根據《巴黎協定》的目標，本世紀全球平均氣溫升幅必須控制在1.5攝氏度以內。隨著氣候變化、化石燃料價格迅速上漲，需要各國大力開發可再生能源。但風能、太陽能等可再生能源一般“靠天吃飯”，具有間歇性的特點，它們無法按需發電，所以在對它們加大投資力度的同時也要做好能源的存儲。從傳統的基于鋰的“超大號”電池，到液流電池、硅相變電池、熔鹽電池、鐵空氣電池、重力電池、二氧化碳膨脹電池等，為了儲存能量各國嘗試了各種辦法。
近年來，國際局勢的變化帶來的歐洲天然氣價格飆升，影響了歐洲的能源安全。為應對氣候變化和能源危機，歐洲各國也提出了各種不同的儲能方案。
芬蘭：啟用“沙子電池”供熱系統
芬蘭初創公司“極夜能源”和能源公用事業公司Vatajankoski共同建造了世界上第一個可由太陽能和風能驅動的“沙子電池”——商用沙基高溫儲熱系統。
沙子經久耐用，價格低廉，是一種非常有效的儲存熱量的介質，并且隨著時間的推移，熱量損失也很少。在“沙子電池”中，寬約4米、高約7米的鋼制集裝箱里有自動蓄熱系統，裝著約100噸沙子。
那么，“沙子電池”是如何工作的呢？每當太陽能和風能過剩時，“沙子電池”就會利用這些能量加熱電阻使沙子溫度達到500攝氏度。這會產生熱空氣，熱空氣通過熱交換器在沙子中循環。
開發人員表示，他們的設備可讓沙子在500—600攝氏度的溫度下儲存大量熱量，并保持數月。這一儲熱系統最多可釋放100千瓦的熱電，儲能容量為8兆瓦。它可在芬蘭漫長的冬天提供能源，使住宅、辦公室、工廠甚至當地的游泳池都保持溫暖。
德國：準備巨型供暖“熱水瓶”
為了擺脫對外來能源的依賴，德國柏林準備了巨大的“熱水瓶”，今年冬天幫助民眾取暖。
這個巨大的“熱水瓶”實際是一個熱水塔，它儲存的不是電力，而是熱能。負責建造這座熱水塔的瑞典大瀑布電力公司表示，這一熱能儲存設施高45米，可容納5600萬升的熱水。其采用的巨大隔熱水箱可讓水保持長達13個小時的高溫。
這個“熱水瓶”能將可再生能源產生的多余熱量轉化為熱能進行存儲，并根據需要釋放能量，從而緩解可再生能源供應波動的問題。
這座耗資5000萬歐元的設施，熱容量達200兆瓦，其儲存的熱能能不間斷地讓大量的水保持在接近沸騰的溫度，這足以滿足柏林夏季大部分的熱水需求或冬季所需熱水量10%左右的需求。
“這是一個巨大的‘熱水瓶’，當我們不需要它的時候儲存熱量，在需要時釋放熱量。”大瀑布電力公司德國供熱部門負責人坦賈·維爾戈斯表示，“熱水瓶”可以利用并保存其他熱源，例如從工業生產中的高溫廢水中提取并保存熱能。
柏林最高氣候官員貝蒂娜·賈拉施表示，由于地理位置的原因，柏林地區比德國其他地區更依賴外來的化石燃料。國際局勢和能源危機使得他們需要加快建設這樣的蓄熱系統。
挪威：建造混凝土基商用“熱電池”
隨著電動汽車電池和儲能電池需求的增加，專家預計，到2030年，歐盟對鋰的需求量將是2020年的18倍，鈷的需求量將是5倍。到2050年，歐盟對鋰的需求量將是2020年的60倍，鈷的需求量將是15倍。但今天歐洲只在葡萄牙有一個鋰礦。與此同時，鈷供應高度集中在少數幾個市場，剛果民主共和國擁有全球一半以上的鈷儲量，澳大利亞則擁有20%的鈷儲量。解決供應鏈問題是歐洲能源轉型的關鍵。
挪威熱儲能技術廠商EnergyNest成立于2011年。其開發了一種“熱電池”以支持工業過程中的脫碳，該“熱電池”是一種基于混凝土的儲熱系統。“熱電池”的產品名稱為Heatcrete，主要通過采用特殊配方的混凝土來存儲熱量，該公司聲稱，這種混凝土材料的成本非常低，且可無害化回收。EnergyNest官網介紹，該材料可持續使用30年到50年而不會降解。
高溫傳熱流體（HTF）可通過鋼管注入“熱電池”加熱混凝土，然后隨著“電池”放電，冷的HTF流入“電池”單元的底部，熱量從頂部流出。
“熱電池”采用模塊化設計，安裝在約6米長的模塊化鋼管中，系統既經濟又緊湊，能量密度高，熱量損失少，容量可從兆瓦時擴展到吉瓦時。
2016年，該儲熱系統在阿布扎比馬斯達研究所的太陽能熱發電平臺上實現首次示范應用。2021年，EnergyNest獲得基礎設施股權投資商1.1億歐元的投資。
目前，該公司正在意大利西西里島建造第一個商業“熱電池”。德國《商報》報道稱，該公司的“熱電池”對于該行業擺脫天然氣以及整體脫碳或具有決定性意義。
實用！3種儲能方案解鎖整縣推進新模式
整縣推進中面臨著越來越多的問題，譬如臺區變壓器容量不足、負荷對電網短時沖擊、光伏發電消納差、企業用電費率高、限電等，固德威“光伏+儲能”為這些場景提供了解決方案；同時各地也相應推出分布式儲能補貼政策，落實碳達峰碳中和目標任務，加快推進能源綠色低碳轉型。
本文羅列了分布式儲能部分政策以及固德威整縣推進儲能經典設計方案。
01、分布式儲能部分政策
多個省份發布政策要求配置儲能，小固整理了部分分布式儲能相關政策，因篇幅有限，更多的儲能政策可關注本微信公眾號后續文章。
1.1蘇州工業園區
蘇州工業園區發布《蘇州工業園區進一步推進分布式光伏發展的若干措施》。
2022年1月1日后并網發電、且接入園區碳達峰平臺的分布式光伏項目，對建筑業主方按項目發電量補貼0.1元/千瓦時，補貼1年。對光伏建筑一體化應用項目(光伏組件作為建筑構件)投資方按項目發電量補貼0.1元/千瓦時，補貼3年。支持光伏項目配置儲能設施，2022年1月1日后并網、且接入園區碳達峰平臺的儲能項目，對項目投資方按項目放電量補貼0.3元/千瓦時，補貼3年。
1.2浙江義烏
浙江義烏發布《推動源網荷儲協調發展和加快區域光伏產業發展的實施細則》。
用戶側儲能根據峰段實際放電量給予儲能運營主體0.25元/千瓦時的補貼、補貼兩年；已參與共享儲能交易的不再享受此補貼。
1.3深圳福田
深圳福田區發布《深圳市福田區支持戰略性新興產業和未來產業集群發展若干措施》。
支持鼓勵在福田區開展高安全、高可靠、長壽命的儲能項目建設，結合節能超市采購額比例，對已并網投運且實際投入100萬元以上的電化學儲能項目按照實際放電量，給予最高0.5元/千瓦時的支持，每個項目支持期限為3年，同一項目支持不超過200萬元。對冰蓄冷、水蓄冷等其他儲能項目，結合節能超市采購額比例，按項目實際建設投入的20%以內，一次性給予最高200萬元支持。
02、戶用光儲解決方案
某村共120戶居民，其中30戶別墅家庭平時用電量較大，安裝儲能系統，平均每戶安裝12.8kWp光伏及6.6kWh儲能，整個村總容量為384kWp光伏和198kWh儲能，如圖所示。
2.1系統配置
12.8kWp/6.6kWh儲能系統配置清單
2.2電氣系統圖
2.3運行策略
?通用模式：PV充足的時候，優先供負載使用，多余的電給電池充電，電池存滿還有多余的電賣給電網；當PV不足的時候，電池放電，和PV一起供負荷使用；當PV和電池里的電都不足以供負荷使用，由大電網進行補充；
?峰谷套利模式：對電池的充放電時間進行設置，在電價谷時階段，由電網給電池進行充電，在峰時階段，電池放電給負載使用。
考慮到居民本身白天用電量不大，峰谷套利沒有太大的空間，故本系統設置為通用模式。
2.4經濟測算
以單戶12.8kWp/6.6kWh儲能系統來測算：
注：廣州第一檔0.64元/kwh，第二、三檔電價分別在第一檔基礎上加價0.05元、0.30元，即依次為每千瓦時0.69元、0.94元。
“
小固解讀
?系統優點是整縣推進減少對電網的沖擊和臺區電壓的抬升，每戶都是一個小型微電網，可以用來應對電網停電和電價上浮的影響；缺點是儲能分散，電網調控困難，且儲能系統相對安全、施工工藝要求較高。
?戶用儲能2.0解決方案致力于融于家庭充電樁和負載監控的解決方案，使整個家庭用電趨于零碳，并且負荷和綠電處于可控的狀態。
03、臺區光儲解決方案
某村共120戶居民，其中分布式光伏安裝42戶，裝機容量約為500kWp，在村級變壓器側配置儲能系統單個單元50kW/90kWh，采用一體化模塊化設計，布置在變壓器旁邊的空地上，如圖所示。
3.1系統配置
50kW/90kWh儲能系統配置清單
50kW/90kWh儲能單元采用模塊化設計方案，包括1臺50kW儲能變流器（GW50K-BTC）和1臺鋰電池戶外柜，單套鋰電池戶外柜主要由10個電池模組組成，每個模組容量為9.216kWh，每1套鋰電池戶外柜通過匯流后接入儲能變流器GW50K-BTC直流側，經BTC交流側輸出接入0.4kV母線。每個儲能單元預留RS485接口，可實現各種應用場合的設備運行信息采集和運行策略控制。
3.2電氣系統圖
接入示意圖
3.3運行策略
儲能主要是抵消中午光伏峰值發電的時段，減少光伏發電對臺區電壓的抬升和電網的沖擊；放電時間設置在光伏不足負荷攀升階段，抵消全村120戶負荷攀升的影響，具體放充電時間由電網進行控制。
3.4經濟測算
以臺區500kWp光伏、50kW/90kWh儲能整體測算（10%儲能配置）：
“
小固解讀
?臺區配置儲能成了解決臺區電壓抬升、臺區消納的最優方案。
?儲能補貼經濟性更好，按照蘇州地區實際放電0.9元/KWH補貼2年，一充一放合計補貼約5萬元。
?該方案同樣適用于小型工商業屋頂項目。
04、車棚光儲充解決方案
整個車棚包括120kW的光伏、10kW/15kWh的儲能示范及1個60kW直流充電樁、5個7kW交流充電樁，如下圖所示。
交流充電樁單元
4.1電氣系統圖
系統示意圖
4.2運行策略
?通用模式：光伏優先供電、電池次之、余電上網
?定時、定峰模式：谷電時充電、峰電時放電
?負荷整形模式：根據負荷預測進行削峰填谷的運行控制
?V2G與儲能混合模式：V2G參與充放電時的混合運行模式
本項目設置的模式為定時、定峰模式（經濟模式），執行兩充兩放指令，夜間0:00-8:00執行強充，8:00-11:00全部釋放，平期11:00-17:00執行強充，17:00-22:00完全放出。
4.3經濟測算
車棚120kW光伏、10/15kWh儲能整體測算：
注：江蘇峰期8:00-11:00、17:00-22:00,平期11:00-17:00、22:00-24:00,谷期0:00-8:00
“
小固解讀
?光儲充在工商業場景的收益是非常不錯的，系統的收益來自于光伏發電、峰谷套利和電動汽車充電。
?通過建設光儲充一體化電站，引入儲能單元，通過光伏自發自用，配合能量搬移和負荷調度，實現用電高峰時電力增容，是解決城市充電難的解決途徑。
總結
除上述應用場景，園區級儲能和工廠光儲油系統也是常見的應用場景，盡管受限于成本，國內用戶側的儲能一直比較滯后，但儲能有著提高供電可靠性、改善電能質量、削峰填谷、避免電力增容等天然優勢，是后期整縣推進的助推器和催化劑
來源：固德威光伏社區 科技日報實習記者 張佳欣
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