究竟什么是储能?
在我理解,储能实质上就是一个“巨型充电宝”,理论上可以实现减少弃电,降低用电成本。在新型电力系统模式下,将风光资源丰富时段储存未利用的能量,在资源缺乏且用电高峰时段放出能量供电从而实现削峰填谷,这便是储能。其核心作用体现在调频,减少弃电和价差套利三个方面。
从定义上来看,是一个涉及能量转换与存储的复杂过程。它不仅仅是一个简单的技术或措施,而是一个循环过程,涵盖了能量的获取、转换、存储和释放等多个环节。
在广义上,储能涵盖了各种形式的能量存储,从基础燃料如煤、石油、天然气,到二次燃料如煤气、氢气,再到电力储能和储热等,都是储能的范畴。这些储能方式不仅涉及不同的能量形式,还涉及能量的转换和存储介质的选择。例如,基础燃料通常通过燃烧释放能量,而电力储能则可能涉及到电池、超级电容等设备的运用。
在狭义上,储能更侧重于利用化学或物理方法实现能量的存储与释放。例如,锂离子电池就是通过化学反应来存储和释放电能的;而抽水蓄能则是利用物理原理,通过水的势能来实现电能的存储与转换。这些技术和措施在电力系统中扮演着越来越重要的角色,有助于平衡电力供需,提高电力系统的稳定性和效率。
▲中城大有佛山三水区独立储能电站效果图。
项目总占地面积约32亩,为南网提供电力辅助,新能源储能配额租赁,电力现货交易等服务;解决佛山地区电网调峰需求,输电断面受限等问题;提升供电片区供电能力,提高系统运行的安全性和灵活性。
储能的重要性
储能技术在当今能源体系中扮演着至关重要的角色,其必要性体现在多个方面。
首先,储能是智能电网的不可或缺的一部分。随着可再生能源如风电、太阳能发电的大规模应用,其固有的间歇性和不稳定性给电网带来了巨大挑战。储能系统能够平滑这些波动,确保电力供应的稳定性和可靠性。同时,储能技术还有助于提高电网效率,减少或延缓电力建设的投资。通过削峰填谷,储能系统可以在电力需求高峰时释放电能,降低电网负荷,从而减少对新建发电和输电设施的需求。
其次,储能技术对于应对突发事故和保证电力系统安全运行具有重要意义。在自然灾害、设备故障等紧急情况下,储能系统可以迅速投入运行,提供临时电力供应,减少停电时间和范围,保障关键设施的正常运行。
再者,从电力需求的角度来看,中国虽然发电装机容量居世界首位,但人均用电量相对较低,且用电结构不合理,燃煤火力发电比例过高,导致环保压力巨大。随着未来电力需求的持续增长,储能技术将在平衡电力供需、优化用电结构方面发挥更大作用。
此外,新能源装机规模的扩大也给电力系统带来了新的挑战。预计到2035年,新能源将成为第一大电源,风、光装机规模将大幅增加。然而,新能源发电具有日最大功率波动大的特点,远远超出现有电源的调节能力。因此,重新构建调峰体系、提高新能源消纳能力成为当务之急。储能技术以其独特的调节能力,可以在新能源发电波动时提供有效的支撑。
在电力传输方面,储能技术同样具有重要作用。随着直流大容量馈入系统的增多,系统频率调节能力显著下降,频率稳定问题日益突出。储能技术作为一种有效的解决方案,可以提高系统的频率稳定性,保障电力传输的安全可靠。
国际上对于储能技术也形成了广泛共识。储能技术被认为是推动世界能源清洁化、电气化和高效化的核心技术之一,对于破解能源资源和环境约束、实现全球能源转型升级具有重要意义。同时,随着新能源接入与消纳比例的提高,构建高比例、泛在化、可广域协同的储能形态成为必然趋势。此外,为了实现清洁能源的可持续发展,需要借助低边界成本的储能技术来降低储能成本,提高其经济性。
综上所述,储能技术对于推动能源转型升级、提高电网效率和安全性、促进新能源大规模应用以及推动新能源汽车等产业发展具有重要意义。随着技术的不断进步和成本的降低,储能技术将在未来能源体系中发挥更加重要的作用。
储能的应用
储能技术作为能源领域的一项重要技术,其应用正在逐渐渗透到我们生活的方方面面。按照储存能量的形式,储能技术可以分为机械储能、化学储能、电磁储能、热储能和氢储能等,其中机械储能和化学储能是目前最为常见的两种形式。下面,将详细介绍储能技术的十大应用场景。
首先,5G基站与储能的结合是通信行业的一大创新。随着5G网络的普及和业务的扩展,对能源结构转型的需求日益迫切。将储能技术引入5G基站,实现通信储能的锂电化和智能化,不仅可以提高基站的供电可靠性,还能降低运营成本,推动能源结构的绿色转型。
其次,数据中心也是储能技术的重要应用领域。数据中心作为信息时代的核心基础设施,对供电可靠性有着极高的要求。通过引入储能系统,数据中心可以在电力供应不稳定时提供备用电源,防止数据丢失。同时,储能系统还可以通过削峰填谷、容量调配等方式,优化数据中心的电力运营,降低运营成本,实现低碳节能的目标。
在交通领域,城际轨道交通与飞轮储能的结合也展现出了巨大的潜力。城市轨道交通车站间距短,列车频繁启动和制动,制动过程中会产生大量能量。利用飞轮储能技术,可以高效地回收这些能量,实现能量的循环利用,降低轨道交通的能耗和运营成本。
光储充电站则是新能源领域的一个创新应用。通过将储能技术与光伏、充电桩等技术相结合,光储充电站可以解决光伏发电的冗余和并网问题,同时提供充电服务,推动新能源汽车的发展。这种应用模式不仅可以实现能源的高效利用,还能促进可再生能源与电动汽车产业的融合发展。
在工业园区领域,零碳智慧园区与储能的结合也有着广泛的应用前景。工业园区作为能源消耗的主要场所之一,对储能技术的需求巨大。通过引入储能系统,工业园区可以实现峰谷套利,降低用电成本,同时提高能源利用效率,推动园区的绿色转型。
医院作为生命服务的特殊场所,对电力供应的稳定性和可靠性有着极高的要求。因此,储能技术作为医院备用电源的应用也十分重要。通过引入储能系统,医院可以在电力供应中断时提供不间断的电力保障,确保手术室、病房等重要场所的正常运行,保障患者的生命安全。
石油勘探领域同样需要稳定可靠的电力供应。在野外作业中,试油气队通常依赖柴油发电机供电,但这种方式存在供电不连续、用电瓶颈等问题。引入储能系统可以解决这些问题,提高供电的可靠性和稳定性,降低作业成本。
微电网与储能的结合则是分布式能源系统的重要发展方向。微电网将发电机、负荷、储能装置等组合在一起,形成一个单一可控的单元,为用户提供电能和热能。通过引入储能系统,微电网可以实现能源的高效利用和优化调度,提高能源利用效率,降低环境污染。
在发电侧,新能源发电与储能的结合也是未来的发展趋势。随着新能源发电比例的增加,储能技术将在平衡电网负荷、提高新能源消纳能力等方面发挥重要作用。同时,共享储能等新型模式也将为新能源发电提供更多的发展机会。
▲中城大有泰州海陵独立储能电站,位于江苏省海陵区明星路和运河路交叉口东北角,总规模为 200MW/400MWh。建成投产后,将为江苏电网提供电力调峰、调频辅助、新能源储能配额租赁等服务,为海陵区负荷中心的供电可靠性提供重要的支持。
最后,电网侧储能也是储能技术的重要应用领域之一。通过接入输电网或配电网,电网侧储能可以参与电网的调节,实现调峰调频、缓解阻塞等功能。同时,电网侧储能还可以作为故障紧急备用电源,提高电网的安全性和可靠性。
综上所述,储能技术的应用场景十分广泛,涵盖了通信、数据中心、交通、新能源、工业园区、医院、石油勘探、微电网和电网等多个领域。随着技术的进步和应用场景的不断拓展,储能技术将在未来发挥更加重要的作用,推动能源结构的转型和可持续发展。
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作者:吴梦晗 胡静