作者丨張維佳
編輯丨張心怡
美編丨馬利亞
監(jiān)制丨趙晨
“從‘政策驅(qū)動(dòng)’到‘創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)’,從‘規(guī)模擴(kuò)張’到‘質(zhì)效優(yōu)先’,我國儲能產(chǎn)業(yè)正邁向高質(zhì)量發(fā)展新階段。”近日,中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長王澤深在第十五屆儲能大會暨展覽會上(以下簡稱“CIES2025”)提出,“新型儲能電站建設(shè)要統(tǒng)籌考慮各省網(wǎng)架現(xiàn)狀、調(diào)節(jié)能力現(xiàn)狀、消納能力等,結(jié)合建設(shè)綜合成本最優(yōu)、調(diào)節(jié)能力最強(qiáng)、消納能力最高三個(gè)維度出發(fā),以系統(tǒng)性、協(xié)同性、整體性思維破解發(fā)展障礙?!庇浾邚臅狭私獾?,新型儲能產(chǎn)業(yè)正逐步實(shí)現(xiàn)從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展的轉(zhuǎn)變,應(yīng)用場景不斷拓寬;數(shù)據(jù)中心儲能、沙戈荒大基地配套儲能等場景加速推廣應(yīng)用,開啟市場新空間。
數(shù)據(jù)中心儲能迎來爆發(fā)式增長
算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心生產(chǎn)力。隨著人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展,數(shù)據(jù)中心作為核心基礎(chǔ)設(shè)施,數(shù)量和規(guī)模持續(xù)增長,對能源供應(yīng)提出更高要求,數(shù)據(jù)中心用儲能迎來發(fā)展新機(jī)遇?!皵?shù)據(jù)中心是能耗大戶,目前沒有公開統(tǒng)一的全社會大數(shù)據(jù)中心能耗數(shù)據(jù),但從不同渠道得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算中位數(shù),2025全年全行業(yè)IDC用電量大約為 2000億千瓦時(shí)。
隨著AI技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,預(yù)計(jì)這一數(shù)字將來會持續(xù)攀升至大約4000億千瓦時(shí)。亟須‘安全、綠色、用之不竭’的新能源與之相匹配?!敝袊?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E9%80%9A%E4%BF%A1/">通信建設(shè)集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理兼研究院總院長楊軍表示。當(dāng)前,我國數(shù)據(jù)中心積極推進(jìn)綠電使用,以中國電信青海零碳大數(shù)據(jù)中心為例,已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)信息通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完全碳中和示范。
中國電信(國家)數(shù)字青海綠色大數(shù)據(jù)中心除了用電量大,數(shù)據(jù)中心對供電可靠性及電能質(zhì)量要求也極高。楊軍指出,一方面,數(shù)據(jù)中心通常需要24小時(shí)不間斷供電;另一方面,數(shù)據(jù)中心的電力需求呈現(xiàn)出波動(dòng)性,尤其是在CPU+GPU復(fù)雜云計(jì)算場景的AI計(jì)算密集型任務(wù)時(shí),電力消耗會高速激增。“風(fēng)電、光伏等新能源電站發(fā)電具有時(shí)有時(shí)無、時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn),難以持續(xù)穩(wěn)定供電。
同時(shí),新能源電力必須符合國家主網(wǎng)傳輸并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),滿足電壓、頻率、波形等參數(shù)要求,因此即便直接逆變上網(wǎng),也無法完全解決電力供給質(zhì)量問題。”楊軍進(jìn)一步解釋說,在此背景下,大規(guī)模儲能等不間斷電源備電系統(tǒng)已成為保障數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)的“新剛需”。
“數(shù)據(jù)中心儲能主要有兩大作用:一是當(dāng)市電出現(xiàn)異常狀況時(shí),儲能能夠即時(shí)無縫介入,為 ICT 設(shè)備持續(xù)供電,切實(shí)保障供電系統(tǒng)的可靠性;二是在面對電網(wǎng)的峰谷時(shí)段交替,儲能可靈活進(jìn)行容量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),助力平衡電力供需,大幅提升能源利用效率?!敝幸颇茉纯萍迹ū本┯邢薰靖笨偨?jīng)理李玉昇在采訪中告訴記者。近日,工業(yè)和信息化部等八部門印發(fā)《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》(以下簡稱《行動(dòng)方案》),提出面向數(shù)據(jù)中心、智算中心、通信基站、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)企業(yè)、公路服務(wù)區(qū)等對供電可靠性、電能質(zhì)量要求高和用電量大的用戶,推動(dòng)配置新型儲能。
記者了解到,智算(數(shù)據(jù))中心對儲能技術(shù)的需求有兩個(gè)核心點(diǎn):一是高安全,在在任何工況下,有效防控諸如熱失控、短路等各類安全風(fēng)險(xiǎn),守住數(shù)據(jù)和算力的安全底線;二是長壽命,能夠耐受長時(shí)間的充放電循環(huán)考驗(yàn),持續(xù)穩(wěn)定地為智算(數(shù)據(jù))中心提供可靠電力支持,降低全生命周期成本,保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性?!?/p>
當(dāng)前,智算(數(shù)據(jù))中心主要采用鉛酸電池作為儲能備電系統(tǒng),其能量密度低、壽命短、維護(hù)成本高,限制了智算中心的規(guī)?;l(fā)展,迫切需要高能量密度、高安全性的新型電池取而代之?!崩钣駮N說道。為此,中移能源科技(北京)有限公司推出智算(數(shù)據(jù))中心用浸沒式高安全鋰電池產(chǎn)品,能夠在保障電池系統(tǒng)安全的同時(shí),大幅降低電池系統(tǒng)占地空間,提高機(jī)房供備電密度。
中移能源浸沒式鋰電“所謂‘浸沒式’,就是將電池的電芯完全浸沒在特制的‘碳?xì)浠栌汀后w中。該液體具備高效散熱、化學(xué)隔離及物理抑制等三大特性,能夠從根本上杜絕電池?zé)崾Э厮l(fā)的起火、爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)?!闭箷希钣駮N指著一塊浸在“透明”液體中的電池包向記者介紹說,該技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng),可通過調(diào)整浸沒液配方,適應(yīng)從海南的高溫環(huán)境,到漠河的極寒條件等各類極端氣候。
目前,該技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室,在實(shí)際場景中得到驗(yàn)證和應(yīng)用。楊軍則看好“物理+化學(xué)”的復(fù)合儲能模式。他解釋說,復(fù)合儲能具有互補(bǔ)性能強(qiáng)、功能多、風(fēng)險(xiǎn)分散和綜合效率高等優(yōu)勢,例如飛輪儲能在頻率、電壓、瞬時(shí)響應(yīng)有優(yōu)勢,但是屬于瞬時(shí)儲能,需要液流電池、抽水蓄能、壓縮空氣儲能、冰蓄冷、光熱儲能及氫能儲能等多種儲能手段進(jìn)行技術(shù)耦合,才能滿足未來大數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模能源需求。
“沙戈荒”成為儲能應(yīng)用“藍(lán)?!?/strong>
“沙戈荒”地區(qū)是太陽能、風(fēng)能資源富足的地區(qū)。當(dāng)前,以“沙戈荒”為重點(diǎn)的大型風(fēng)光基地正成為我國新能源項(xiàng)目建設(shè)的“主陣地”,帶動(dòng)儲能需求高速增長?!缎袆?dòng)方案》鼓勵(lì),針對沙漠、戈壁、荒漠等新能源富集且本地消納能力較低的地區(qū),支持新型儲能支撐可再生能源大規(guī)模消納;國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布的《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》提出,到2030年,規(guī)劃建設(shè)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)光基地總裝機(jī)容量達(dá)到4.55億千瓦。
中核紫云200MW/400MWh儲能電站(一期200MWh)“國際能源署此前預(yù)測,到2060年,新型儲能規(guī)模需求將突破10億千瓦。不過,鑒于風(fēng)光裝機(jī)量持續(xù)超預(yù)期增長,新型儲能的實(shí)際需求將顯著超出這一預(yù)測值。”國家發(fā)展和改革委員會能源研究所系統(tǒng)中心副主任、副研究員劉堅(jiān)指出,除了規(guī)模攀升,新型儲能的功能定位也將發(fā)生轉(zhuǎn)變,除了調(diào)峰外,還可在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮調(diào)頻、調(diào)壓、備用、黑啟動(dòng)、慣量響應(yīng)等多種功能,帶來更廣泛的收益。
“因此,應(yīng)將新型儲能納入整體能源規(guī)劃,不僅將其作為頂峰資源,還要考慮其填谷等調(diào)節(jié)功能和其他靈活性資源的作用,形成更多元、更系統(tǒng)的規(guī)劃維度?!眲?jiān)建議。在國網(wǎng)寧夏電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院院長齊屹看來,“沙戈荒”大基地普遍遠(yuǎn)離電網(wǎng)主網(wǎng)架,消納需要“兩條腿”走路,其中儲能扮演著越來越重要的角色?!芭渲脙δ埽捎行交履茉垂β什▌?dòng),促進(jìn)新能源消納利用,并通過搬運(yùn)電量提升通道送電利用率以及高峰時(shí)段的電網(wǎng)頂峰能力?!饼R屹說道。據(jù)了解,截至2024年年底,寧夏投運(yùn)儲能是472萬千瓦,總體規(guī)模居全國第5。
2024年,儲能配置提升寧夏新能源利用率2.88個(gè)百分點(diǎn),對于提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力,作用非常明顯。不過,儲能的配置比例并不是越高越好。齊屹提醒,儲能的發(fā)展存在邊際效應(yīng)。據(jù)測算,在“火電400萬+新能源1100萬”場景的基礎(chǔ)上配置0-200萬千瓦(4小時(shí))儲能對晚高峰頂峰作用、新能源利用率的提升效果接近線性。繼續(xù)增配儲能至300萬千瓦以上,單位容量儲能對調(diào)峰、頂峰的效果逐漸下降。“儲能要發(fā)揮最大效用、建多少、在哪里建,明確目標(biāo)用途非常重要?!饼R屹強(qiáng)調(diào)。