8月22-24日，由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投&融和元储、充电联盟等单位联合主办，上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际光储充产业大会&2022中国国际社区充电产业大会，简称：金砖光储充论坛&金砖社区充电论坛在常州香格里拉大酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”，既有企业细致入微的分析，也有行业专家为市场发展提出的设想与方案，助力落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求，积极助力构建“双循环”新发展格局。
国网江苏综合能源服务有限公司 储能及产品事业部技术总监 王骏出席论坛并发表主题演讲——《新型储能技术比较与重力储能技术探讨》 。
以下为演讲实录：
王骏：各位同仁，下午好。我是来自国网江苏综合能源服务有限公司储能及产品事业部，今天跟大家分享的议题是“新型储能方案比较与重力储能技术探讨”。
我的议题分四个部分。
首先是政策市场分析，前面好多老师已经介绍过了，我不再赘述。着重讲一下市场，在当前这个利好政策的推动下，目前的储能市场正在积极探索“新能源 + 储能”模式。
2021年7月国家发展改革委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确，到2025年，实现新型储能装机的规模将达到3000万千瓦以上，接近当前新型储能装机规模的10倍。
在具体政策上，2021年截止到目前，对于新能源发电项目，共有20省要求配置储能系统，配置比例基本不低于10%，其中有一些省份部分达到20%。配置时间大部分为2个小时，其中河北市场化并网规模项目要求达到3个小时。
着重说一下江苏的政策：江苏发改委印发《省发改委关于我省2021年光伏发电项目市场化并网有关事项的通知》。文件指出，2021年江苏省长江以南地区新建光伏发电项目原则上按照功率8%及以上比例配建调峰能力、时长两小时；长江以北地区原则上按照功率10%及以上比例配建调峰能力、时长两小时。储能设施运行期内容量衰减率不应超过20%，交流侧效率不应低于85%，放电深度不应低于90%，电站可用率不应低于90%。
这是我们在2021年统计下来，全国已经投运的电力储能项目累计的装机规模是41.6个GW，其中抽水蓄能最多，，新型储能项目的累计装机规模为5.7GW，新增装机规模是2.4GW。预计未来5年，我国新型储能新增装机将超过73GW，到2026年累计装机规模达到79.5GW，约为2021年的14倍。
在应用场景上，主要是新能源配储能，刚才看到政策上多个省份已经明确了新能源配储的要求，独立储能场站一站多用的共享模式是有望同时满足发电侧和电网侧储能的需求。另外，独立储能场站未来有望通过调频辅助服务和容量租赁，来进一步增加盈利渠道。随着电力市场逐步完善，新型储能也会快速进入到规模化的发展阶段。
下面对目前主流的储能技术方案进行比较。
从储能技术分，大类上分为物理储能和化学储能，物理储能是通过物理变化将能量储存起来，可分为机械储能、热储能、电磁储能等，化学储能是通过化学变化将能量储存于物质中，可分为电化学储能、氢储能等其他类化学储能。
目前储能行业处于各项技术共同发展的阶段，还没有能够形成绝对优势储能技术。这张表展示的是11种主流储能技术的技术参数及优缺点，各种储能技术在其功率、放电时间、响应速度、效率、使用寿命、环境特性以及成本性能方面均有不同的表现。通过参考这些信息可以对不同储能技术进行比较并根据储能周期与应用场景选择适用技术。
首先，化学储能技术全面高速发展，电化学储能具备高可控性、高模块化程度、能量密度大、响应速度快、转换效率高、建设周期短、使用范围广等优势，主要运用于光、风发电等波动较大的可再生能源发电侧、中小型智能变电站和用电侧，但是各类电池，包括像铅酸电池、钠硫电池、锂离子电池、液流电池容量成本偏高、存在环境污染问题。技术路线上，新增装机中锂离子电池比重超90%，铅蓄电池其次，主要应用于用户侧。
氢储能技术适用于大规模储能和长周期能量调节，但目前还是存在关键材料与核心部件依赖进口、可靠性和耐久性与国外产品差距大、效率低等问题，氢储能技术有望在可再生消纳、电网削峰填谷、用户冷热电气联供等场合实现推广应用。
电储能的特点是响应快、比功率高等优势，适用于瞬时停电、电力低频振荡等应用场景，更多应用于工业生产中对电压波动较为敏感的精密制造或者是电力调频领域。但是，目前超导磁储能及超级电容器均因造价高昂，迄今尚未大规模进入市场，技术可行性与经济价值将是电磁储能系统未来发展面临的重大挑战。
机械储能具有寿命长、环境影响小、安全系数高等显著特点，比较适用于电力调峰、调频及电能质量改善。但是目前飞轮储能的成熟度还是有待提高；抽水蓄能以及压缩空气储能技术等主要应用于大电网的输配电环节；抽水蓄能是应用最广泛、最成熟的储能技术，然而仅有储存容量相对大的电站才是经济可行的，而且限制技术规模化应用的另一原因在于抽水蓄能系统对地理条件的要求高且损耗较大。相比之下，重力储能度电成本低、选址灵活，同时具有容量大、零自放电率、放电深度高等优势，值得进一步研究。
下面着重跟各位专家探讨一下重力储能技术相关的产品。
重力储能技术原理你可以把它想象成是个小型的抽需能，它利用光伏或者是风电富余的电量，通过电机提升重力砖块，将输入电能以重力势能的形式储存起来，待电网或用户需要用电时再将重物放下，由砖块下降带动发电机运行，将之前储存的重力势能转换为电能送出。整个充放电过程，由人工智能算法系统根据电网或用户需求，实现设施储能、供能全程自动运作。
核心技术上面，重力储能塔融合了高级轨迹计算、应用计算机视觉、材料科学、废弃物封存技术、专有系统设计等相关技术，具备了一定的技术壁垒：
（1） 重力储能的控制系统与人工智能算法。
（2） 超高建筑的结构优化。这个超高建筑主要指的重力储能构筑物的高度，基本上要在100米以上。
（3） 大宗固废资源化利用的质量块制备方法与工艺。
（4） 高效低耗的储能系统布置与集成方法。
（5） 关键核心设备机械结构设计与装备制造。
说到重力储能塔的技术优势，首先它由模块化的储能单元构成，可以根据实际需求来调整设施储能规模。它的设施一般是在50-150系，单个储能也就是1兆瓦时的占地面积小于200平。
作为新型储能设施，它的储能规模和输出功率可灵活配置，储能设施的容量可以高达数GWh，可以作不同的功率放电2-12个小时。
这是我们重点说明的，重力储能可以弥补新型电力系统的低惯量特征。
说到新型电力系统的低惯量特征，我们通过数据统计可以知道：
随着新能源发电比例的提升和煤电机组退出运行，电力系统低转动惯量特征将日趋明显，因为常规发电机组在向系统注入电能的同时还注入了巨大的惯性动能。
但在电网发生功率缺额故障初始时刻，系统的惯性动能是抑制频率下降唯一动力。新能源机组包括直流输电系统可以替代煤电发电量，但不能提供系统必须的惯性动能（J=0)。因此，在大量煤电机组退出系统运行后，会因惯性动能支撑不足而导致频率失稳风险剧增。
重力储能与其他新型储能技术最大的不同是，其与抽水蓄能一样利用具有转轴的机械设备 (同步发电机、涡轮机、感应发电机等) 来实现能量转换。因此当系统受到扰动时，发电机可迅速响应负荷变化、释放转子动能，阻止频率发生突变，为系统重建功率平衡争取时间。这对于未来的新能源电力系统来说，是非常宝贵的。
同时它还能够为系统提供必须的自动调频、调压服务，特别是它突出的动态无功支撑能力，它也能够为系统提供宝贵的短路容量支撑。
重力储能系统中使用最多的产品是储能质量块，如东项目储能块的总体质量超过25万吨。它可以利用固体废弃物，如建筑垃圾、工业固废、渣土等废弃物作为原料来制备储能块。由于重力储能项目的主要原材料为固体废弃物，因此造价相比于化学储能、抽水蓄能较低。
度电成本是储能方案比选的评估因素之一。因为目前重力储能在国内没有建设的案例，使用它在国外建设和运营的数据与抽水蓄能、电池储能项目数据比较。从项目建设成本上看，重力储能项目的初始建设投资较低，其平准化度电成本（LCOS）仅为0.05美元/千瓦时，大大低于其他两类储能形式的平准化度电成本，（锂电储能、抽水储能、EV重力储能的度电成本分别为1.16、0.67、0.26元/度（即1800、1040、40美元/万度），EV重力储能成本优势显著）。
关于产品具体解决方案，经历了两代演变。
最左侧是一代产品，主要由主要由定制砖、六臂支撑起重机、电动机/发电机、传感器、控制软件组成。
中间和右侧是二代产品，二代产品是一代产品的优化升级版本。
跟一代产品相比较而言，它具有以下特性：
（1） 平台高度比塔式设计产品低约40%；
（2） 往返效率约 85%-90%，略低于EV1系统；
（3） 35年以上的存储介质零退化寿命，优于 EV1 系统；
（4） 适应恶劣条件及较高环境工作温度，无化学火灾风险；
（5） 移动物料依托于本地的可持续供应链； （6） 满足更高功率和自定义持续时间 (2-4 小时或 4-12+小时) 的需求；
（7） 使用先进的算法系统控制设施运行，更具稳定性和安全性。
下面这个是商业示范项目，这是一代产品在2020年完成的5MWh的示范项目，目前实现了与瑞士国家电网的并网。
谈到未来的规划，国外的项目像西弗吉尼亚州的约翰阿莫斯燃煤发电厂，目前利用光伏电站+重力储能设施替代现有的化石燃料电站。它的二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳年减排量分别为：5265吨、6285吨和1501万吨。
这是位于迪拜的穆罕默德本拉希德阿尔马克图姆太阳能公园，为设计规模为5GW光伏电站配合建造1GWh的弹性能源设施，实现了太阳能光伏电厂的24h不间断供电。
国内的规划构想主要是为西部大型新能源发电站提供配套的储能系统（像内蒙古卓资县风光互补电站、新疆哈密风力电站、敦煌光热电站）。
国内重力储能项目拓展：国内除了如东100MWh 重力储能项目，中国天楹也在跟踪江阴、阜阳、伊兰等地重力储能项目落地情况。
西北区域是我国重要的新能源基地，预计到2022年西北电网的新能源装机将超过1.7亿千瓦。重力储能由于具有功率大、效率高、寿命长、选址不受限等优势适用于西部可再生能源的大规模消纳利用。重力储能塔可以作为实现大规模“西电东送”灵活调节能源的重要选项。
最后是项目示范。
如东项目重力储能容量100MWh，发电功率26MW，它储存100MWh电力对应的重力势能约是4200亿个焦耳。，按照总体能量损耗15%来算，需要约324000吨的重物作为储能模块，共计12000块。
如东项目的总投资是3.6个亿，其中建筑工程的费用是20个亿，也就是说它的土建费用占了绝大部分，设备购置费用是1.4个亿。
选定项目的占地总面积大概是14万平方米，其中（构）筑物占地面积7万平米左右。
这是如东GESS示范工程效果图，可以看到是一个全钢结构可拓展的型式。
这是项目的建设周期，预定为20个月，预计在2022年年底之前投产。
我的分享就到这里，谢谢大家！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！）
