新春走基层丨探访新疆乌什储能项目:戈壁深处的国产大“骆驼”
蛇年新春,天山南麓的阿克苏地区银装素裹,年味正浓。家在重庆开州的新华(阿克苏)能源投资有限公司总经理李昌权,又一次选择留在了新疆乌什。
茫茫戈壁滩上,粗砂、砾石遍布,一条条横卧的干沟上,耐旱植物点缀其间,在呼啸的寒风中不断摆动。在零下十五摄氏度的严寒天气中,新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目建设现场依旧忙碌。包括李昌权在内的几十名建设者坚守岗位,抢抓工期,在冰天雪地的戈壁荒滩深处精心守护着这匹国产大“骆驼”。
新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目(以下简称“乌什构网型储能项目”),地处新疆尔自治区阿克苏地区乌什县阿合雅光伏园区,总占地456.84亩,总投资约41亿元,预计2025年4月实现并网发电。届时,将成为全国最大的混合型化学独立储能项目,全国最大的全钒液流构网型独立储能项目,以及全国单体最大的构网型独立储能项目。
“为保证项目平稳运行,春节期间将有36位工作人员值守。项目建成后,将成为南疆地区重要的电力支撑点,对促进新能源消纳、保障电网安全稳定运行、推动能源绿色低碳转型具备极其重大意义。”李昌权向中国工业报记者表示。
跟随李昌权的脚步,记者走进全钒液流储能区,一排排白色的储能柜整齐划一。企业简介、企业文化展示、“工地安全漫画”长廊的打造耳目一新。“十牌两图”、警示标语时刻提醒施工作业人员牢记安全作业“十不准”,严格遵守红线意识。
李昌权介绍,全钒液流储能区内,下方稍大一点的集装箱,装的是电解液,相当于“骆驼”的身体。上方的两个小集装箱,类似于“骆驼”的驼峰,分别装的是冷却系统及功率柜。一个个全钒液流电池柜,远远看去,就像一匹匹“骆驼”。
“全钒液流电池的工作原理跟我们平时开的汽车类似,能想象成是发动机与油箱的关系。电解液好比油箱,加更多的油,代表着汽车能行驶的更远。功率柜,类似于发动机,电网需要多大的容量,我们就可以给足多大的马力。电解液存储仓、功率仓,让全钒液流电池具备了高容量和高功率的特点。”李昌权表示。“乌什构网型储能项目建成投产后,全站每充电一次,可以存储200万度电,相当于30万户家庭一整天的用电量,是当之无愧的大‘骆驼’”。
据大连融科储能项目负责人刘胜奇介绍,大连融科储能技术发展有限公司承揽了乌什构网型储能项目的全钒液流电池供货、安装、调试工作,所投入的是其自主研发的TPOWER新能源产品,承担全钒液流电池装机规模为17.5万千瓦/70万千瓦时。
“目前,已伴随乌什储能电站进行每日两充两放的运行,并网点侧能够给大家提供约67%-68%的能量转换效率。对比其他储能电池,全钒液流电池在同条件下的运作时的状态更稳定,安全性能更高。拥有25年寿命期,可大大降低全生命周期度电成本。”刘胜奇表示。
全钒液流电池由于电解液和功率仓分离,能够最终靠添加恢复剂将电池恢复到初始状态,进而达到循环使用的目标,这是传统电池不具备的优势。乌什构网型储能项目中全钒液流电池的应用,为我国全钒液流电池大规模的商用推广,迈出了重大一步。
值得一提的是,乌什构网型储能项目不仅是大连融科第一个构网型储能产品,也是全国目前为止落成应用的最大液流电池构网型储能项目。
“我们对未来更多构网型储能充满期待。新疆地区作为‘一带一路’高质量发展新阶段的核心区,是大连融科产品投入的侧重点,也希望能给全行业液流储能电池带来示范标杆。”刘胜奇说。
乌什构网型储能项目,总装机50万千瓦/200万千瓦时,这中间还包括磷酸铁锂储能25万千瓦/100万千瓦时、全钒液流储能25万千瓦/100万千瓦时,配套建设1座220kV升压汇集站以及生活区,是国内顶级规模的磷酸铁锂与全钒液流混合型储能项目。
李昌权介绍,磷酸铁锂响应速度较快,转化效率相比来说较高。缺点是温度比较高时,有燃爆的潜在风险。在乌什构网型储能项目中,采用的是比亚迪的刀片电池,散热较好。刀片电池增加了散热面,是目前通过针刺,不会发生燃爆的产品。转化效率能达90%以上。全钒液流则是一种新业态,造价相对高一些。但更安全,没有燃爆的风险,稳定、可靠、寿命长。缺点是响应速度慢一些、转化效率相对低一些,能达75%以上。
“磷酸铁锂+全钒液流”的混合储能模式,突破了单一技术的局限性,让二者的性能和效益实现最大化。
数据显示,2024年以来,在政策助力,项目示范等因素助推下,混合储能的应用明显提速。2024年1-10月,共10个混合储能项目新增装机,总规模达1.4吉瓦/4.6吉瓦时,容量占比7.92%,平均时长3.28小时,总投资超67亿元,主要为“磷酸铁锂+”模式,即磷酸铁锂+液流电池、磷酸铁锂+钠离子电池、磷酸铁锂+飞轮储能、磷酸铁锂+超级电容器、磷酸铁锂+钛酸锂电池等。
示范建设项目中,“磷酸铁锂+全钒液流电池”的混合储能站建设项目最多,锂电池+铁铬液流电池、锌溴液流电池+磷酸铁锂储能也加速进入示范阶段。混合储能技术,以弥补单一技术不足,追求更佳经济性等优势,逐渐被市场认可。
新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目,位列全国单体最大的构网型独立储能项目之首。
李昌权表示,这是允许分布式能源资源通过逆变器以一种自主和协调的方式形成局部电网。这种技术使得能源资源能够在没有传统中央电网的情况下独立运行,同时在需要时也能与主电网并网运行。
通俗理解,构网技术像是给新乐手提供了一个“智能调节系统”。这一系统能够让太阳能和风能等可再次生产的能源发电系统像传统的同步发电机一样,不仅仅可以独立运行,还能够主动控制自己的“节奏”(电压)和“音调”(频率),与电网中的别的设备协调一致。如此一来,即使在天气变化或者发电设备输出不稳定的情况下,电网也能够保持稳定,就像一个和谐的交响乐团一样。
“在新疆阿克苏建设构网型独立储能项目,主要考虑到目前新疆的新能源装机容量大,导致能源消纳和电网运行的管控压力不断增大。正因为电网有平衡功率的需求,我们决定从跟网型储能转变为构网型储能,更好的服务电力系统,助力电网提升运行效率。”李昌权说,“构网型储能主要是为了改善电网、平衡电网。需要时放电,不需要时储电。构网型储能对电网构架形成了有力支撑,是改善电网安全稳定运行的一种措施。”
伴随新能源高渗透率,电力系统稳定性问题逐渐暴露,构网型储能技术应运而生。2022年,“构网型”一词首次出现在文件之中。2023年10月,“构网型储能”概念在国家能源局《关于组织并且开展可再次生产的能源发展试点示范的通知》中初次被提及。时至2024年,国家能源局对构网型储能的重视逐步提升。在多份文件中,国家能源局反复提及构网型技术,并明确在典型场景中加以应用。被寄予厚望的构网型储能,或有效解决新能源与电网之间的矛盾。
风光大省新疆,截至2024年12月31日,新能源累计装机规模达到1.048亿千瓦,成为全国西北地区首个新能源装机过亿省份。2024年以来,新疆对构网型储能需求明显提升。公开信息数据显示,在全国构网型储能项目中,新疆一地占比已超过全国整体的50%。而打造50万千瓦/200万千瓦时如此大规模的构网型储能项目,不仅在新疆,在全国也尚属首次。
“近几年,受限于风力、光照等天气因素,风电、光伏等新能源的波动性对电网架构造成冲击,衍生了可达毫米级响应速度的电化学储能项目、抽水蓄能。”李昌权表示,“应看到,配储属于电源侧,独立性构网型储能项目属于电网侧,大多数都用在调节电网。乌什构网型储能项目属于独立性构网型储能项目,由新疆尔自治区、国网新疆公司、自治区发改委牵头,纳入新型电网构架中,是新型电网的组成部分。”
对此,李昌权坦言,项目盈利与后期电网调度有很大关系。如果一天调度两次,就能实现两充两放。如果一天调度一次,只能一充一放。充放电次数完全取决于电网调度。
第一,参与电力中长期交易或现货交易。在电网用电高峰时期,进行放电。在电网用电低谷时,进行充电。简而言之“挣差价”。
第二,参与电网辅助调峰调频时,获得电网补贴。补贴将持续5年左右,逐年递减。
第三,通过容量租赁,获取租赁费。如果有企业建设风电、光伏项目,不想配套建设储能项目,可与乌什构网型储能项目签订租赁协议,缴纳租赁费。
“对于容量租赁,因为尚没有价格标准,我们还在摸着石头过河。”李昌权透露,“目前已经签订了两个项目的租赁协议。一个风电项目,一个光伏项目,均位于新疆。”
来自GGII(广东光伏创新中心绿色发展研究院)的预测显示,构网型储能未来5年在全球有望达到20%的渗透率。在中国,随着政策支持和电力系统改造的刚需,构网型储能市场的渗透率有望加速提升。预计2025年中国构网型储能出货量将增加到7吉瓦,2030年有望达到30吉瓦,2024-2030年复合增长率达56%。在新能源上网消纳和电网稳定性问题上,构网型储能优势正逐步凸显。
值得一提的是,新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目建成后,年均交易电量将达到5.16亿度,实现年总产值约4亿元。届时,项目将成为全国顶级规模的“绿色充电宝”。同时,乌什全县新能源装机规模也将位列南疆前列、地区县(市)首位,为开辟疆电外送出口新通道奠定坚实基础。
项目的建成,还将大大降低全疆新能源弃电率,解决阿克苏电网调峰调频困难和电压支撑能力不够等问题。
“在不久的将来,我们还会把乌什构网型储能项目打造成无人值班、无人值守的样板工程。”李昌权透露。
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