多种储能技术协同发展优势互补
发布时间：
2023-05-30
储能行业技术方向繁多，呈现出螺旋式上升发展态势。每种储能技术适用于不同的应用场景，特定场景须选择最适合的技术路线。与抽水蓄能相比，新型储能技术凭借响应快、配置灵活、建设周期短等优势，与新能源开发消纳匹配性好，成为增长最快、最具潜力的储能方式。我国新型储能行业整体处于由研发示范向商业化初期过渡的阶段，国家发改委、能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》中，明确提出要推动多元化储能技术开发，包括钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等。同时将上述多项前沿技术列入示范，并鼓励利用废弃矿坑储能等试点示范，鼓励推动多时间尺度新型储能技术试点示范。对于正在向新能源领域加速转型的油气公司而言，油气行业目前正处于特色储能技术攻关储备的“黄金期”。
目前，锂离子电池几乎占据了风光发电配套储能的垄断地位。近五年来，在消费数码行业、新能源汽车行业的推动下，锂离子电池能量密度提高了1倍以上、循环寿命提高了2至3倍、应用成本下降超过60%，成为成本最低的储能手段。据专家预计，通过进一步提升电池循环寿命、能量效率等技术参数，到“十四五”末，储能的度电成本有望降至0.1—0.2元。然而，锂离子电池仍面临安全性问题，尤其是储能电站规模达到100兆瓦级后，亟须进一步通过电池材料体系的优化，智能监测与控制、标准体系完善等渠道提高其安全性。
目前来看，对于油气田矿区部署大规模储能配套大型风光电站而言，锂离子电池仍是相对成熟的储能技术，短期内将发挥重要作用。但长期来看，受限于锂金属矿产资源限制、安全性瓶颈等制约因素，锂离子电池很难满足油气行业储能爆发式增长的需要。对于油气装备电气化储能配套而言，锂离子电池以其高质量能量密度、高体积能量密度，将长期作为分布式储能的最优选择。油气公司具有电池隔膜、碳材料等关键材料制备原料与技术优势，同时在气田水中有卤水锂资源优势，可为锂电行业提供高附加值原材料。
液流电池通过电解液内离子的价态变化实现电能存储和释放，相对于锂离子电池而言，属于本质安全的储电技术，具有功率和容量可独立设计、安全性高、寿命长、规模大等优点，但其能量密度低、成本高，更适用于油气田大中型4—10个小时的储能场景。我国全钒液流电池研究总体处于国际领先水平，正在开展100兆瓦级电化学储能国家示范，铁铬液流、锌溴液流等电池技术处于小规模示范应用阶段，系统成本、稳定性成为制约其推广应用的关键因素。油气公司装备制造企业、炼化企业在液流电池装备开发、管路设计、流体控制、膜材料研发与生产等环节具有相关技术积累，可以通过自主研发攻关液流电池技术，推动液流电池商业化进程。
压缩空气储能以压缩空气的方式储存能量，包括补燃式和非补燃式，具有容量大、寿命长、安全性高等优点，可以应用于削峰填谷、平衡负荷、频率调制、分布式储能和发电备用等，是极具发展潜力的长时大规模储能技术。现阶段压缩空气储能仍面临地上储罐成本高、地下空间分布受地域限制、系统效率低等问题。发展传统压缩空气储能，需依赖储气洞穴、天然气等化石燃料，对于电力、盐矿行业相关企业来说存在发展瓶颈，而油气公司拥有丰富的地下空间资源，成熟的储气库设计与建设技术，成熟的钻完井工程技术以及完善的气体压缩机、燃气发电机装备开发技术，发展压缩空气储能具有得天独厚的优势。
热储能以储热材料为媒介，将太阳能光热、地热、工业余热、低品位废热等热能储存起来，可用于清洁供热、火电调峰、清洁能源消纳等领域。主要储热方式包括显热储热、潜热储热（相变储热）、热化学反应储热三种，其中显热储热较为成熟。高性能廉价的蓄热材料开发，储热体系的灵活、高效、合理化设计及开发是热储能领域的主要研究方向。油气行业在地热开发、稠油开采、管道伴热、炼油化工等领域有较大的热储能需求，同时具备装备开发与实践能力，因此具有发展热储能的显著优势。
氢储能作为一种化学储能技术，具有电—氢、氢—电转换的灵活性，既涵盖大规模长时储电，也包括储氢及其衍生物（如氨、甲醇）。氢储能具有能量密度高、运维成本低、过程无污染、长时间存储等诸多优点，适用于大规模储能和长周期能量调节。未来，氢能将与电能耦合互补，共同成为我国终端能源体系的重要消费主体。但目前氢储能在系统成本、关键材料和核心部件可靠性、电氢耦合运行控制、燃料电池发电等多个环节仍存在可靠性和耐久性与国外产品差距大等问题，亟待进一步研究突破。油气公司在制氢、储氢、运氢、用氢等领域具有关键材料、核心工艺、装备系统等各方面的长期经验与技术积累，具备发展氢储能的核心优势。
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