿千瓦,成为全国西北地区首个新能源装机过亿千瓦省份。2024年以来,新疆对构网型储能需求显著提升。公开信息显示,在全国构网型储能项目中,新疆一地占比已超过全国整体的50%。而打造50万千瓦/200万千瓦时如此大规模的构网型储能项目,不仅在新疆,在全国也尚属首次。
“近几年,受限于风力、光照等天气因素,风电、光伏等新能源的波动性对电网架构造成冲击,衍生了可达毫米级响应速度的电化学储能项目、抽水蓄能。”李昌权表示,“应看到,配储属于电源侧,独立性构网型储能项目属于电网侧,主要用于调节电网。新华乌什项目属于独立性构网型储能项目,由新疆维吾尔自治区、国网新疆公司、自治区发改委牵头,纳入新型电网构架中,是新型电网的组成部分。”
探索盈利路径 “绿色充电宝”潜能仍待挖掘
构网型储能技术可以弥补单一技术不足,在新能源上网消纳和电网稳定性问题上优势正逐步凸显,追求更佳经济性等优势,逐渐被市场认可,未来5年在全球有望达到20%的渗透率。
目前,混合储能技术可以弥补单一技术不足,追求更佳经济性等优势,逐渐被市场认可。数据显示,2024年以来,在政策助力,项目示范等因素助推下,混合储能的应用明显提速。2024年1-10月,全国共10个混合储能项目新增装机,总规模达1.4吉瓦/4.6吉瓦时,容量占比7.92%,平均时长3.28小时,总投资超67亿元,主要为“磷酸铁锂+”模式,即磷酸铁锂+液流电池、磷酸铁锂+钠离子电池、磷酸铁锂+飞轮储能、磷酸铁锂+超级电容器、磷酸铁锂+钛酸锂电池等。
示范建设项目中,“磷酸铁锂+全钒液流电池”的混合储能站建设项目最多,锂电池+铁铬液流电池、锌溴液流电池+磷酸铁锂储能也加速进入示范阶段。
对于构网型储能如何盈利的问题,李昌权坦言:“项目盈利与后期电网调度有很大关系。如果一天调度两次,就能实现两充两放,而充放电次数完全取决于电网调度。
记者获悉,新华乌什项目一旦并网发电,将主要通过以下三种方式盈利:第一,参与电力中长期交易或现货交易。在电网用电高峰时放电,在电网用电低谷时充电,简而言之为“挣差价”。第二,参与电网辅助调峰调频时,获得电网补贴。目前,补贴将持续5年左右,逐年递减。第三,通过容量租赁,获取租赁费。
“对于容量租赁,因为尚没有价格标准,我们还在摸着石头过河。”李昌权说,“目前已经签订了两个项目的租赁协议,分别为风电、光伏项目。”
来自GGII(高工产业研究院)的预测显示,构网型储能未来5年在全球有望达到20%的渗透率。在中国,随着政策支持和电力系统改造的刚需,构网型储能市场的渗透率有望加速提升。预计2025年中国构网型储能出货量将增加到7吉瓦,2030年有望达到30吉瓦,2024年至2030年复合增长率达56%。在新能源上网消纳和电网稳定性问题上,构网型储能优势正逐步凸显。
值得一提的是,新华乌什项目建成后,年均交易电量将达到5.16亿度,实现年总产值约4亿元。届时,项目将有效降低全疆新能源弃电率、解决阿克苏电网调峰调频困难和电压支撑能力不足等问题,成为全国规模最大的“绿色充电宝”。同时,乌什全县新能源装机规模也将位列南疆前列、地区县(市)首位,为开辟疆电外送出口新通道奠定坚实基础。
“在不久的将来,我们还会把新华乌什项目打造成无人值班、无人值守的样板工程。”李昌权透露。
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