中國儲能網(wǎng)訊：長時儲能已經(jīng)在歐美多國獲得資金和政策支持。
2022年11月，美國能源部宣布，將為長時儲能項目提供至少3.5億美元的資金支持，充放電循環(huán)時長在10小時以上的零碳且低成本的長時儲能技術(shù)有望獲得資助。歐盟委員會也在2023年開年發(fā)布聲明稱，將為78個具有潛力的初創(chuàng)公司提供高達4.7億歐元的資金支持，包括了長時儲能初創(chuàng)公司。
我國長時儲能市場規(guī)模同樣在快速增長，以壓縮空氣儲能、液流儲能技術(shù)為基礎(chǔ)的儲能電站規(guī)模均已達到了百兆瓦級別。2022年10月，首個國家級大型化學儲能示范項目——液流電池儲能調(diào)峰電站在大連市正式并網(wǎng)發(fā)電。同年，世界單機規(guī)模最大的新型壓縮空氣儲能電站在張家口并網(wǎng)發(fā)電。
儲能技術(shù)主要分為物理儲能、電化學儲能、熱儲能和化學儲能等。當前全球應用最為普遍的抽水蓄能技術(shù)就屬于物理儲能。但由于工程選址難度高、建設周期長等，僅靠抽水蓄能難以適應可再生能源電力調(diào)峰需求。
電化學儲能是近年來全球增速最快的新型儲能技術(shù)。
高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2022年中國儲能鋰電池出貨量達130GWh，同比增速達170%。新能源汽車的爆發(fā)式增長帶動了鋰離子電池技術(shù)的快速進步，而儲能需求爆發(fā)加速了產(chǎn)業(yè)裂變。
相較動力領(lǐng)域，儲能設備在電力系統(tǒng)中的運行情況更為復雜。比如，在以太陽能為主的供電系統(tǒng)中，如果儲能電站只能持續(xù)短時放電，那么用戶在后半夜仍面臨停電風險；若是遭遇連續(xù)無風的陰雨天，儲能電站就會面臨更嚴峻的長時供電壓力。
在當前交通電動化背景下，僅僅依靠鋰電池技術(shù)難以滿足未來電力系統(tǒng)對大容量、長周期儲能的需要。液流電池、熱儲能技術(shù)、壓縮空氣、氫氨儲能等在“長時儲能”方面潛力巨大，海內(nèi)外對此都有較多關(guān)注。
美國能源部于2021年公布了“長時儲能攻關(guān)”計劃，目標在10年內(nèi)將時長超過10小時的儲能系統(tǒng)成本降低90%以上。丹麥、德國等歐洲國家在跨季節(jié)儲熱領(lǐng)域也有長期布局。
國家發(fā)展改革委、國家能源局2022年3月印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》也提出要推動多時間尺度新型儲能技術(shù)試點示范，重點試點示范壓縮空氣、液流電池、高效儲熱等長時儲能技術(shù)。
綜合來看， “長時儲能”將在2023年進一步升溫。
液流電池
液流電池一直被認為是具有前途的長時儲能技術(shù)，同時有好幾個液流方案在電化學儲能賽道上和鋰電池并駕齊驅(qū)。
經(jīng)過在國外幾十年長足發(fā)展，液流電池技術(shù)全面開花。根據(jù)電解液溶液的不同，涌現(xiàn)出了全釩、鋅鐵、鋅溴、全鐵等多種細分流派，展現(xiàn)了儲能領(lǐng)域百家爭鳴的景象。 目前受關(guān)注的液流電池有鋅電池、釩電池等。
全釩液流電池是目前技術(shù)成熟度最高的液流電池技術(shù)，具有能量效率高、循環(huán)壽命長、功率密度高等特點，適用于大中型儲能場景。然而，對于全釩液流電池來說，釩電解液成本約占據(jù)電池成本的60%，大大提高了初始投資門檻。相比之下，鋅基液流電池由于其低成本的電解液受到越來越多的關(guān)注。
海外，Zinc8, Primus, Invinity 等歐美電池創(chuàng)業(yè)公司主攻的是鋅液流電池；ESS公司、Avalon公司、日本住友電工等主攻釩液流電池。國內(nèi)，緯景儲能等主攻鋅液流電池；上海電氣、大連融科、湖南銀鋒等主攻釩液流電池。
空氣壓縮
空氣壓縮儲能技術(shù)分為地下壓縮空氣儲能技術(shù)和液態(tài)空氣儲能技術(shù)。
地下空氣壓縮是將地下空間作為巨型儲存罐，使用多余的電能將壓縮空氣泵入地下空間，在需要時釋放壓縮空氣可使發(fā)電設施重新發(fā)電。
根據(jù)現(xiàn)階段地面系統(tǒng)的壓力參數(shù)，鹽穴壓縮空氣儲能能一般埋深在500-1100m，在有鹽穴的地方可以利用鹽穴，沒有鹽穴的地方依靠人工造穴，地質(zhì)限制小。
2022年有兩家鹽穴空氣壓縮工程進行并網(wǎng)發(fā)電階段。9月30日，江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目并網(wǎng)試驗成功，作為世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站并網(wǎng)試驗成功，標志著我國新型儲能技術(shù)的研發(fā)和應用取得重大進展。
同年10月8日，山東肥城鹽穴先進壓縮空氣儲能調(diào)峰電站一期10兆瓦(MW)示范電站順利通過驗收，并正式并網(wǎng)發(fā)電。這標志著國際首個鹽穴先進壓縮空氣儲能電站已進入正式商業(yè)運行狀態(tài)。
另外，在貴州畢節(jié)、河北張家口也有大規(guī)模空氣壓縮儲能項目已于2021并網(wǎng)發(fā)電。
此外，在海外有很多公司探索突破地域限制的地下空氣壓縮方案，加拿大儲能開發(fā)商Hydrostor公司采用了不同的方法：將壓縮空氣泵入現(xiàn)有的洞穴中(例如廢棄的礦井)，并用水保持恒定壓力，其目標是使壓縮空氣儲能技術(shù)擺脫受到地質(zhì)條件的限制，同時采用其他成熟行業(yè)的設備而將技術(shù)風險降至最低。
液態(tài)空氣儲能方面，將空氣壓縮并將其存儲在加壓的儲罐中，其空氣壓縮設備和發(fā)電機來自成熟行業(yè)已建立的供應鏈。這種創(chuàng)新的儲能技術(shù)可用于電網(wǎng)規(guī)模儲能系統(tǒng)。英國儲能開發(fā)商HighviewPower公司經(jīng)過15年的開發(fā)和改進，致力于將其開發(fā)的液態(tài)空氣儲能試點項目轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮蜕虡I(yè)儲能設施。
熱儲能
熱儲能技術(shù)以儲熱材料為媒介，將太陽能等以熱能的形式先儲存起來，在需要時釋放。
儲熱技術(shù)主要應用在供暖、熱水、冰蓄冷等低溫熱源的存儲和利用。近年來，隨著太陽能熱發(fā)電與工業(yè)余熱回收技術(shù)的發(fā)展與運用，中高溫儲熱的需求不斷增長。
目前我國光熱發(fā)電項目裝機容量已達到538兆瓦，儲熱介質(zhì)普遍選擇硝酸鹽材料，熔融狀態(tài)工作溫度范圍為290—560攝氏度，可實現(xiàn)高達10小時以上的儲能時長。
不久前，馬德里理工大學團隊設計的新型儲熱技術(shù)采用硅合金材料，在材料成本、儲熱溫度、儲能時長方面的優(yōu)勢獲得市場關(guān)注。
硅是地殼中第二豐富的元素，每噸硅砂的成本僅為30—50美元，為熔鹽材料的1/10。此外，硅砂顆粒的儲熱溫差比熔鹽高得多，工作溫度最高可達1000攝氏度以上，更高的工作溫度也有助于提升光熱發(fā)電系統(tǒng)的整體能效。
