在能源革命的驱动下,可再生能源开发利用力度持续加大,接入电网的比例和在终端能源消费的占比将不断提高。根据国际能源署的研究,为满足新能源消纳需求,预测美国、欧洲、我国和印度到2050年将要新增310GW并网电力储存能力,为此至少需投资3800亿美元。
麦肯锡的研究则将磷酸铁锂离子电池储能列为到2025年将出现颠覆性用途、对经济发生显著影响的技术,预测市场价值将达0.1万亿~0.6万亿美元。世界许多国际组织和国家把发展储能作为缓解能源供应矛盾、应对气候变化的重要措施,并制定了发展战略,提出了2030年、2050年明确的发展目标和相应的激励政策。
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研究表明，目前最便宜的储能机制是与水力发电相结合的抽水蓄能。水源通过备用能源泵送到更高的海拔储水池，然后在要的时候释放水的重力势能。但是，随着时间的推移，抽水蓄能的成本不会降低，而磷酸铁锂离子电池的成本却会不断下降。这使得后者将成为2030年之后，大多数应用的最佳选择。
磷酸铁锂离子电池成本最近几年很快下降，时间单位已经不以年计，而以季度计算。2015年磷酸铁锂离子电池的成本还在350美元/kWh(千瓦时)，但是到了2018年的上半年，动力锂电池系统的销售价格已经下降到150美元/kWh以下，储能系统的价格已经下降到220美元/kWh以下。2018年底，动力锂电池的销售价格可能下降至130美元/kWh，储能系统的成本下降至200美元/kWh以下。
1.储能应用需求
从国内外储能产业发展分析来看,磷酸铁锂离子电池储能在电力供给侧、用户侧及电网运行调度管理和微电网运行控制等方面的应用逐年快速上升。
磷酸铁锂离子电池储能在电网的应用,可靠安全性是必要前提。在用户侧应用中,免维护特性也是一个必要条件。关于以提高资源利用率和运行效益为目标的能量型应用,如提高可再生能源利用率、调峰、调频、需求侧响应等,应用储能电池的经济性是其可行性的决定因素。
关于频繁启动和快速响应的功率型应用,如在可再生能源接入相关的爬坡控制、电压支持及微网无缝切换控制等,储能磷酸铁锂离子电池的快速响应能力和浅充浅放条件下的循环寿命是要重点关注的技术特点。
在分布式系统能量管理和微电网运行控制的应用中,储能磷酸铁锂离子电池系统不仅参与电压和频率的调节,还参与系统稳定、供需平衡和协调优化,储能选型要在技术要求和经济性之间进行权衡。必要时,为降低成本、便于控制,可选择2种及以上的储能分别满足不同的应用需求。
2.关键技术的实现路径
在磷酸铁锂离子电池储能系统应用基础理论方面,研究广域布局的储能系统与常规电源、新能源发电的协同调度方法;掌握多个百MW级储能在新能源发-输-配各环节中的规划布局方法;研究新型技术与供电商业模式下储能的选型配置方法和经济性;
分布式储能系统的汇聚效应及在虚拟电厂中的运行模式和管理策略。研究储能技术实现市场化应用的政策和制度需求,包括促进储能发展的电价机制、准入制度及电力市场机制;研究多种类电力市场交易下储能与其他能源的协调运作机制。
可以预见未来的城市能源系统，可能将以光伏+电动汽车+储能为主导，而磷酸铁锂离子电池将发挥关键性用途，锂离子电池储能有望迎来爆发式的上升。
