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美国加州转向非锂长时储能技术

文章来源:钒电池 点击量:147 时间:2021-01-24

据报道,加利福尼亚州能源委员会(CEC)日前宣布将为一个评估项目提供500美元的资助,该项目将对四种不同类型的非锂电池技术能否实现长时储能进行评估。

实施评估项目的Indian Energy公司将获得500万美元的资助,致力开发可行的长时储能系统,其持续放电时间将长达10小时。该公司是一家致力开发电网规模电池储能系统、微电网开发和系统集成公司。

Indian Energy公司与其合作伙伴Webcor公司开始部署一系列被称为“混合模块化储能系统”的项目,其中的储能技术包括液流电池、超级电容器、机械储能系统以及锌混合阴极电池储能系统。该项目将在美国海军陆战队基地彭德尔顿营地部署并测试,该基地之前已经试用了微电网和新兴能源弹性解决方案等其他设施。

Indian Energy公司的想法是,不同的长时储能技术将以模块的形式运行,这些模块化储能系统将使用混合控制器系统进行优化,并单独进行测试,然后作为单独的储能系统运行,从而有助于证明在发生各种情况时将如何发挥作用(例如电网停电)。

IndianEnergy公司在去年的长时储能项目招标中获得了加利福尼亚州能源委员会(CEC)120万美元的资助,用于部署包括由KEStorage CorporationKESC)建造的“NextGen”飞轮在内的项目

Indian Energy公司表示,在混合部署模块化储能系统中,总共将创建六个模块化储能系统。其中三个将获得加利福尼亚州能源委员会(CEC)的资助,而另外三个模块使用尚未确定的储能技术,将由其他政府机构和私营行业合作伙伴提供资助。该项目致力找到“最佳结合点”,也就是找到最佳储能组合或最佳储能技术,然后将其用于构建400kW/4MWh储能系统。

加利福尼亚州能源委员会(CEC)的是美国负责能源政策和规划的主要机构,根据其电力项目投资费用(EPIC)计划,该项目的资助已经获得批准,以支持和执行支持加州电网需求的创新能源项目。

在过去的几年中,加利福尼亚州受到了频繁停电的影响,该州的公用事业公司为了防止森林火灾而关闭服务区域中的一些电力设施,其停电的时间有时持续数天、数周甚至数月。

加利福尼亚州能源委员会(CEC)每年通过竞争性招标向具有发展前途的能源项目提供资助。其中包括在圣地亚哥港的一个海运码头部署的一个微电网项目,该项目旨在创建一个可复制的解决方案,以改善码头空气质量,增加可再生能源的使用,并减少温室气体的排放。

另一个项目在20205月宣布部署的一个低碳分布式能源的区块链电力网络,其中包括太阳能+储能系统和电动汽车(EV)充电器,计划在洛杉矶的一个社区部署,以证明其脱碳可行性。

除了需要创建可以基于微电网和模块化的弹性电源解决方案之外,加利福尼亚州还发布了其雄心勃勃的可再生能源目标,即到2040年采用100%可再生能源电力,并在2045年之前完全消除温室气体排放。这将激励长时储能系统的商业化部署的广泛需求。

加利福尼亚州能源委员会(CEC)2020年启动了一项2000万美元的资助招标程序,以评估可以满足加利福尼亚能源目标的长时储能技术。该委员会在此次招标中还向Indian Energy提供了120万美元的资助,其中包括KEStorage CorporationKESC)制造的“NextGen”飞轮在内的一个项目。而通过招标获得的另一家公司是钒液流电池厂商Invinity Energy Systems公司,该公司在加州部署了储能容量总计为7.8MWh的四个液流电池储能项目,每个项目都能够存储和释放810小时的电力。

加利福尼亚州长时储能协会行业组织执行董事Julia Prochnik日前表示,随着该州的能源部门致力防止停电事件并以公平的方式实现清洁能源目标,对长时储能项目增加投资是加利福尼亚州政府的关键目标。该州发布一份20202021年的预算报告,其中将应对未来气候变化和推进清洁能源部署列为优先事项。

Prochnik在一份声明中说:“为了实现气候变化目标,就必须尽快部署长时储能项目。而到2040年实现100%可再生能源的中期目标是到2030年采用60%的可再生能源电力。通过确定长时储能项目的需求,可以确保可靠的可再生能源电务随时可用,并促进加利福尼亚的经济复苏。”

长时储能的定义可能很宽泛,但通常意味着持续放电时间为5个小时到100个小时,长时储能系统以来一直被视为可再生能源整合的最终推动者。然而,部署长时储能系统一直被人认为具有挑战性。

与此同时,调研机构Strategen Consulting公司最近的一项研究表明,到2045年,加州可能需要部署装机容量高达55GW的长时储能系统,到2030年需要部署装机容量为2GW11GW的长时储能系统,以支持其政策目标,并确保可靠和清洁的电力供应。

此外,加州一些社区能源组织或社区选择集合商(CCA)去年发布了一项关于在其服务区域中部署装机容量为500MW长时储能技术提案的请求,这将成为储能行业的一种发展趋势。

钒电池是能源存储技术的一次重大革命,有望突破新能源产业发展的瓶颈问题,成为储能系统的主要电池材料。

据外媒报道,United Battery MetalsUBM)公司总裁兼首席执行官Matt Rhoades谈到,钒(Vanadium)将成为新一代的大型电池金属原材料。如今,美国境内发现了大量的钒矿,而锂矿则十分稀缺,面对市值130亿的储能市场而言,钒将发挥重要的作用。去年,钒是性能最佳的电池金属材料,其表现甚至超过了锂和钴。

除了美国,如本、澳大利亚等多家国外企业开始布局钒电池市场。日本用于电站调峰和风力储能的钒电池发展迅速,大功率的钒电池储能系统已投入使用,并全力推进其商业化进程。澳大利亚钒业公司正通过其子公司VSUN能源公司推进为澳大利亚住宅市场开发钒氧化还原流电池的计划。

在中国,钒电池产业虽处于起步阶段,但是近两年的发展速度也不容易小觑。由上海电气储能公司设计研发的国电投集团黄河上游水电公司液流电池储能项目、汕头智慧能源液流电池储能项目、常德10kW/60kWh液流储能系统等钒电池储能项目已处在项目交付验收阶段,即将实现并网。

为何钒电池能改变未来储能电池格局?

这是因为全钒液流电池(简称“钒电池”)储能技术具有能量转换效率高、循环寿命长、安全环保等突出特点,是用作太阳能、风能发电过程配套的优良储能装置,还可以用于电网调峰,提高电网稳定性,保障电网安全。

值得注意的是,锂离子电池目前虽在储能市场占据主导地位,但是性能最优的钒电池已成为发展势头最为强劲的绿色环保电池之一。钒电池不会像锂离子电池选项那样随着循环而退化,而且它们可以在不产生热量的情况下移动电力。

在业内人士看来,“十四五”期间,电力辅助服务市场建设将会呈现继续加速态势,电力辅助服务市场机制也将更加完善。“十三五”期间,我国需求响应获得一定发展,但主要以削峰为主,集中在迎峰度夏、迎峰度冬等特定时段,预计“十四五”期间,需求侧资源参与提供调峰、调频、备用等辅助服务将有新突破。