中國儲能網(wǎng)訊：隨著風光新能源裝機占比的提升，新能源“三性”（隨機性、間歇性、波動性）對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的沖擊成為世界各國不得不面對的難題。
中國2023年VRE（可變可再生能源）占比是15.8%，這一數(shù)據(jù)在2030年可能達到25.4%甚至更高。根據(jù)國際能源署關(guān)于VRE占比的六個階段劃分，中國VRE滲透率正處于第三階段（10%~30%），必須得有儲能來進行配合新能源消納，需求側(cè)管理也是重要的組成，在這一階段，電力系統(tǒng)凈負荷曲線會呈現(xiàn)出“鴨子曲線”的形狀。
丹麥、愛爾蘭、德國等少數(shù)國家VRE占比已處于第四階段（30%～50%），在高VRE發(fā)電量下，供電的魯棒性遇到挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)凈負荷曲線由“鴨子曲線”變化為“峽谷曲線”?！皪{谷曲線”會帶來長時間的盈虧，如果沒有長時儲能，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建將十分困難。
國際長時儲能委員會和麥肯錫此前的一份合作評估則顯示，預(yù)期到2030年時長8小時的儲能在功率上占比30%，容量上占比50%，24小時以上的儲能將在2030年以后迅速得到提升。
總體而言，世界各國新能源裝機占比越來越高，電力系統(tǒng)對大規(guī)模長時儲能的需求也越來越迫切。
長時儲能技術(shù)亟待發(fā)展
協(xié)鑫集團董事長朱共山此前提到，現(xiàn)有的儲能技術(shù)尤其是長時儲能技術(shù)仍然不足，嚴重影響新能源產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，中國新型儲能的平均儲能時長僅為2.2小時，短時儲能無法單獨應(yīng)對電網(wǎng)穩(wěn)定和電力需求波動的挑戰(zhàn)。
長時儲能技術(shù)涵蓋范圍很廣，包括物理儲能（抽水蓄能、重力儲能、壓縮空氣儲能）和電化學(xué)儲能（氫儲能、液流電池、熔鹽儲能）。其中物理儲能具備壽命與成本優(yōu)勢，電化學(xué)儲能具備電能轉(zhuǎn)換效率高和建設(shè)周期短的優(yōu)勢。
不過，很多時候產(chǎn)業(yè)界討論長時儲能技術(shù)時并不將傳統(tǒng)的抽水蓄能考慮在內(nèi)，因為抽水蓄能受到資源有限、建設(shè)周期長、投資成本高、場景需求高等限制，無法滿足電力系統(tǒng)對長時儲能的需求。
另一項較為成熟儲能技術(shù)路線鋰離子電池，由于其儲能時長較短，也時常被排除在受政策扶持的長時儲能技術(shù)之列。如今年9月5日，美國能源部清潔能源示范辦公室就開放了1億美元的聯(lián)邦資金申請，支持非鋰電池技術(shù)、10小時以上放電系統(tǒng)和固定儲能應(yīng)用的試點規(guī)模的儲能示范項目，旨在推動非鋰長時儲能（LDES）技術(shù)的成熟度，推進其商業(yè)化進程以及大規(guī)模應(yīng)用，以滿足電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性需求的增長。
當前，產(chǎn)業(yè)界較為看好的長時儲能技術(shù)是液流電池、壓縮空氣儲能以及氫儲能，不過這些技術(shù)也都處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段，技術(shù)尚未完全成熟，初始投資成本較高，有待進一步降本提效。
美國長時儲能搶占鰲頭
長時儲能一般從VRE高、調(diào)節(jié)性資源單一地區(qū)優(yōu)先開始布局。從實際應(yīng)用來看，全球儲能市場長時趨勢明顯，但不同地區(qū)發(fā)展階段亦不相同，美國平均儲能時長為3.3h，中國平均儲能時長為2.1h，歐洲及亞非拉新興市場國家平均儲能時長為2h。
中國長時儲能剛剛起步，尚未形成商業(yè)模式。據(jù)高工產(chǎn)研（GGII）數(shù)據(jù)顯示，截止2023年底，國內(nèi)已建成投運新型儲能項目平均儲能時長2.1小時。隨著可再生能源占比提升，電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力增大，配儲由鼓勵引導(dǎo)發(fā)展為并網(wǎng)標配，比例從10%~20%逐步上升至15%~30%，配儲時長也從1-2小時提升至4-5小時。2023年以來，河北、西藏、內(nèi)蒙古、上海、新疆等10余省更是明確提出配置4小時以上長時儲能，推動4小時以上儲能技術(shù)實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。
現(xiàn)階段美國加州是全球唯一連續(xù)3年（即將4年）大規(guī)模采用長時儲能（≥4H）的地區(qū)。8月26日，美國加州公用事業(yè)委員會CPUC就曾表示，加州將征集高達2GW的長時儲能資源,作為2031年至2037年期間部署10.6GW新興清潔能源技術(shù)集中采購的一部分。他們要求其中1GW為多日/周持續(xù)時間儲能（36~160h），另外1GW為日間長持續(xù)時間儲能（12~36h）。
美國市場也孕育了一批長時儲能領(lǐng)域的初創(chuàng)公司，其中Form Energy日前就宣布已經(jīng)完成了4.05億美元的F輪融資。Form Energy致力于將一種專有的鐵-空氣電池技術(shù)商業(yè)化，已開發(fā)了一種旨在經(jīng)濟高效地提供100小時持續(xù)時間的儲能的電池技術(shù)。
歐洲方面，中國能源研究會常務(wù)理事李俊峰日前曾指出，歐洲可再生能源發(fā)電占比已經(jīng)達到了相當?shù)臄?shù)量級，突破50%大關(guān)，被業(yè)內(nèi)人士稱之為“狼已經(jīng)來了”，其中德國風光發(fā)電占比超過50%，西班牙超過50%，丹麥超過了70%。這些國家似乎沒有配置太多的儲能，但也解決了問題，他們的燃煤發(fā)電利用小時數(shù)低于1500，中國還是超過4500。這里面很多不是技術(shù)問題，而是機制、成本的問題。
長時儲能面臨的六大難點
現(xiàn)階段，長時儲能發(fā)展仍然收到外部運行環(huán)境和機制（電力系統(tǒng)和商業(yè)模式）方面的制約，內(nèi)部產(chǎn)業(yè)和技術(shù)也有待進一步提升，且前者為當前階段的主要影響因素。
高工儲能產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）調(diào)研顯示，在外部運行環(huán)境和機制方面，長時儲能面臨的挑戰(zhàn)可細分為三個方面：一是市場的規(guī)則、商業(yè)化的機制方面，對長時儲能運營的相關(guān)制度制定、市場機制等有待補充，且2h的鋰電儲能、以及兩部制前的抽蓄相關(guān)制度和機制都尚未完全打通，更何況4h及以上長時儲能。
二是光伏與長時儲能的耦合關(guān)系：長時儲能只有與光伏深度耦合才能體現(xiàn)最大的價值，現(xiàn)有規(guī)則下（包括CAISO市場）單一資產(chǎn)的收益&成本拼不過組合資產(chǎn)PV&S。
三是與抽蓄的競合關(guān)系：截至2023年底，中國抽蓄累計裝機51.4GW，2030年規(guī)劃120GW；老玩家已早早就位，新玩家需立足補充占位和差異化競爭。
在產(chǎn)業(yè)和技術(shù)方面，長時儲能面臨的挑戰(zhàn)也可分為三個方面：一是產(chǎn)品全壽命周期性能方面，從全壽命周期角度，效率、壽命、溫控等均有待提升，產(chǎn)品設(shè)計和制造應(yīng)圍繞長時間性能穩(wěn)定和保障。
二是價格與成本方面，液流、壓縮空氣、氫儲能等長時儲能技術(shù)路線面臨著初期投資高成本、運維成本高等難點，降本增效仍然是產(chǎn)業(yè)鏈參與者。
三是產(chǎn)業(yè)鏈完備方面：液流電池、壓縮空氣、氫儲能等長時儲能技術(shù)路線仍需持續(xù)推進生產(chǎn)和材料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)化，相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化配套也亟待完善。
