据财新记者了解,张北风光储输示范项目中主要是采用锂电池进行储能。在一期项目中,储能电池设备共分成了五个包进行分批招标,其中四个都是磷酸铁锂电池系统,磷酸铁锂电池系统装置分布于占地近9000平方米的三座厂房内,共分为九个储能单元,共安装电池单体27万节。
这一工程位于张家口市张北县和尚义县内,于2011年投运,是世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、化学储能装置及智能输出四位一体的新能源工程。截至2014年12月25日,工程累计输出优质绿色电能超过8.4亿度,其中风电5.9亿度、光伏电2.5亿度,储能电0.05亿度。
负责项目运营的中国电力科学院电工与新材料所所长来小康告诉财新记者,项目第一步的功能验证目标已经实现,下一步的工作目标是数据积累和数据挖掘,“用大数据的方法,进行分析对比,看哪种技术比较好,短板在哪里。”
张北二期项目总投资约64亿元,其中:风电投资约36亿元,发电规模400兆瓦,光伏与储能项目投资约28亿元,光伏发电60兆瓦,化学储能发电50兆瓦。所有工程计划2015年12月建设完工。在二期项目中,锂电池仍然是储能项目的主力。
按能量转换方式,储能技术可分为物理和化学储能技术两大类。物理储能技术主要有抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能等;化学储能技术主要有铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池等。
以抽水蓄能为代表的物理储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能方式,以各种电池为代表的电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。
在各种电能储存技术中,一般会根据各自特点,进行综合比较来选择适当的技术,可供选择的指标主要包括:能量密度、功率密度、响应时间、储能效率、设备寿命或充放电次数、技术成熟度、经济因素以及安全和环境方面的考虑,再根据应用的目的和需求,选择储能种类、安装地点和容量。
来小康指出,当前采用以锂电池、液流电池为代表的电化学储能的比较多,因为电池本身可以作为一个电力设备,可以在生产线上批量化生产,便于运行和维护,而抽水蓄能这种方式建设周期比较长。电化学储能和物理储能的优势在于,可以从材料角度获得较大上升空间,设备布置也比较灵活。
在中国科学院大连化学物理研究所储能技术部部长张华民看来,电化学储能有几大优势,包括选址灵活,几乎不受地理条件等限制;功率、容量配置灵活,可以采用模块化设计;响应速度快,具有更高的调频效率,实现功率平滑;建设周期短,无需固定建筑,对建设场地的要求低。