由新能源大規(guī)模接入引發(fā)的短時高頻，將帶來越來越多的調峰和電力消納需求，未來，儲能應用將朝著多場景、多技術路線、多元化方向發(fā)展，混合儲能組合利用多種不同儲能技術優(yōu)勢，實現更高效、更靈活的能源存儲和管理以及儲能成本和性能的綜合優(yōu)化，是目前和未來電力系統(tǒng)儲能布局的重點方向。
混合儲能“全面開花”
近年來，隨著新能源在電力系統(tǒng)中占比的不斷上升，對靈活性調節(jié)資源的需求也隨之加大，電網需要更快速的響應以及更長時間的調節(jié)支持。
單一儲能技術難以全面滿足電網在調峰、調頻等方面的要求，此外還要考慮儲能時長、成本和使用壽命等多方面需求，因此需要采用性能更加合適的混合儲能系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)單一儲能技術相比，混合儲能技術結合了多種不同儲能方式，綜合利用了多種技術的優(yōu)勢，彌補了單一儲能技術的缺陷，同時也克服了儲能系統(tǒng)運行效率不高、成本偏高等問題，是解決分布式電源輸出功率間歇性問題的有效途徑。
這些組合充分利用了不同儲能技術的優(yōu)勢，通過能量型與功率型組合、長時儲能與短時儲能的互補，實現了系統(tǒng)性能的顯著提升，達到了“1+1＞2”的效果。
2024年以來，在政策的助力，項目示范等因素助推下，混合儲能的應用明顯提速。
CESA 儲能應用分會產業(yè)數據庫的統(tǒng)計顯示，2024年1-10月共10個混合儲能項目新增裝機，總規(guī)模達1.4GW/4.6GWh，容量占比7.92%，平均時長3.28小時，總投資超67億元。
政策方面，今年以來，支持、鼓勵混合儲能應用的政策力度加大，多個重磅文件發(fā)布。
包括，4月，國家能源局發(fā)布了《電力系統(tǒng)新型儲能電站規(guī)劃設計技術導則》，鼓勵采用混合儲能技術，以滿足電力系統(tǒng)對靈活性的高要求。
11月6日，工業(yè)和信息化部公開征求對《新型儲能制造業(yè)高質量發(fā)展行動方案》（征求意見稿）的意見明確提出，鼓勵結合應用需求探索開發(fā)多類型混合儲能技術。
項目示范方面，國家能源局年初發(fā)布的《新型儲能試點示范項目名單》中，共有56個項目入選，其中包括山東省利津縣的795MW/1600MWh、山西省朔州市平魯區(qū)的100MW/200MWh、新疆維吾爾自治區(qū)哈密市伊州區(qū)的256.5MW/1000MWh等混合儲能項目共8個。占比達到14%。
從試點示范項目看，混合儲能試點示范項目遍布山東、山西、新疆、廣西、河北、江西、遼寧等多個地區(qū)，項目規(guī)模從幾十兆瓦到數百兆瓦不等，總儲能容量從數百兆瓦時到數千兆瓦時不等。
新疆發(fā)布的2024年全區(qū)獨立新型儲能項目清單，混合儲能占據了最大規(guī)模，達3.002GW/12.96GWh。
收益率方面，混合儲能收益率明顯提升。
資料顯示，南方區(qū)域首個將“磷酸鐵鋰電池”與“超級電容器”混合儲能的項目運行以來，廣東珠海金灣發(fā)電有限公司（以下簡稱“金灣發(fā)電公司”）的AGC（Automatic Generation Control）調頻累計收益3069萬元，月最高585萬元，月最低收益280萬元，月均收益438萬元。
而在采用混合項目前，該公司的AGC調頻收益不足10萬元/月，據此測算，混合儲能項目實現調頻月均收益提升了近440%。
技術應用上，混合儲能朝著更多、更復雜的技術組合演進，比如，今年7月，國能青海100mwh構網型混合儲能系統(tǒng)設備采購/設計，包含了，飛輪儲能、超級電容、鈦酸鋰電池、鈉離子電池等7種技術路線。
液流電池、飛輪儲能隨著混合儲能應用快速滲透
混合儲能主要為“磷酸鐵鋰+”模式，今年以來，磷酸鐵鋰+液流、磷酸鐵鋰+飛輪在混合儲能市場跑出了加速度。
據CESA 儲能應用分會產業(yè)數據庫數據，1-10月，混合儲能裝機項目中，磷酸鐵鋰電池儲能投運功率規(guī)模占比76.22%，排名第一，液流電池功率占比18.79%排名第二，飛輪儲能占比3.57%，排名第三。
由此可以看出，混合儲能技術應用將更加突出長時應用和功率支撐。
液流電池儲能作為長時儲能技術之一，有助于平衡電力供需和長期電網調節(jié)，與抽水蓄能、壓縮空氣儲能等相比，具有配置靈活、建設周期短、系統(tǒng)效率更高等特點；與目前主要應用的鋰電池相比，具有大容量、安全更高、長時間儲能等特點。
另外，在2小時以內的儲能市場中，鋰電池的技術成熟，成本也低。2小時以后，鋰電池的成本逐漸變高，在性價比上不如液流電池。
因此，液流電池和鋰電池組合在混出市場風生水起。
投運項目中，中核集團新華烏什500MW/2000MWh構網型儲能項目由250MW/1000MWh磷酸鐵鋰儲能和250MW/1000MWh全釩液流儲能構成，不僅位列全國規(guī)模最大的構網型儲能項目之首，也是國內規(guī)模最大的全釩液流與磷酸鐵鋰混合型儲能項目。
示范建設項目中，“磷酸鐵鋰+全釩液流電池”的混合儲能站建設項目最多，除全釩液流電池外，鋰電池+鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池+磷酸鐵鋰儲能也加速進入示范階段。
包括，7月22日，國內最大構網型混合儲能項目——新華烏什50萬千瓦/200萬千瓦時構網型儲能項目傳來新進展，第一臺220kV主變壓器已完成試驗準備，標志著項目設備交付的關鍵時刻即將到來。
該項目總裝機容量為500MW/2GWh，包括250MW/1GWh磷酸鐵鋰電池儲能和250MW/1GWh全釩液流電池儲能，儲能時長為4小時。
2024年4月至5月，內蒙古發(fā)布兩批電網側獨立新型儲能示范項目，其中16個長時儲能項目中10個采用了混合儲能技術，液流電池儲能就有8個。
儲能市場中，飛輪儲能技術以其快速響應、長壽命、低維護的特點，在提供電力系統(tǒng)調頻和負荷平衡方面展現出了卓越的優(yōu)勢，是目前最多的混合儲能技術類型，這項技術在山西應用最廣泛。
華電山西朔州熱電的飛輪儲能復合調頻項目于去年4月正式投運，這也是國內首個飛輪與鋰電池相結合的復合調頻項目，填補了國內在飛輪與電化學復合儲能領域的空白。
今年以來，在政策、資本、技術快速迭代等多重因素的助推下，飛輪儲能在電網調頻市場加速滲透，與鋰電池等能量型儲能技術組合，在混合儲能市場快速落地，技術應用正快速向百兆瓦級推進，多個項目紛紛落地、開工。
前不久，山西京晉飛鵬能源科技有限公司運城經濟技術開發(fā)區(qū)200MW/9MWh獨立調頻儲能電站項目在山西運城市開工，是目前全球最大的飛輪獨立調頻儲能電站。
多個難題待突破?
盡管混合儲能技術發(fā)展前景較好，性能優(yōu)勢較強，但在實際應用和商業(yè)化過程中，仍需要解決多個問題。
首先，混合儲能還處于示范應用和技術驗證階段,不同類型的儲能設備之間存在著相互作用和協(xié)作的關系，其運行方式、控制策略復雜,這使得混合儲能系統(tǒng)的出力決策和分配難度增大，目前最大的難題是如何實現多種儲能系統(tǒng)之間的協(xié)調控制和配合達到最優(yōu)，如何實現系統(tǒng)調控面臨的多元化發(fā)展需求。
其次、不同類型的儲能設備存在不同的運行壽命和折舊程度，差異較大，難以有效實現壽命計量仿真，這使得混合儲能系統(tǒng)中各種設備的使用方式難以確定，影響系統(tǒng)運行效率，如何準確評估系統(tǒng)的內部狀態(tài)，延緩電池壽命的退化是一大難點。
第三，混合儲能混合儲能系統(tǒng)的初始投資較高，暫時無明確的盈利模式，市場化程度較低，應用場景有限，需要更多的市場機制支撐。
第四、混合儲能在控制策略、運維策略如何更好的隨著具體應用場景進行優(yōu)化，充分發(fā)揮各儲能優(yōu)勢，避免其劣勢，提升綜合運營性能和降低綜合運營成本，這使得EMS調度難度大，考研運營方數字化技術實力。
第五、混合儲能在并網標準和調度運行方面還缺乏相關的標準、規(guī)則支撐，應加強相關示范與標準編制工作。
來源：數字儲能網
