长时储能-储能方式 - 电力电子展

什么是长时储能？

长时储能一般指储能时间超过4小时的技术。这种储能系统可以跨越多天、多月，甚至是多季节进行充放电循环，以满足电力系统的长期稳定需求。

长时储能系统具有提升新能源消纳能力、替代传统发电方式的潜力，可以为电网提供充足的灵活性资源，降低电网运行成本，还有更强的峰谷套利和市场盈利潜力。

随着可再生能源发电渗透率的不断提高，长时储能系统的需求也越来越大。可再生能源发电具有间歇性的特点，主要发电时段和高峰用电时段错位，存在供需落差。长时储能系统可以更好地实现电力平移，将可再生能源发电系统的电力转移到电力需求高峰时段，起到平衡电力系统、规模化储存电力的作用。

1、抽水蓄能：

抽水蓄能是目前最成熟且装机规模最大的长时储能技术，通过上下水库的落差实现势能和电能的相互转换：主要优点体现在储能容量大、技术成熟、运行效率高、运行寿命长、维护费用低等方面，但其对地理资源条件要求高、建设周期相对较长。

抽水蓄能电站储能一般时长为4-10小时，单机容量在30-40万千瓦，充分满足长时储能需求。例如，装机容量世界第一的河北丰宁抽水蓄能电站，其总装机达360万千瓦，12台机组满发利用小时数为10.8小时。

2、压缩空气储能：

压缩空气储能是通过将空气压缩储存起来，再在需要的时候释放空气，把内能转化为电能来实现储能。它的主要优点是储能容量大，储能周期长，系统效率高，运行寿命长，投资相对较小等方面。

虽然我国在2005年才开始研究压缩空气储能，但经过十余年的发展，建设规模已经实现了从千瓦级到百兆瓦级的重大跨越。现在，在国家发展改革委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》中，百兆瓦级压缩空气储能技术被列为“十四五”新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。

压缩空气储能的发展前景十分广阔，大家可以分享一下你们对它的看法。如果你觉得这个技术很有潜力，不妨点个赞，如果你还有其他的想法，欢迎在评论区留言。

3、熔盐储能：

熔盐储能是一种通过加热熔盐来存储热能的技术，利用高温熔盐换热产生高温高压蒸汽推动汽轮机组发电。熔盐是无机盐的熔融态液体，在高温下熔化后形成离子溶体，具有储热密度大、放热工况稳定、价格低等优点。

在实际应用中，我们可以采用槽式、塔式、线性菲涅尔式和碟式四种方式聚光并加热工质，实现光能到热能的转化。熔盐热储的储热功率可以达到百兆瓦级别，并实现单日十小时以上的储热能力，使用寿命可达30年以上。

例如，中广核德令哈光热储一体化项目位于青海省海西州德令哈市光伏(光热)产业园区，项目总装机容量200万千瓦，其中光伏160万千瓦、光热熔盐储能40万千瓦，储能配比率25%、储能时长6小时。而在新疆哈密建成的50MW熔盐塔式光热发电，采用熔盐储热可实现12小时连续发电，充分具备长时储能应用潜力。

所以，熔盐储能技术的应用，不仅能够解决能源的储存问题，还可以为我们带来更加可持续、清洁的能源形式。

4、全钒液流电池：

全钒液流电池主要是通过钒离子的变化来实现电能的储存和释放。它的电解液是水溶液，因此安全性更高，可扩展性也很强。反应过程只涉及钒离子价态的变化，电解液可以循环再生，循环次数高可达15000次以上，寿命可长达20年。同时，我国的钒储量及产量均位居世界第一，发展钒电池所需资源自主可控。

但是，全钒液流电池也存在一些缺点。比如说，初装成本较高，能量密度和转换效率低于锂电池。但是，这些问题可以通过提高电池的功率密度、提升关键材料的有效使用面积、降低材料成本等方式解决电堆成本问题。

5、重力储能：

根据实施地点的不同，重力储能可以分为建筑储能、海洋储能、山地储能、矿井储能等。其中，储能塔是由EnergyVault公司提出的，它通过起重机将混凝土块堆叠成塔型结构来实现储能和释能。海下储能则是利用海水静压差，通过水泵-水轮机实现，对海洋空间进行有效利用。活塞水泵则是由GravityPower等公司提出的，它利用活塞的重力势能在密封通道内形成水压来实现储能，适合城市中小功率储能。利用山体落差的斜坡机车和斜坡缆车储能则是通过缆绳吊起/吊落重物实现，相对塔式储能结构更稳定。地下竖井储能主要通过重复吊起和放下钻机实现充放电，可以更有效利用废弃矿井资源。

6、氢储能：

车载储氢产业已经相对成熟，而大容量储氢产业方兴未艾。在现有的储氢技术中，高压气态储氢技术比较成熟，但液态储氢和固态储氢还处于示范应用阶段。

京城股份、亚普股份、中材科技、国富氢能等公司都在储氢瓶方面布局，并且相关技术已经用于氢能源汽车产业。但是，由于高压气态储氢技术中储氢密度低，针对氢能发电场景下的大规模储氢需求同时存在一定的安全问题。

不过，随着液氢、固氢存储技术的突破，大容量发电用储氢能力有望进一步发展。