储能应用

李建林:储能学科建设是储能产业健康发展的基石

2020-04-17 11:31:54 华东储能领跑者联盟 作者:Daisy

储能学科建设是储能产业健康发展的基石。”

——李建林

做到极致即为匠,储能行业包含了科学研究、项目落地、政策推动等多个方面,无论在哪个领域,可以深耕,贡献出自己的一份力量,再者可以熟悉行业从上至下全过程,推动行业发展,便是李建林心中储能匠人真正的含义。

李建林,教授,博导,储能技术研究院院长,北京先进碳材料促进会储能专委会主任、华东储能领跑者联盟副理事长。从事储能技术研究10余年,先后承担储能领域国家项目多项,国家863项目3项,国家自然基金项目3项,国家电网公司储能重大专项10余项。国内6家顶级EI期刊编委,先后组织储能专刊10余次,策划储能技术系列丛书,共计10册,作为重要参与者,设计了储能百家讲坛,储能百名匠人活动,具有较大的社会影响力。

05年踏足风电、光伏领域,李建林便和储能结下了不解之缘。在中科院任职期间凭借“风电+储能”研究取得中科院电工研究所所长基金、07年借助储能提升风电低电压穿越,获得国家自然科技基金,参与早期张北风光储示范工程、可谓见证了中国储能发展历程。

1储能加持,相得益彰

储能在发输配用环节均有明显的作用。首先在发电环节,储能与新能源的结合得到广泛的应用与认可,储能也作为一个有益的补充与火电配合,提升电网调频调峰能力,一些多能互补基地、大型国家计划中也可以看见其身影;输电环节方面,在江苏、河南、湖南这样的输电受端,借助储能提升特高压线路送出能力,在突发情况下可给局域电网提供支撑,提升电网紧急事故响应能力,甚至某些地区借助储能已经可以实现跨区域电网互调;在配用电环节,像江苏、上海、北京高峰谷价差地区,储能可达到收支平衡,催生用户自发搭建储能,尤其在有需求响应的地区,储能的作用就更为突出,但初期用户自建的储能系统布点与容量不可控,如若发挥储能的汇聚效应,同时充放电,储能将发挥更大的作用。

2革故鼎新,方得久远

电池技术中,锂电池、液流电池、铅碳和一些新型技术是较为看好的几个方向。李建林认为锂电池依旧是主流技术,从3C到电动汽车到大规模电网应用,几个产业可互相培育迭代。从正负极材料、隔膜到生产线组装,锂电池拥有相对完整的产业链,抗市场风险和政策波动能力强,成本和循环寿命也在朝着有利方向发展,是实现光伏、风电平价上网最成熟的技术手段;液流电池功率和容量可分别设计,具备一定的规模效益,寿命更长、安全可靠性更高,随着技术进步,它的效率和占地面积也在逐步得到改善;新型技术类似石墨烯,可作为对现有体系的改良技术,在锂电池正负极材料、液流电池、铅碳电池掺杂石墨烯原料,可大幅减小内阻,提升性能,促进主流电池发展态势。

3资源共享,滋润万物

采访中,李建林多次谈到共享储能,“共享储能”指的是通过电网,将电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源整合,由电网进行统一协调。2019年12月26日,国内首个市场化运营电网侧共享储能电站——美满共享储能电站在青海省格尔木市正式开工建设,电站容量32MW/64MWh,计划2020年7月正式投运。国网青海省电力公司徐有蕊曾表示,未来会进一步丰富储能市场化交易品种,深化基于区块链技术的储能电站与电网协同调度控制研究,突破GW级储能电站协同控制技术,支撑GW级储能电站建成。对于未来的GW级储能电站,随着青海海西州、海南州百MW级、GW级以及数GW级储能电站的规划设计、先继投运。李建林给出了下述几点建议:

1. 青海属于高海拔地区,考虑到工期、现场安装、调试等综合因素,适应恶劣气候、抗风沙、免维护、微功耗的移动式方舱储能系统是首选;

2. 电池类型宜以磷酸铁锂为主,兼以适当比例的液流电池、退役电池梯级利用等多元选择,以便验证多种技术路线可行性,不同电池之间的优势互补;

3. 储能容量配置时长不应低于2h,便于与当地光伏电站的出力曲线相匹配,最大限度减少弃光,满足西北电网调峰最小需求;

4. 安全可靠运行、少人无人值守是储能电站的基本保障,应采用智能控制技术,对电池系统进行故障预警,实现远程自动维护;

5. 储能电站规划选址应依据当地电网的具体情况,宜以百MW级为单元,考虑多点接入,并且不同电站之间在调度、控制时应统筹考虑;

6. 储能电站的运行应结合电池自身健康状态和当地光伏电站运行情况,一天以“二充二放”为宜,至少做到“二充一放”。

共享储能源于青海,借助区块链、大数据技术成为通用模式。它的发展应该是潜移默化的,像微信、支付宝,需要大家互相信任、对等交易、去中心化。甚至在共享储能模式下,缺乏现金流的企业可将虚拟产品先行投入,产生的效益与投入资金进行对等交易,实现对冲。这种新型交易模式,使得投资变得更加灵活。

4星火燎原,大势所趋

李建林表示,2020年在青海、甘肃、宁夏等区域将建设若干个大规模可再生能源储能基地(含有共享储能理念),装机容量上GW,一年的装机容量将会超过以往的总和。另外在轨道交通领域,加装超级电容器,借助能量回馈的形式,使轨道交通运营成本得到大幅降低;在5G通讯基站中用锂电替换原有的铅酸电池,对电源进行有效的控制调度,更好地为铁塔公司服务,实现双赢;港口岸电上也可利用储能应对冲击负载,一个港口的容量可达到200MWh,而我国有数以百计这样的港口。最后在石油钻井、大数据超算中心等用电大户,储能也大有可为。

5任重道远,砥砺前行

从13年辽宁卧牛石的风电+储能到青海格尔木光伏+储能、山西火电与储能的配合再到江苏、湖南、河南几个百兆瓦级大型电网侧储能项目,储能经过数十年的实践证明了其价值与必要性,伴随着储能成本大幅下降和技术显著提升,大家对它的态度从开始的将信将疑到现在的一致认可。近期国家正在倡导泛在电力物联网,使发电环节与用电环节更好的匹配,储能也在慢慢走进人们的生活。2020年储能的应用范围变得更为广泛、投资主体更为多元。对于储能的未来憧憬,李建林寄语储能同行:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”

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