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奋力书写储能高质量发展的山东答卷

中国经济导报、中国发展网  王磊、蒋明、段文奇、苏航、记者尹明波报道  储能是构建新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要装备基础和关键支撑技术,是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑,对于应对极端事件、保障能源安全、促进高质量发展具有重要意义。为推动“十四五”储能高质量规模化发展,山东坚持以规划为引领、以创新为驱动、以市场为主导、以机制为保障、以安全为底线,高点定位、统筹谋划、科学布局,滚动推进抽水蓄能建设,大力实施电化学储能“百万千瓦”行动计划,探索创新突破压缩空气储能,奋力书写储能高质量发展的山东答卷。

国家电投海阳101兆瓦202兆瓦时储能电站。

国家电投海阳101兆瓦/202兆瓦时储能电站。

让我们先看一组山东储能数据:

•截至目前,全省在运储能规模达到511万千瓦。

•在运抽水蓄能装机310万千瓦,分别为泰安一期100万千瓦、沂蒙120万千瓦、文登1—3号机组90万千瓦。在建装机390万千瓦,分别为潍坊120万千瓦、泰安二期180万千瓦、文登4—6号机组90万千瓦。

•在运电化学储能项目67个,规模200万千瓦,居全国首位;在建项目17个,规模180万千瓦。

•在运压缩空气储能项目1个,规模1万千瓦;在建项目1个,规模30万千瓦;年内拟开工项目2个,规模95万千瓦。

•截至2022年年底,全省全口径发电装机容量达到18957.8万千瓦,是2020年的1.2倍。

•可再生能源发电装机历史性突破7210万千瓦,较2020年增长2669万千瓦。

•风电发电装机规模达到2302万千瓦。

•光伏发电装机规模达到4269万千瓦,稳居全国第一。

截至目前,山东全省在运储能规模达到511万千瓦。其中,在运抽水蓄能装机310万千瓦,分别为泰安100万千瓦、沂蒙120万千瓦、文登1—3号机组90万千瓦。在建装机390万千瓦,分别为潍坊120万千瓦、泰安二期180万千瓦、文登4—6号机组90万千瓦。在运电化学储能项目67个,规模200万千瓦,居全国首位。在建项目17个,规模180万千瓦。在运压缩空气储能项目1个,规模1万千瓦。在建项目1个,规模30万千瓦。年内拟开工项目2个,规模95万千瓦。

政策体系完善

按照“竣工一批、开工一批、储备一批、谋划一批”总体思路,明确抽水蓄能“十四五”及中长期发展目标与重点任务,出台全省抽水蓄能电站建设工程行动方案。坚持应规尽规、能开快开、生态优先、因地制宜,严守生态保护红线,加快项目规划布局,科学安排开发时序。全面开展新一轮资源普查,摸清站点条件,划定站址范围,形成抽水蓄能滚动规划报告,力推纳入国家规划。

搭建电化学储能“四梁八柱”,出台示范应用实施意见,配套制定行动方案、若干措施,以点带面探索发展路径,形成“实施意见+行动方案+若干措施+示范项目”总体布局。

健全储能技术规范,构建涵盖地方标准、团体标准、企业标准等多层次标准体系,启动储能设计、生产、建设、验收、运维、管理等全过程标准制定计划,目前已发布实施地方标准4项、立项8项,《山东省电化学储能电站消防设计审查和消防验收技术导则》《电化学储能发电工程检测规程》等填补相关领域空白。

率先建立市场化机制,以电量交易、容量补偿、容量租赁等方式,疏导储能运营成本。优化储能调运,根据电力运行实际实行自调度和统一调度;创新“储能优先”,将储能配置作为集中式风电、光伏项目并网首要条件,按照比例高低排序依次保障并网。

依托山东科技大学成立全国首个高校储能专业二级学院,大力培育储能“高精尖缺”人才。组建山东省储能技术创新联盟,涵盖高等院校、科研院所、骨干企业等30余家,产学研用体系不断健全。

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华能济南黄台100兆瓦/200兆瓦时储能电站现场图。

实行全周期管控,引导企业积极采用先进安全防范技术,全面开展涉网安全检测,定期开展技术监督,确保储能安全。

开展全省盐穴可利用资源可行性研究。泰安按照“前端扩能建穴—中端盐穴储能—后端建网延链”思路,编制盐穴储能综合利用规划,配套起草实施意见,强化项目布局,加快盐穴腾退速度,目前确定4对可用盐穴,另有6对盐穴10月底前完成测腔工作。菏泽正与中能建集团积极对接论证,拟采用取矿、造腔、建储能电站的链条方式,规划6台30万千瓦盐穴储能项目。

模式创新再拓展

在技术路线上,坚持电化学、压缩空气、制氢储氢等多种模式齐头并进。全国首个“高压级联+集中液冷”储能项目在华电莱城电厂投运,两种技术融合应用,工作效率比常规储能提高3.5%—5%;三峡能源庆云储能电站,利用高效液冷管路流程结构,可将电芯温差从3℃降到2℃,有效延长电池寿命。同时,应用全变频自然冷却技术,年能效比达到4.62,高于普通变频机组32%;济宁微山县储能调峰电站示范项目,综合配置“风冷锂离子电池+液冷锂离子电池+固态电池”技术,提升效率2%—3%、降低辅助能耗20%;2021年建成的肥城10兆瓦先进压缩空气储能示范项目,有效验证先进压缩空气储能技术可靠性、可行性。

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肥城10兆瓦先进压缩空气储能电站。

在应用场景上,坚持独立共享、新能源配建、火电联合调频、移动应急、煤矿清洁替代、煤电制氢等多元应用。强化独立共享,2021年,在海阳、庆云、滕州、黄台、孟家,建成总装机规模502兆瓦/1032兆瓦时电化学调峰类储能示范项目5个;2022年,在微山、郯城、山亭、台儿庄,建成总装机规模400兆瓦/800兆瓦时电化学调峰类储能示范项目;截至目前,在沂水、寒亭、鄄城、莱芜,建成总装机规模350兆瓦/700兆瓦时电化学调峰类储能示范项目。强化新能源配建,引导新增风电、光伏发电项目租赁或配建储能设施,截至4月底,全省配建储能达到1465兆瓦时。强化火电联合调频,大唐临清、华电莱城两个调频项目作为2021年首批储能示范项目,累计参与调频辅助服务967台次、完成调节里程1055万兆瓦;相关燃煤机组调频能力指标KPD值由2.0左右提升至3.0左右。强化移动应急,山东电工电气研发制造国内首台新一代智能型移动储能车,实现削峰填谷、保电、应急、备用、扩容、智能充售、移动救援多重场景一体化应用。强化煤矿清洁替代,横河煤矿2兆瓦保安电源清洁替代工程建成投运,采用削峰填谷模式,每套储能系统设置预留40%电量,保障风机、提升机正常运行,在突发停电时,实现一个小时内将井下人员安全撤回地面。强化煤电制氢,加快推进华电潍坊3.5万千瓦“煤电+制氢”项目,投产后制氢能力可达6吨/天,可满足5座加氢站供氢需要。

在商业模式上,推进储能参与电力现货交易。国家电投海阳储能电站,首次采用自主开发储能现货辅助决策系统预测电价,制订次日充放电方案,实现以自调度模式参与电力现货市场;华电滕州公司对接山东省电力调控中心和交易中心,利用独立储能设施用电特性,优化调整平台申报约束信息,成功提交电能量申报信息;三峡新能源庆云建立“日跟踪、日协调、周总结”电力市场交易机制,参与电力辅助、电网调峰、储能容量租赁等服务;华能济南黄台储能电站,根据季节特点及现货市场实际,探索单充单放、两充两放、小功率充放及分段充放结合模式,有效提升运行效率及收益;莱芜孟家储能电站,依托储能市场化交易运营管理平台,分析不同电力市场环境,实现电价、电价分布概率等数据精准预测。截至目前,上述5家储能电站通过市场机制发现储能价值,先后充、放电2312次,累计充电量36258千瓦时,放电量29008千瓦时。

产业链条延伸

坚持市场导向与政府引导、研发创新与推广应用、合作引进与重点培育相结合,建成覆盖材料生产、设备制造、储能集成、工程建设、咨询检测等的完整产业链。在材料生产上,打造瑞福锂业品牌,筑牢产业优势地位;在设备制造上,比亚迪、欣旺达等龙头企业布局山东,潍坊高创、烟台卓越等企业液流电池、固体蓄热等走出差异化道路;在集成建设上,山东电工电气、山东电力工程咨询院等竞争实力稳步提升;在相关服务上,山东电科院、山东电工电气与中国电科院联合成立储能检测技术共享(山东)实验室,枣庄建成国家锂电池产品质量检验检测中心。同时,大力培育骨干企业和产业集群,支持枣庄、泰安、东营等城市,聚力打造全国储能产业聚集区。

枣庄“北方锂电之都”。枣庄拥有锂电企业35家,其中重点锂电企业19家,产品种类200多个,形成从锂矿开采加工到正负极、隔膜、电解液等关键材料及动力电池制造、检测检验、终端应用及拆解回收等产业链,实现正极材料10万吨、负极材料4万吨、隔膜16亿平方米、电解液13万吨、电芯10吉瓦、拆解0.4万吨产能规模。

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华电滕州101兆瓦/202兆瓦时储能电站。

泰安“泰山锂谷”储能基地。延长链条发展多元储能,确定实施各类项目10个,总投资182.29亿元;集中打造华能新泰光伏制氢基地示范项目,列入山东第二批氢能重点项目;依托华硕能源开发固态储氢、氢燃料应急(备用)电源等;依托瑞福锂业“龙头”带动,构建肥城“锂精矿加工—基础锂盐—正负极材料—电池组件组装—废旧电池回收利用”全生命周期产业链。截至目前,肥城锂电企业达到15家,产业规模突破100亿元,力争5年内冲刺千亿元。

东营电化学储能产业园。立足本地产业及资源要素,引导向上游高附加值储能产业发展;积极推进正负极材料、电解液等锂电池产业链拓展;全国规模最大的锂电池电解液材料供应商——石大胜华公司,成为国内唯一一家具有5种电解液溶剂、7种电解液添加剂和电解液溶质生产资质企业,碳酸酯类产品占全球市场份额40%以上,电池级碳酸酯类产品占国内出口总量70%以上。截至目前,东营锂电池产业在建项目10个,总投资65.4亿元,拟建项目共10个,总投资100.2亿元。2021年,锂电池产业实现营业收入116.76亿元,利税总额26.4亿元,利润21.6亿元。

纵深推进再提速

坚持“远近结合、突出重点、渐次推进”原则,加快多技术路径储能体系建设,增强电网调节能力,促进新能源大规模、高比例开发应用,保障电力系统安全稳定运行。

梯次推进抽水蓄能电站建设。抽水蓄能按照“储备一批、开工一批、竣工一批”的要求,压茬推动抽水蓄能电站规划建设。到2025年,在运规模达到400万千瓦;到2027年,达到520万千瓦。加快推进在建项目。坚持“一项目一台账”,提速项目进度,确保文登项目年内实现全容量并网,其中,4号机组30万千瓦6月底前建成投运,力争5号机组30万千瓦迎峰度夏期间具备试运行条件、6号机组30万千瓦四季度建成投运。持续推进潍坊120万千瓦、泰安二期180万千瓦项目建设,分别于2027年、2029年建成投运。

抓好项目滚动建设。对已纳规项目,加快推进前期手续办理,提速枣庄庄里100万千瓦项目相关手续办理,争取年内核准开工;推动莱芜船厂100万千瓦、五莲街头100万千瓦、蒙阴华皮岭100万千瓦等项目前期工作,力争2024年核准开工。

系统谋划接续项目。紧密跟踪国家抽水蓄能中长期规划修编调整进展,全力对上汇报争取,力争全省更多项目纳规,尽快启动前期工作,推动项目早核准、早开工。加快推进电化学储能建设。实施“百万千瓦”行动计划,力争每年新开工项目100万千瓦以上、建成100万千瓦左右。到2025年,在运规模达到500万千瓦左右;到2027年,达到600万千瓦。

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山东文登抽水蓄能电站俯瞰图。

科学规划产业布局。着力打造“一带、两城、三区、N基地”储能发展格局,“一带”即“海上新能源+储能”应用带,“两城”即济南、青岛两个储能应用示范城市,“三区”即鲁北、鲁西南、鲁中储能多场景应用重点区域,“N基地”即建设一批上下协同、各具特色的配套产业基地。积极拓展应用场景。开展多元化应用试点,以“储能+海上新能源”为重点,建立储能统筹布局、合作建设新模式;以海岛能源网为重点,探索多能互补、联动调度运行新机制;以“冷热双储+火电”为重点,试点推动传统电源向综合能源供应站转变;以液态压缩空气储能等技术为重点,试验一批中小型储能电站。

完善市场化运营机制。制定长时储能支持政策,加大容量租赁支持力度,推动新能源和储能联合参与市场。完善虚拟电厂入市政策,细化辅助服务补偿机制。试点推进压缩空气储能建设。坚持科学规划、试点先行,实施优先列入示范、加大容量补偿、落实输配电价、参与现货交易等一揽子支持政策,加快压缩空气储能规模化推广应用。到2025年,在运规模达到100万千瓦左右;到2027年,达到200万千瓦。

储能作为护航能源高质量发展的“压舱石”,在“充电”“赋能”新能源快速增长、可再生能源消纳、电网稳定运行等方面作用彰显,绿色转型提速突破。截至2022年年底,山东省全口径发电装机容量达到18957.8万千瓦,是2020年的1.2倍。可再生能源发电装机历史性突破7210万千瓦,较2020年增长2669万千瓦。其中,风电发电装机规模达到2302万千瓦,光伏发电装机规模达到4269万千瓦,稳居全国第一。储能破解“弃风弃光”成效显著,据统计,2022年全年累计减少“弃风弃光”电量3.6亿千瓦时,可满足68万户居民家庭1个月用电需求,相当于减少标准煤消费18.4万吨,减排二氧化碳5.6万吨。今年1至4月,累计减少“弃风弃光”电量1.94亿千瓦时,可满足37万户居民家庭1个月用电需求,相当于减少标煤消费9.9万吨,减排二氧化碳3.0万吨。储能作为电力系统调节的重要法宝,2022年全省电化学储能累计放电2.94亿千瓦时,有力支撑电力稳定可靠供应。率先在济南、烟台建设电网故障后调用储能装置,储能快速响应能力得到充分发挥,并将全省60余座储能场站接入华北电网系统保护,可减少用户停电200万千瓦。随着储能电站陆续投运,在山东,电网黑启动能力持续提升,电网运行的安全性、可靠性显著增强。(本文照片均由山东省能源局提供)

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