作者丨张维佳
编辑丨张心怡
美编丨马利亚
监制丨赵晨
“从‘政策驱动’到‘创新驱动’,从‘规模扩张’到‘质效优先’,我国储能产业正迈向高质量发展新阶段。”近日,中国化学与物理电源行业协会秘书长王泽深在第十五届储能大会暨展览会上(以下简称“CIES2025”)提出,“新型储能电站建设要统筹考虑各省网架现状、调节能力现状、消纳能力等,结合建设综合成本最优、调节能力最强、消纳能力最高三个维度出发,以系统性、协同性、整体性思维破解发展障碍。”记者从会上了解到,新型储能产业正逐步实现从商业化初期向规模化发展的转变,应用场景不断拓宽;数据中心储能、沙戈荒大基地配套储能等场景加速推广应用,开启市场新空间。
数据中心储能迎来爆发式增长
算力是数字经济发展的核心生产力。随着人工智能技术的蓬勃发展,数据中心作为核心基础设施,数量和规模持续增长,对能源供应提出更高要求,数据中心用储能迎来发展新机遇。“数据中心是能耗大户,目前没有公开统一的全社会大数据中心能耗数据,但从不同渠道得到的数据进行估算中位数,2025全年全行业IDC用电量大约为 2000亿千瓦时。
随着AI技术的大规模应用,预计这一数字将来会持续攀升至大约4000亿千瓦时。亟须‘安全、绿色、用之不竭’的新能源与之相匹配。”中国通信建设集团有限公司副总经理兼研究院总院长杨军表示。当前,我国数据中心积极推进绿电使用,以中国电信青海零碳大数据中心为例,已经率先实现信息通信网络基础设施的完全碳中和示范。
中国电信(国家)数字青海绿色大数据中心除了用电量大,数据中心对供电可靠性及电能质量要求也极高。杨军指出,一方面,数据中心通常需要24小时不间断供电;另一方面,数据中心的电力需求呈现出波动性,尤其是在CPU+GPU复杂云计算场景的AI计算密集型任务时,电力消耗会高速激增。“风电、光伏等新能源电站发电具有时有时无、时强时弱的波动性、间歇性等特点,难以持续稳定供电。
同时,新能源电力必须符合国家主网传输并网标准,满足电压、频率、波形等参数要求,因此即便直接逆变上网,也无法完全解决电力供给质量问题。”杨军进一步解释说,在此背景下,大规模储能等不间断电源备电系统已成为保障数据中心电力供应的“新刚需”。
“数据中心储能主要有两大作用:一是当市电出现异常状况时,储能能够即时无缝介入,为 ICT 设备持续供电,切实保障供电系统的可靠性;二是在面对电网的峰谷时段交替,储能可灵活进行容量的动态调节,助力平衡电力供需,大幅提升能源利用效率。”中移能源科技(北京)有限公司副总经理李玉昇在采访中告诉记者。近日,工业和信息化部等八部门印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》(以下简称《行动方案》),提出面向数据中心、智算中心、通信基站、工业园区、工商业企业、公路服务区等对供电可靠性、电能质量要求高和用电量大的用户,推动配置新型储能。
记者了解到,智算(数据)中心对储能技术的需求有两个核心点:一是高安全,在在任何工况下,有效防控诸如热失控、短路等各类安全风险,守住数据和算力的安全底线;二是长寿命,能够耐受长时间的充放电循环考验,持续稳定地为智算(数据)中心提供可靠电力支持,降低全生命周期成本,保障业务的连续性。“
当前,智算(数据)中心主要采用铅酸电池作为储能备电系统,其能量密度低、寿命短、维护成本高,限制了智算中心的规模化发展,迫切需要高能量密度、高安全性的新型电池取而代之。”李玉昇说道。为此,中移能源科技(北京)有限公司推出智算(数据)中心用浸没式高安全锂电池产品,能够在保障电池系统安全的同时,大幅降低电池系统占地空间,提高机房供备电密度。
中移能源浸没式锂电“所谓‘浸没式’,就是将电池的电芯完全浸没在特制的‘碳氢基硅油’液体中。该液体具备高效散热、化学隔离及物理抑制等三大特性,能够从根本上杜绝电池热失控所引发的起火、爆炸等安全风险。”展会上,李玉昇指着一块浸在“透明”液体中的电池包向记者介绍说,该技术适应性强,可通过调整浸没液配方,适应从海南的高温环境,到漠河的极寒条件等各类极端气候。
目前,该技术已走出实验室,在实际场景中得到验证和应用。杨军则看好“物理+化学”的复合储能模式。他解释说,复合储能具有互补性能强、功能多、风险分散和综合效率高等优势,例如飞轮储能在频率、电压、瞬时响应有优势,但是属于瞬时储能,需要液流电池、抽水蓄能、压缩空气储能、冰蓄冷、光热储能及氢能储能等多种储能手段进行技术耦合,才能满足未来大数据中心的大规模能源需求。
“沙戈荒”成为储能应用“蓝海”
“沙戈荒”地区是太阳能、风能资源富足的地区。当前,以“沙戈荒”为重点的大型风光基地正成为我国新能源项目建设的“主阵地”,带动储能需求高速增长。《行动方案》鼓励,针对沙漠、戈壁、荒漠等新能源富集且本地消纳能力较低的地区,支持新型储能支撑可再生能源大规模消纳;国家发展改革委和国家能源局发布的《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》提出,到2030年,规划建设以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风光基地总装机容量达到4.55亿千瓦。
中核紫云200MW/400MWh储能电站(一期200MWh)“国际能源署此前预测,到2060年,新型储能规模需求将突破10亿千瓦。不过,鉴于风光装机量持续超预期增长,新型储能的实际需求将显著超出这一预测值。”国家发展和改革委员会能源研究所系统中心副主任、副研究员刘坚指出,除了规模攀升,新型储能的功能定位也将发生转变,除了调峰外,还可在电力系统运行中发挥调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能,带来更广泛的收益。
“因此,应将新型储能纳入整体能源规划,不仅将其作为顶峰资源,还要考虑其填谷等调节功能和其他灵活性资源的作用,形成更多元、更系统的规划维度。”刘坚建议。在国网宁夏电力有限公司经济技术研究院院长齐屹看来,“沙戈荒”大基地普遍远离电网主网架,消纳需要“两条腿”走路,其中储能扮演着越来越重要的角色。“配置储能,可有效平滑新能源功率波动,促进新能源消纳利用,并通过搬运电量提升通道送电利用率以及高峰时段的电网顶峰能力。”齐屹说道。据了解,截至2024年年底,宁夏投运储能是472万千瓦,总体规模居全国第5。
2024年,储能配置提升宁夏新能源利用率2.88个百分点,对于提升电网调节能力和新能源消纳能力,作用非常明显。不过,储能的配置比例并不是越高越好。齐屹提醒,储能的发展存在边际效应。据测算,在“火电400万+新能源1100万”场景的基础上配置0-200万千瓦(4小时)储能对晚高峰顶峰作用、新能源利用率的提升效果接近线性。继续增配储能至300万千瓦以上,单位容量储能对调峰、顶峰的效果逐渐下降。“储能要发挥最大效用、建多少、在哪里建,明确目标用途非常重要。”齐屹强调。