再谈储能安全!分布式光伏配熔盐储能或是更好的选择

时间:2022-01-14 18:23来源:国家光热联盟
  太阳能光热联盟讯:日前,由枣庄市能源局、枣庄市行政审批局和枣庄供电公司联合印发《枣庄市分布式光伏开发建设规范》明确提出:“按照装机容量的15%—30%、时长2—4小时配置储能设施,或者租赁同等容量的共享储能设施”。
  国网枣庄供电公司发展部专责王坤表示:“储能是光伏产业发展的命脉,没有储能的光伏是没有未来的。分布式光伏配置储能为有序推进整县屋顶分布式光伏开发提供强力支撑,更为加快建设新型电力系统率先蹚出新路。”
  这是山东省首家出台的分布式光伏储能配置标准,意味着分布式光伏配置储能成为新趋势。据了解,目前,要求大型地面风光电站配置储能已成为各地的普遍做法,仅2021年,全国就有20多个省份发布了新能源配置储能的明确政策条款。
  正如王坤所言:“一方面,快速崛起的分布式光伏发电为枣庄城市转型带来发展契机;另一方面,受光伏发电随机性、波动性、间歇性等特点影响,高比例新能源并网将导致发电波动大幅增加,挑战大电网安全运行,是推进以新能源为主体的新型电力系统建设必须解决的崭新课题。”因此,在“双碳”国家战略驱动下风光发电要大发展,配套调峰电源外,电站自配储能或许也是直接有效的解决办法。
  【强制要求分布式光伏配置储能能否行得通,其安全性如何呢?】
  与大型风光基地一般建在无人的野外及荒漠地区不同,分布式光伏项目大都位于建筑屋顶和工商业园区等区域,周边不仅人口密集,更有众多公私财产和生产型资产,其安全性问题无疑需首要考量。
  而储能电站的安全性,恰恰正是当下最热门的话题之一。
  据媒体报道,2022年1月12日,韩国蔚山南区SK能源公司的电池储能大楼发生火灾。这只是韩国近年来发生的24起储能项目火灾事故之一。
韩国SK能源公司储能大楼火灾现场
  2021年4月16日,丰台区某储能电站毫无征兆地突发爆炸,爆炸当量相当于26千克TNT,事故造成1名值班电工遇难和2名消防员牺牲、1名消防员受伤的严重后果。在事发半年后,北京市应急管理局公布事故调查结果认定,该储能电站爆炸的直接原因,是由于磷酸铁锂电池发生内短路故障导致了电池热失控。
北京丰台“4·16”储能电站火灾现场
  而据媒体对公开信息的不完全统计,2011-2021年的十年间,全球共发生储能电站起火爆炸事故32起。
  在以新能源为主体的新型电力系统建设中,储能技术的发展主要围绕“低成本、长寿命、高安全和易回收”的目标,也是国家层面高度重视的问题。2021年7月23日,国家发展改革委、国家能源局印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,到2025年,新型储能需在核心技术装备自主可控水平大幅提升,在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步。
  而频发的储能火灾和爆炸事故也说明,现有储能技术在安全性方面还有待进一步提升。有专家指出,至少在现阶段,在人口密集区域大规模部署储能设施,可能还不成熟。因此,对于分布式光伏所涉及的建筑、人口和财产也将是一个庞大的数字,在这样的场景里大规模配置储能,显然需要谨慎。
  【但要如何解决整县推进分布式光伏快速发展带来的消纳和电网安全等难题呢?有没有更为稳妥的做法?】
  回答是“有”!
  诺贝尔物理学奖获得者、储能领域国际知名专家、斯坦福大学的罗伯特·拉夫林(Robert Laughlin)教授认为,电力-热能-电力存储系统(称为卡诺电池)将成为在碳中和能源系统中存储大量能量的关键技术。(详情请参阅:德国:将现有煤电站改造为“卡诺电池”储热电站,促进从化石向可再生能源的过渡)
  而近期民革甘肃省委员会在“加大熔盐储热技术在新能源储能调峰领域创新应用”的建议中也指出,在光热发电和电化学储能短期内无法大幅度降低成本的背景下,可否研究开发目前还没有被关注到的用电直接加热熔盐储热的技术可行性,把电网消纳不了的风、光电富余电量来加热熔盐进行储热,用电高峰期再转化为电能,也不失为一种有益探索。
  德国宇航中心高级顾问Michael Geyer博士表示,与锂电池等储电池相比,这种熔盐储热系统的最大优势是储存容量和时间非常长,而且寿命将达到35年。在全球依托太阳能光热发电项目已经进行了较长时间的商业化应用,至今也没有出过安全事故。在未来,这将可能是最具成本效益的、最理想的储能系统。
  2021年10月26日,国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》强调,推进熔盐储能供热和发电示范应用。2021年11月9日,浙江省发改委发布《关于浙江省加快新型储能示范应用的实施意见》明确,鼓励探索开展熔盐储能等技术的研究和示范应用。
  市场的敏锐的,目前已有一些企业开始布局熔盐储能的应用。如,近期由太阳能光热联盟理事单位——浙江中光新能源科技有限公司总承包建设的西子航空零碳智慧能源中心源网荷储一体化项目正式投产。该项目集熔盐储热技术、液流电池储电技术、分布式光伏发电技术、氢燃料电池技术等多种新能源发电和新型储能技术于一体。项目光伏发电多余的电能,大部分通过熔盐罐内的熔盐以热能的方式储存起来,储存起来的热能可以通过换热系统转化为西子航空生产需要的热、冷、气等多种形式能源。
  山西大地环境投资控股有限公司拟在山西省开展“光热+熔盐储能”前沿技术研发和创新集成,通过建设光热熔盐用户侧独立储供能示范项目、打造太阳能光热集热系统和高温熔盐储能系统全产业链核心装备制造基地;江苏国信靖江发电有限公司火电机组改造项目,就是采用熔盐储热技术的调频/调峰/安全供热整体解决方案项目。
  格盟山西启光发电有限公司100MW农光储科技一体化项目,一期建设100MW,经箱式变升压至35kV后采用集电线路送至新建220kV升压站,将新建一台100MVA主变,升压后,经1回220kV线路送至启光电厂原送出线路至系统站。项目于启光电厂厂内配套建设1台100%规模的电熔盐加热器并/或1台100%规模的熔盐/蒸汽换热器加热熔盐,以高温熔盐的形式贮存于热熔盐储罐中,储能容量按25MW×8个小时的熔盐储能发热系统。该项目已列入山西省2021年光伏发电项目保障性并网项目清单。
  华能靖远热电有限公司熔盐储热技术项目将依托华能靖远热电有限公司2×220MW热电联产燃煤发电机组厂区东南侧闲置土地,规划新建一套熔盐储能系统,对靖远热电现有 2×220MW机组进行灵活性改造,改造后机组调峰、调频能力大幅度提升,在火(热)电机组需要提供更多辅助服务时,能够发挥优势,在辅助服务市场中获得更多收益。
  ……
  凭借具有强大可再生能源消纳能力的熔盐储热技术,越来越受到资本的青睐。研究人员指出,熔盐储能技术存储能量的时间长于锂离子电池,成本甚至与目前最廉价的大规模储能方式抽水蓄能电站相当,且安全环保。所以,在熔盐储热技术不断突破并趋于成熟之时,如若尝试光伏适配熔盐储能站作为共享储能站,未尝不是一个新的发展方向。愿更多的熔盐储能站作为共享储能站,逐步发挥在节能减排中的重要作用!(文/董清风)

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