Правительства и соответствующие учреждения в различных странах, в лице Китая и США, активно продвигаютнакопитель энергииотраслевая политика, охватывающая такие аспекты, как стратегическое планирование, рыночные механизмы, технологические исследования и разработки, а также бюджетные и налоговые субсидии.
Основная политика Китая в области хранения энергии
| Дата публикации | Название политики | Ключевые моменты |
|---|---|---|
| 2019.1 | Южная электросеть Китая «Основные мнения по содействию развитию электрохимического хранения энергии» | Документ требует использования основных возможностей в области развития систем хранения энергии, активного продвижения многогранных-применений хранения энергии; стандартизация управления подключением к сети хранения энергии и глубокое изучение механизмов возврата инвестиций в хранение энергии и т. д. |
| 2019.2 | Национальное энергетическое управление «Уведомление об издании ключевых моментов работы по управлению возобновляемыми источниками энергии и надзору за качеством в 2019 году» | Совершенствование системы технического обеспечения контроля качества проектов строительства электростанций; проводить исследования по надзору за качеством проектов строительства новых электростанций, таких как накопительные электростанции. |
| 2019.2 | Государственная сетевая корпорация «Основные мнения по содействию здоровому и упорядоченному развитию электрохимических накопителей энергии» | Планирование приложений по хранению энергии на стороне источника энергии, на стороне сети и на стороне пользователя, при этом особое внимание уделяется привлечению правительственных ведомств к включению накопителей энергии на стороне сети,-инвестируемых энергетическими компаниями в эффективные активы, передаваемых через цены на передачу и распределение. |
| 2019.6 | Министерство образования и др. «План действий по развитию дисциплины «Технологии хранения энергии (2020-2024 годы)» | Требуйте ускорения подготовки-талантов высокого уровня в области хранения энергии, расширения основных технологических исследований и независимых инновационных возможностей отрасли, а также содействия высококачественному-развитию отрасли хранения энергии. |
| 2019.7 | Национальное энергетическое управление и др. «Основные мнения по продвижению технологий хранения энергии и промышленному развитию (План действий на 2019–2020 годы)» | Требовать усиления исследований в области технологий хранения энергии, повышения уровня технологий хранения энергии; планировать всестороннее продвижение от исследований и разработок в области технологий хранения энергии до демонстрационных приложений в различных аспектах, сначала предлагая стандартизировать разработку электрохимических систем хранения энергии и изучить механизмы возврата инвестиций в проекты. |
| 2020.1 | Национальное энергетическое управление «План реализации по усилению работы по стандартизации хранения энергии» | Требовать активного продвижения разработки стандартов хранения энергии, поощрения стандартных исследований новых технологий и приложений хранения энергии. |
| 2020.2 | Государственная сетевая корпорация «Уведомление об основных задачах работы на 2020 год» | Требуйте содействия скоординированному взаимодействию между источником-сетью-нагрузкой-хранилищем, расширению возможностей управления нагрузкой, углублению профессиональных приложений в области диспетчеризации электроэнергии нового-поколения и использованию технологических инноваций на основе завершенных демонстрационных проектов, таких как передача ветровых-солнечных-аккумулирующих энергии-. |
| 2020.3 | Комитет национальной администрации по стандартизации «Ключевые моменты национальной работы по стандартизации в 2020 году» | Упоминается в документе: будет способствовать разработке важных стандартов для новых энергетических транспортных средств,-подключаемых к-сетям, хранения энергии, управления энергопотреблением-на стороне и т. д. |
| 2020.4 | Национальное энергетическое управление «Уведомление по вопросам, связанным с подготовкой «14-го пятилетнего плана» развития возобновляемой энергетики» | Отмечено: полностью развивать распределенные возобновляемые ресурсы, активно продвигать использование распределенной возобновляемой энергии на стороне пользователя, сочетать с новыми технологиями, такими как хранение энергии и водородная энергия, для улучшения потребления возобновляемой энергии и комплексной эффективности использования энергии. |
| 2020.5 | Государственный совет «Руководящие мнения по содействию формированию новой модели развития Запада в новую эпоху» | Сопутствующие меры включают усиление развития и использования возобновляемых источников энергии, проведение исследований по крупномасштабным-проектам планирования энергетических проектов для каскадных гидроэлектростанций на реке Хуанхэ, а также создание ряда экологически чистых энергетических баз. |
| 2020.5 | Национальное энергетическое управление «Руководящие мнения по созданию и совершенствованию долгосрочных-механизмов потребления чистой энергии (проект для комментариев)» | Требовать ускорения формирования механизмов рынка электроэнергии, способствующих потреблению чистой энергии, всестороннего расширения возможностей и гибкости регулирования энергосистемы, внедрения инновационных моделей потребления чистой энергии, поощрения участия «зеленой» энергетики в рыночных сделках, чтобы способствовать высококачественному-развитию чистой энергии. |
Кроме того, провинции Синьцзян, Чжэцзян, Шаньдун, Хэнань и Хубэй также последовательно ввели политику и меры, связанные с хранением энергии.
В 2011 году в США был опубликован «План хранения энергии на 2011-2015 год», и в настоящее время более половины штатов США развертывают системы хранения энергии мегаваттного-масштаба, при этом в восьми штатах имеется в общей сложности более 50 МВт систем хранения энергии коммунального-масштаба. Многие из завершенных проектов по накоплению энергии на батареях мощностью в мегаватт были реализованы в коммерческую эксплуатацию.
Описание продукции
| Область | Год | Политика и меры |
|---|---|---|
| Массачусетс | 2014 | Поддержал структуру рынка аккумуляторных систем хранения энергии, установил стратегическое партнерство и поддержал демонстрационные проекты по хранению энергии различных масштабов на стороне сети, распределенной стороне и на стороне пользователя. |
| Массачусетс | 2013 | Установлен план обязательных квот на хранение энергии в размере 1325 МВт для независимых коммунальных компаний (IOU). |
| Калифорния | 2016 | Увеличена обязательная квота хранения энергии с 1,3 ГВт до 1,8 ГВт путем добавления 500 МВт. |
| Калифорния | 2017 | Изменен метод субсидирования, всесторонне учитывающий такие факторы, как ценообразование при планировании, снижение затрат на хранение энергии, экономические расчеты проектов и субсидирование на основе установленной мощности проектов хранения энергии. |
| Орегон | 2015 | Установите цель закупок накопителей энергии мощностью 5 МВтч для коммунальных предприятий на 2020 год. |
| Вашингтон | 2019 | В апреле 2019 года законодательный орган штата принял законопроект, требующий от коммунальных предприятий следовать определенным правилам при долгосрочном-планировании подготовки к использованию распределенных энергетических ресурсов. |
| Вашингтон | 2019 | Законодательный орган штата принял законопроект, позволяющий коммунальным предприятиям подписывать контракты на закупку систем хранения энергии с третьими сторонами, при этом каждое предприятие должно развернуть не менее 9,0 МВт установленной мощности хранения энергии. |
| Миннесота | 2019 | Утвержденный законопроект о хранении энергии требует, чтобы BESS рассматривалась как энергетический ресурс, и поручает Министерству торговли штата провести анализ затрат на сетевые системы хранения энергии, чтобы помочь коммунальным предприятиям возместить затраты на соответствующие проекты. |
| Колорадо | 2019 | Губернатор подписал законопроект о коммунальных услугах, требующий от Комиссии по коммунальным предприятиям штата Колорадо проанализировать ценность добавления в сеть распределенных энергетических ресурсов, включая BESS. |
| Мэриленд | 2019 | Правительство штата одобрило пилотную программу по хранению энергии и потребовало от коммунальных предприятий провести тендер на два проекта по хранению энергии на батареях. |
| Арканзас | 2019 | Комиссия по коммунальным услугам штата была уполномочена предоставлять заключения о времени-использования-объектов энергоресурсов для коммунальных предприятий. |
| Нью-Йорк | 2016 | Предложил план субсидирования в размере 200 долларов США/кВт для BESS и 800 долларов США/кВт для реагирования на спрос. |
| Нью-Йорк | 2019 | Управление энергетических исследований и разработок штата выделило 280 миллионов долларов на проекты по хранению энергии в рамках программы субсидирования ускорения рынка. |
Среди них Калифорния и Нью-Йорк — два крупнейших и наиболее активных штата на рынке хранения энергии США. Оба штата опубликовали-планы реформирования энергетики с ограниченными сроками и дорожные карты по хранению энергии, направленные на достижение 100 % чистой энергии или электроэнергии,-без выбросов углекислого газа. Согласно этим планам реформ, Калифорнии, по прогнозам, потребуется развернуть как минимум 10 ГВт систем хранения энергии в ближайшие 10 лет, а Нью-Йорку необходимо достичь 1,5 ГВт мощностей хранения энергии к 2025 году и 3 ГВт к 2030 году. С этой целью оба штата ввели программы субсидирования специально для хранения энергии.
Новые источники энергии в сочетании с приложениями для хранения энергии становятся мейнстримом.
В условиях глобального стремления к чистой энергии доля производства возобновляемой энергии, представленной ветровой и солнечной энергией, быстро растет. Однако присущая ветровой и солнечной энергетике изменчивость создает проблемы для традиционных энергосистем, которые в основном основаны на ископаемом топливе, с точки зрения возможности интеграции в энергосистему, гибкости и безопасности. Имея дело со случайными колебаниями нагрузки, энергосистемы также должны будут сбалансировать нестабильный характер возобновляемых источников энергии, регулируя мощность традиционных электростанций и увеличивая мощность традиционных резервных энергоблоков, чтобы обеспечить передачу и интеграцию производства возобновляемой энергии.
Сочетание возобновляемых источников энергии и систем хранения энергии может повысить стабильность и надежность производства возобновляемой энергии и обеспечить стабильную поддержку энергосистемы. Использование передовых технологий и интеграция систем хранения энергии позволяют возобновляемым источникам энергии обеспечивать стабильную поддержку энергосистемы, что делает их необходимой вспомогательной технологией для достижения высокой доли производства возобновляемой энергии в энергосистеме. Это отражается в следующих аспектах:
①
Поддержка крупномасштабной-интеграции централизованных возобновляемых источников энергии в энергосистему, особенно на концах энергосистем, где сетевая инфраструктура относительно слаба, поскольку изменчивость выработки возобновляемой энергии может поставить под угрозу стабильную работу энергосистемы.
②
Повышение эффективности использования и плавной интеграции распределенных возобновляемых источников энергии. Использование систем хранения энергии для постепенного изменения производства возобновляемой энергии, лучшего соответствия потребностям нагрузки и обеспечения местного потребления.
③
Повышение способности возобновляемых источников энергии оказывать вспомогательные услуги электросетям и противостоять сбоям в сети.
Стоимость систем хранения энергии на литий-ионных-батарейках еще больше снизилась, и их доминирующее положение очевидно.
В настоящее время существует три основных типа аккумуляторных батарей: литий-ионные-аккумуляторы, свинцово-кислотные-аккумуляторы и проточные аккумуляторы. Показатели эффективности и инженерная оценка этих трех основных типов аккумуляторных батарей приведены в таблицах 1-3 и 1-4.
Таблица 1-3. Показатели эффективности трех основных типов аккумуляторных батарей
| Тип батареи | Производительность | Стоимость производства электроэнергии за полный жизненный цикл (долл. США/кВтч) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Возможность глубокой разрядки | Высокая-скорость зарядки/разрядки | Быстрый ответ | Цикл жизни (циклы) | ||
| Литий-ионный- аккумулятор | Хороший | Отличный | Отличный | 5000 ~ 8000 | 0.4 ~ 0.9 |
| Свинцово--кислотный аккумулятор | Хороший | Хороший | Хороший | 3000 ~ 5000 | 0.46 ~ 0.54 |
| Проточная батарея | Отличный | Средний | Хороший | 8000 ~ 15000 | 0.53 ~ 0.74 |
Таблица 1-4: Инженерная оценка трех основных типов аккумуляторов энергии
| Тип батареи | Безопасность | Инженерная реализация (доля) | Возможность вторичной переработки | |
|---|---|---|---|---|
| Размещение | Масса | |||
| Литий-ионный- аккумулятор | Риск возгорания и взрыва | 1 | 1 | пригодный для вторичной переработки |
| Свинцово--кислотный аккумулятор | В принципе нет риска для безопасности | 1.5 | 2.5 | Не легко перерабатывать |
| Проточная батарея | Нет риска возгорания, возможна утечка электролита в случае присутствия органического растворителя. | 4 | 3.5 ~ 5 | Электролит подлежит прямой переработке |
Среди них литий-ионные- аккумуляторы благодаря своей высокой удельной мощности, длительному сроку службы, высокой скорости зарядки и разрядки, а также высокой эффективности стали одной из наиболее конкурентоспособных технологий хранения энергии и широко изучались и применялись в системах хранения энергии емкостью от нескольких кВтч до сотен МВтч.
Быстрое развитие систем хранения энергии с литий-ионными батареями объясняется развитием цепочки производства литий-ионных аккумуляторов и взрывным ростом применения силовых батарей. Однако по сравнению с силовыми батареями, в которых особое внимание уделяется показателям производительности, аккумуляторные батареи больше ориентированы на стоимость, срок службы и энергоэффективность. По прогнозам американской-компании Wood Mackenzie, стоимость сетевых-систем BESS (систем хранения энергии на аккумуляторах) снизится на 10 % в годовом исчислении-по сравнению с-годом в 2020 году и сохранит ежегодный темп снижения на уровне не менее 5 % до 2025 года, как показано на рисунке 1-3.
Рисунок 1-3. Снижение затрат на сетевую систему хранения энергии BESS (аккумуляторная система хранения энергии).
В целом, литий-ионные-батареи демонстрируют превосходные характеристики во всех аспектах, а значительные результаты крупномасштабных-исследований, разработок и производства в сочетании с быстрым снижением производственных затрат с каждым годом еще больше укрепят их доминирующее положение в области аккумуляторных батарей для хранения энергии.
Хранение энергии дополнительно интегрируется с различными традиционными и интеллектуальными технологиями управления.
Интеграция BESS с традиционными технологиями и теориями управления энергосистемами расширяет сферу применения традиционных теорий энергосистем и обеспечивает более совершенные методы управления. Его синергетическое применение с традиционным оборудованием энергосистемы улучшает динамические характеристики вращающихся генераторных установок и предъявляет новые технические требования к устройствам контроля качества электроэнергии и устройствам релейной защиты.
Интегрируясь с передовыми цифровыми и интеллектуальными технологиями, системы хранения энергии стали важнейшим компонентом построения интеллектуальных сетей. Передовые технологии, такие как большие данные, облачные вычисления, нейронные сети и цифровые двойники, будут еще больше расширять коммерческие операционные модели систем хранения энергии, создавая новые области применения, такие как «совместное хранение энергии» и «виртуальные электростанции». Эти технологии также предоставляют более эффективные технические средства для прогнозирования и диагностики неисправностей, прогнозирования срока службы и управления внутренним оборудованием систем хранения энергии.
Интегрированная интеллектуальная энергетическая система-на основе микросети, в которой системы хранения энергии являются одной из основных технологий, учитывает выходные характеристики различных типов распределенных источников энергии и нагрузок. Целью проекта является создание системы энергоснабжения, которая точно отвечает потребностям клиентов и обеспечивает эффективное и интеллектуальное управление энергопотреблением, обеспечивая экологически чистое и экономичное энергоснабжение региона. Оно также обеспечивает гибкое переключение между режимами работы-подключения к сети и отключения от-сети региональной электросети, что повышает надежность электроснабжения и обеспечивает безопасность электроэнергии. Кроме того, это повышает уровень управления обменом электроэнергией и энергией между региональной сетью и основной сетью, обеспечивая плановое и диспетчеризируемое использование энергии в регионе.