新華烏什構網型儲能項目全景圖。
■中國工業報記者 余娜
蛇年新春,天山南麓的阿克蘇地區銀裝素裹,年味正濃。家在重慶開州的新華(阿克蘇)能源投資有限公司總經理李昌權,又一次留在了新疆烏什。
茫茫戈壁灘上,粗砂、礫石遍布,一條條橫臥的干溝上,耐旱植物點綴其間,在呼嘯的寒風中不斷擺動。在零下十五攝氏度的嚴寒天氣中,新華烏什50萬千瓦/200萬千瓦時構網型儲能項目(以下簡稱“新華烏什項目”)建設現場依舊忙碌。目前,新華烏什項目正在進行全容量并網、轉換效率、功率因素、有功和無功等涉網試驗。
據了解,新華烏什項目地處新疆維吾爾自治區阿克蘇地區烏什縣阿合雅光伏園區,總占地456.84畝,總投資約41億元,預計2025年4月實現并網發電。屆時,將成為全國最大的混合型化學獨立儲能項目,全國最大的全釩液流構網型獨立儲能項目,以及全國單體最大的構網型獨立儲能項目。
據李昌權介紹,包括他在內的幾十名建設者今年春節期間堅守崗位,搶抓工期,在冰天雪地的戈壁荒灘深處,精心守護著建設工地。
“為保證項目平穩運行,春節期間有36位工作人員值守。項目建成后,將成為南疆地區重要的電力支撐點,對促進新能源消納、保障電網安全穩定運行、推動能源綠色低碳轉型具有重要意義。”李昌權向中國工業報記者表示。
自主制造的大“駱駝”領跑混合儲能新賽道
目前,中國自主研發的混合儲能技術取得了重大突破。新華烏什項目作為全球最大液流電池構網型儲能工程,創新采用“磷酸鐵鋰+全釩液流”混合模式,兼具高安全性與經濟性,為新能源大規模商用開辟新路徑。
當清晨的第一縷陽光慢慢透過云層,無邊無際的荒漠戈壁霎時間亮了起來。
跟隨李昌權的腳步,記者走進全釩液流儲能區,一排排白色的儲能柜整齊劃一,企業簡介、企業文化展示、“工地安全漫畫”等“十牌兩圖”、警示標語,時刻提醒施工作業人員牢記安全作業,嚴格遵守紅線意識。
李昌權介紹,全釩液流儲能區內,下方稍大一點的集裝箱,裝的是電解液,相當于駱駝的身體。上方的兩個小集裝箱,類似于駱駝的駝峰,分別裝的是冷卻系統及功率柜。一個個全釩液流電池柜,遠遠看去,就像一匹匹駱駝。
“全釩液流電池的工作原理跟我們平時開的汽車類似,如發動機與油箱的關系。電解液好比油箱,功率柜類似于發動機。電解液存儲倉、功率倉,讓全釩液流電池具備了高容量和高功率的特點。”李昌權說,“新華烏什項目建成投產后,全站每充電一次,可以存儲200萬度電,相當于30萬戶家庭一整天的用電量,是當之無愧的大‘駱駝’”。
同時,這只大“駱駝”還是妥妥的國產造。
據大連融科儲能技術發展有限公司項目負責人劉勝奇介紹,該公司承攬了新華烏什項目的全釩液流電池供貨、安裝、調試工作,所投入的是該公司自主研發的TPOWER新能源產品,承擔全釩液流電池裝機規模為17.5萬千瓦/70萬千瓦時。
“目前,伴隨烏什儲能電站進行每日兩充兩放的運行,并網側可以提供約67%-68%的能量轉換效率。對比其他儲能電池,全釩液流電池在同等條件下的運行狀態更穩定,安全性能更高。同時,擁有25年壽命期,可有效降低全生命周期度電成本。”劉勝奇表示。
全釩液流電池由于電解液和功率倉分離,可以通過添加恢復劑將電池恢復到初始狀態,從而達到循環使用的目標,是傳統電池不具備的優勢。新華烏什項目中全釩液流電池的應用,為我國全釩液流電池大規模的商用推廣,邁出了重大一步。
值得一提的是,新華烏什項目不僅是大連融科第一個構網型儲能產品,也是到目前為止全國落成且應用的最大液流電池構網型儲能項目。
據介紹,新華烏什項目總裝機50萬千瓦/200萬千瓦時,其中包括磷酸鐵鋰儲能25萬千瓦/100萬千瓦時、全釩液流儲能25萬千瓦/100萬千瓦時,配套建設1座220千瓦升壓匯集站以及生活區,是國內規模最大的磷酸鐵鋰與全釩液流混合型儲能項目。
李昌權介紹,磷酸鐵鋰響應速度較快,轉化效率相對較高,缺點是溫度較高時有燃爆的潛在風險。在新華烏什項目中,采用的是比亞迪的刀片電池,散熱較好,轉化效率能達90%以上。全釩液流則是一種新業態,造價相對高一些,具有穩定、安全、可靠、壽命長的優點。缺點是響應速度慢一些、轉化效率(能達75%以上)相對低一些。
“磷酸鐵鋰+全釩液流”的混合儲能模式,突破了單一技術的局限性,讓二者的性能和效益實現最大化。
智能調節的“穩定器”構網型儲能“新”質突出
構網型獨立儲能技術像是給新樂手提供了一個“智能調節系統”,不僅能夠獨立運行,還能夠主動控制自己的電壓和頻率,與電網中的其他設備協調一致。
新華烏什項目位列全國單體最大構網型獨立儲能項目,那什么是構網型儲能?
李昌權介紹,構網型儲能是允許分布式能源資源通過逆變器以一種自主和協調的方式形成局部電網。這種技術使得能源資源能夠在沒有傳統中央電網的情況下獨立運行,在需要時也能與主電網并網運行。
通俗理解,構網技術像是給新樂手提供了一個“智能調節系統”。這一系統能夠讓太陽能和風能等可再生能源發電系統像傳統的同步發電機一樣,不僅能夠獨立運行,還能夠主動控制自己的“節奏”(電壓)和“音調”(頻率),與電網中的其他設備協調一致。如此一來,即使在天氣變化或者發電設備輸出不穩定的情況下,電網也能夠保持穩定,就像一個和諧的交響樂團一樣。
“在新疆阿克蘇建設構網型獨立儲能項目,主要考慮到目前新疆的新能源裝機容量大,導致能源消納和電網運行的管控壓力不斷增大。正因為電網有平衡功率的需求,我們決定從跟網型儲能轉變為構網型儲能,更好地服務電力系統,助力電網提升運行效率。”李昌權說,“構網型儲能主要是為了改善電網,平衡電網,對電網構架形成了有力支撐,是改善電網安全穩定運行的一種措施。”
伴隨新能源高滲透率,電力系統穩定性問題逐漸暴露,構網型儲能技術應運而生。2022年,“構網型”一詞首次出現在文件之中。2023年10月,“構網型儲能”概念在《關于組織開展可再生能源發展試點示范的通知》中初次被提及。時至2024年,國家能源局對構網型儲能的重視進一步提升。在多份文件中,國家能源局反復提及構網型技術,并明確在典型場景中加以應用。被寄予厚望的構網型儲能,或有效解決新能源與電網之間的矛盾。
截至2024年12月31日,新疆新能源累計裝機規模達到1.048億千瓦,成為全國西北地區首個新能源裝機過億千瓦省份。2024年以來,新疆對構網型儲能需求顯著提升。公開信息顯示,在全國構網型儲能項目中,新疆一地占比已超過全國整體的50%。而打造50萬千瓦/200萬千瓦時如此大規模的構網型儲能項目,不僅在新疆,在全國也尚屬首次。
“近幾年,受限于風力、光照等天氣因素,風電、光伏等新能源的波動性對電網架構造成沖擊,衍生了可達毫米級響應速度的電化學儲能項目、抽水蓄能。”李昌權表示,“應看到,配儲屬于電源側,獨立性構網型儲能項目屬于電網側,主要用于調節電網。新華烏什項目屬于獨立性構網型儲能項目,由新疆維吾爾自治區、國網新疆公司、自治區發改委牽頭,納入新型電網構架中,是新型電網的組成部分。”
探索盈利路徑“綠色充電寶”潛能仍待挖掘
構網型儲能技術可以彌補單一技術不足,在新能源上網消納和電網穩定性問題上優勢正逐步凸顯,追求更佳經濟性等優勢,逐漸被市場認可,未來5年在全球有望達到20%的滲透率。
目前,混合儲能技術可以彌補單一技術不足,追求更佳經濟性等優勢,逐漸被市場認可。數據顯示,2024年以來,在政策助力,項目示范等因素助推下,混合儲能的應用明顯提速。2024年1-10月,全國共10個混合儲能項目新增裝機,總規模達1.4吉瓦/4.6吉瓦時,容量占比7.92%,平均時長3.28小時,總投資超67億元,主要為“磷酸鐵鋰+”模式,即磷酸鐵鋰+液流電池、磷酸鐵鋰+鈉離子電池、磷酸鐵鋰+飛輪儲能、磷酸鐵鋰+超級電容器、磷酸鐵鋰+鈦酸鋰電池等。
示范建設項目中,“磷酸鐵鋰+全釩液流電池”的混合儲能站建設項目最多,鋰電池+鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池+磷酸鐵鋰儲能也加速進入示范階段。
對于構網型儲能如何盈利的問題,李昌權坦言:“項目盈利與后期電網調度有很大關系。如果一天調度兩次,就能實現兩充兩放,而充放電次數完全取決于電網調度。
記者獲悉,新華烏什項目一旦并網發電,將主要通過以下三種方式盈利:第一,參與電力中長期交易或現貨交易。在電網用電高峰時放電,在電網用電低谷時充電,簡而言之為“掙差價”。第二,參與電網輔助調峰調頻時,獲得電網補貼。目前,補貼將持續5年左右,逐年遞減。第三,通過容量租賃,獲取租賃費。
“對于容量租賃,因為尚沒有價格標準,我們還在摸著石頭過河。”李昌權說,“目前已經簽訂了兩個項目的租賃協議,分別為風電、光伏項目。”
來自GGII(高工產業研究院)的預測顯示,構網型儲能未來5年在全球有望達到20%的滲透率。在中國,隨著政策支持和電力系統改造的剛需,構網型儲能市場的滲透率有望加速提升。預計2025年中國構網型儲能出貨量將增加到7吉瓦,2030年有望達到30吉瓦,2024年至2030年復合增長率達56%。在新能源上網消納和電網穩定性問題上,構網型儲能優勢正逐步凸顯。
值得一提的是,新華烏什項目建成后,年均交易電量將達到5.16億度,實現年總產值約4億元。屆時,項目將有效降低全疆新能源棄電率、解決阿克蘇電網調峰調頻困難和電壓支撐能力不足等問題,成為全國規模最大的“綠色充電寶”。同時,烏什全縣新能源裝機規模也將位列南疆前列、地區縣(市)首位,為開辟疆電外送出口新通道奠定堅實基礎。
“在不久的將來,我們還會把新華烏什項目打造成無人值班、無人值守的樣板工程。”李昌權透露。
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