2023年1月6日,英国国家电网电力系统运营商(ESO)数据显示,2022年英国风电发电量占到总发电量的26.8%,高于2021年的21.9%,创下了历史最高的记录。就在2022年3月的某一天,英国甚至实现了风电占电力总发电量的47.9%。风电在英国的零碳计划中扮演着重要的作用。2020年,英国发布了《绿色工业革命10点计划》,首先提到的就是大力发展海上风电。英国是世界上海上风电发展最快、规模最大的国家之一。截止2022年,英国海上风电累计装机容量预计达13.8GW。而且根据英国《绿色工业革命10点计划》的描述,2015年以来,海上风电的成本已经下降了三分之二。2022年,英国提高了自己的海上风电目标。根据最新的能源安全战略,英国将2030年的海上风电目标提高到了50GW,其中包括了5GW的海上浮式风电。然而高速发展的风电也让英国对于电力系统灵活性调节电源的需求大幅度上涨,英国也因此成为全球储能市场发展最早、最成熟、技术种类最为齐全的市场之一。
市场培育
2022年11月,NextEnergy Solar Fund表示,以3250万英镑收购了一个250MW/500MWh的储能项目。同期,欧洲最大的电池储能项目在英格兰东北部的赫尔投运,该项目能够在单个循环中存储高达196兆瓦时的电力,足以为大约 300,000 户英国家庭供电两个小时。
这些都只是2022年英国火爆储能市场的冰山一角。根据Solar Media的最新数据,2022年英国电池储能项目新增装机量达569MW/789MWh,累计总容量达2.4GW/2.6GWh,目前在建项目2.6GW/4.3GWh。另有20.2GW的电池储能项目已获得审批,其中包括33个超过100MW的项目,预计会在未来3-4年完工。
与我们熟悉的政策刺激市场不同,英国储能市场的火热更多的是得益于其成熟的电力市场建设。在2020年英国提出的《绿色工业革命十点计划》和2022年的《英国能源安全战略》中都并没有详细的规划储能市场规模。
但越来越多的可再生能源装机让电网对于调节性电源的需求大大增加,同时由于电力市场建设完备,储能可以在电能量市场和辅助服务市场中赚取利润,所以进一步吸引了可再生能源开发商投资、建设并运用储能项目。
尽管市场在英国储能发展中发挥了关键性的作用,但这也并不意味着这其中没有英国的各类支持和刺激。相比于依托产业政策扩大产业规模,英国的政策更专注于引导产业技术的进步。
2017年英国开启了为其4年、资金总额超过2.46亿英镑“法拉第挑战赛”,以提高英国电池技术。2021年又开启了一项名为“长时间储能演示(LODES)”的竞赛,旨在加速创新型长期储能项目的商业化。
2022年11月,LODES第二阶段项目获得了3290万英镑的政府资金,用于开发尖端的创新储能技术,帮助提高英国电网的弹性。这些技术包含了最新的储热、储能、氢能等技术。英国气候部长格雷厄姆·斯图尔特说:“政府资金支持能够帮助英国的绿色技术开发者创造新的技术,并鼓励私人投资,最终加强对于可再生能源的利用,保护英国能源安全。”
可再生能源持续发展带来的庞大市场需求、成熟电力市场带来的健全商业模式、最后再加上政府对新技术的全力支持,为英国打造出了全球领先的储能产业。
技术引领
2022年6月27日,英国的全钒液流电池制造商Invinity能源公司宣布,与总部位于中国江苏省苏州市的合作伙伴宝嘉新能源公司合作以扩大先进制造产能。
Invinity的全钒液流电池技术产品从开发之初就是为了满足工商业和电网级大规模、高利用率的储能应用,并已在世界各地的许多地方部署。Invinity全钒液流电池的主要特点是大容量、安全环保、长寿耐用性(容量不衰减)、支持25年的无限循环深度充放和高能量转换效率,使得该技术迅速成为大容量储能项目中首选的锂离子电池替代品。
2022年2月,Invinity赢得了英国推广长时间储能(LODES)项目竞赛的第一阶段支持资金,用于英国大规模并网钒液流电池项目,目前进行的第二阶段将把项目从最终合同推进到建设和实际运行。Invinity公司的发展总监Jonathan Marren表示:“在英国开发和制造的全钒流电池技术在加速实现净零排放方面发挥着越来越大的作用,这在很大程度上要归功于英国政府提供的资助。随着本次竞赛的光荣获选,我们相信Invinity及其合作伙伴在英国储能市场开发推广方面迈出了重要的一步。”
在全钒电池制造项目落户中国之前,Invinity已经成功为位于牛津市的能源超级中心Energy Superhub Oxford(ESO)智能城市项目提供了全英最大的钒流电池储能系统。该项目的目标是实现牛津市的电网、交通、供热网络全面脱碳。ESO的核心是世界上最大的全钒液加锂电池技术混合储能系统,该系统设计将常用耐用、深度循环、无衰减的钒液流电池与高功率的锂电池互补整合运行。 ESO项目还包括英国最大的公用电动汽车充电站和住宅地源热泵。该项目建设过程中Invinity模块化设计简化了建设施工使得钒电池部份的商业运行比锂电池部份要顺利得多。
ESO是世界上首个混合电池、多项电网支持运行互补的示范应用项目,Invinity的2MW/5MWh全钒液流储能系统,能够每天安全可靠进行多次深度充放电,满足项目设计目标。此外,钒液流电池智能控制系统接收电网运行指令优先承担储能运行任务,降低锂电池的销耗衰减,帮助延长电网资产的寿命,在此项目中发挥重要作用。
Invinity公司是英国长期支持储能技术创新的丰硕成果之一,LODES第二阶段的资助项目将于2023年第二季度公布。除此之外,始于2017年的 “法拉第挑战赛” 支撑了英国电池技术的创新,为储能发展提供了核心技术基础。LODES专注于推广具有不同特征的多种类型的储能技术应用,帮助为英国电网提供重要的灵活性,并整合调度更多的可再生能源。加上成熟电力市场基于的发展沃土,无数类似Invinity这样的先进储能技术公司在英国如雨后春笋般涌现。
除了全钒液流电池,液化空气储能在新型储能技术中也是备受关注。其技术原理是在储能阶段压缩机压缩环境空气,高压空气经蓄冷器预冷后节流液化,将电能以常压低温液态空气形式储存,同时存储压缩热。在释能阶段,液态空气产生高压高温气体可以发电,同时预热可以用于其他用途。
英国Highview Power公司是最早进行液化空气储能技术研发和产业化的企业之一。目前,Highview Power已实现了比同行更高效率和更长时间的液化空气储能。在英国的曼彻斯特、约克郡,西班牙和澳大利亚等地,Highview Power已经建成了多个液化空气储能项目,实现了可再生能源的更大规模利用并在电网平衡中发挥了重要作用。
目前Highview Power正在参与江苏省滨海县两个长时储能项目的评估。滨海县位于江苏省盐城市,这里是中国海上风电发展规模最大的区域之一。类似液化空气这样的新型储能技术的落地,对于当地海上风电的进一步消纳有着重要意义。
中国已经成为全世界可再生能源发展规模最大、速度最快的国家。这也意味着中国有着最大潜力的储能市场。随着中国电力体制改革和电力市场化建设的进一步加深,中国储能行业将会迎来更大规模的发展。
英国在储能市场建设方面的经验,以及英国企业领先的创新型储能技术,是对中国储能发展的良好补充。Invinity及Highview Power等英国公司已经在积极开拓中国市场,并取得了良好的成果。相信在中英两国能源合作愈发紧密的未来,双方在储能领域的合作会有更多机遇。
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——【编辑:陈数】
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