湖北省応城では、世界初の300メガワット級圧縮空気貯蔵発電所がネットワーク化された。余健兵撮影

広東仏山、9本のリチウム電池技術ルートが宝塘貯蔵エネルギー発電所で「同台比武」し、組立規模は広東港澳大湾区の新型貯蔵エネルギー総量の約1/5を占めている、

湖北省応城では、世界初の300メガワット級圧縮空気貯蔵発電所がネットワークに接続され、廃棄塩穴をガス貯蔵庫として利用し、単回に貯蔵された電力量は中小都市で5時間連続電力を使用することができる。

江蘇省は東のように、国内初の100メガワット時重力エネルギー貯蔵プロジェクトの建設を急いでおり、高さ148メートルのエネルギー貯蔵塔は重力ブロックの昇降と下放を通じて、貯蔵放電を行う……

今年に入ってから、新型エネルギー貯蔵の異なる技術路線が着地し続けている。新型エネルギー貯蔵とは、揚水エネルギーのほか、出力電力を主な形式とし、対外的にサービスを提供するエネルギー貯蔵技術であり、電気化学エネルギー貯蔵、圧縮空気エネルギー貯蔵、重力エネルギー貯蔵などを含む。これらは電力システムの伝統的な即発・即使用方式を変えることができ、例えば「スーパー充電宝」、新エネルギーの大発生時または電力使用の低迷時に充電し、新エネルギーの出力が小さいか電力使用のピーク時に放電し、新エネルギー開発の消去と電力システムの安全で安定した運転を促進するのに有利である。

今年の「政府活動報告」では、「新型エネルギー貯蔵の発展」が提案された。今年第1四半期末現在、全国で完成した新型エネルギー貯蔵プロジェクトの累計出荷規模は3530万キロワット/7768万キロワット時に達し、2023年第1四半期末より210%増加した。現在の新型貯蔵能力の発展にはどのような特徴が現れているのだろうか。また、どのような課題に直面していますか。記者が取材を行った。

装置規模が急速に増加し、技術革新が絶えず突破され、応用シーンがさらに豊富になった

湖北省応城市の300メガワット圧縮空気貯蔵発電所では、地下500メートルに150万立方メートル以上のガス貯蔵空間を持つ地下廃棄塩穴があり、ガス注入によるハロゲン排出の調整が行われている。

「塩穴は地下塩層が採掘された後に形成されたキャビティであり、密閉性がよく、耐用年数が長く、敷地が少ないなどの優位性を備え、ガス貯蔵の理想的な場所である」と中国能建数科グループの李峻副社長は言う。現在、圧縮空気貯蔵発電所の単位建設コストは一般的に1キロワット当たり6000元から8000元であり、徐々に揚水貯蔵発電所の建設コストに近づいている。

5月11日、1万キロワット時の電力量が電池コンテナ内からすべて送り出されたことに伴い、広西伏林ナトリウムイオン電池貯蔵発電所は出荷に成功した。これは我が国のナトリウムイオン電池の貯蔵技術が初めて規模化応用を実現したのである。

南方電力網広西電力科学研究院の技術専門家唐彬氏によると、リチウムイオン電池に比べ、ナトリウムイオン電池の資源源は広く、埋蔵量が豊富で、価格が安い。また、マイナス40℃〜80℃の環境で動作することができ、使用範囲が広い。現在、同発電所のナトリウムイオン電池貯蔵システムのエネルギー変換効率は92%を超えている。

風力発電光発電は間欠性、変動性が大きく、大規模、高比率の接続には貯蔵エネルギーなどの調節性電源が支持として必要である。立地要求が高く、建設周期が長いなどの要素に影響される揚水貯蔵エネルギーと異なり、新型貯蔵エネルギーは配置が柔軟で、建設周期が短く、応答速度が速いなどの優位性がある。

近年、新型エネルギー貯蔵は日増しに我が国の新型エネルギーシステムと新型電力システムの建設の重要な支えとなっている。

設備規模が急速に増加している。2023年、新型貯蔵能力の新規導入規模は約2260万キロワット時/4870万キロワット時で、「第13次五カ年計画」の最終導入規模の約10倍である。新型エネルギー貯蔵発電所の建設は徐々に集中型、大型化の傾向を呈しており、今年第1四半期末現在、10万キロワット以上のプロジェクト搭載機の割合は54.8%だった。

技術革新は絶えず突破している。電力計画設計総院の何肇副院長によると、現在、我が国の新型エネルギー貯蔵技術路線は依然としてリチウムイオン電池のエネルギー貯蔵を主とし、95%を占めているが、各種新技術路線の工事化応用は加速している。昨年以来、複数の300メガワット級圧縮空気貯蔵プロジェクト、100メガワット級液流電池貯蔵プロジェクト、メガワット級フライホイール貯蔵プロジェクトが着工され、重力貯蔵エネルギー、液体空気貯蔵エネルギー、二酸化炭素貯蔵エネルギーなどの新技術が着地した。

応用シーンがより豊富になる。合肥美の暖通設備有限会社に入ると、屋根の光伏板、地面のエネルギー貯蔵箱が整然と並んでいる。「低価格または太陽光発電の大発生時に蓄電し、ピーク時に放電し、昨年11月に稼働して以来、累計100万元以上の電気料金を節約している」と同社の徐波工事部長は述べた。現在、合肥は肥西電力網の9つのユーザー側エネルギー貯蔵プロジェクトの建設を推進しており、6月末までに10万キロワット時のエネルギー貯蔵調整資源プールを建設し、ピークを迎えて夏を過ごすのを支援する予定だ。

ユーザー側は、エネルギー使用コストを下げ、エネルギー使用品質を高めることができる、電源側では、システムフレンドリー型新エネルギー発電所の建設を加速させ、新エネルギーとネットユーザーの好性を向上させる。電力網側では、ピーク調整、周波数調整などの多種のサービスを提供し、電力網の脆弱な地域で電力保障能力を強化する……新型エネルギー貯蔵は電力システムの源、網、荷などの各段階と融合して発展し、エネルギーのクリーン利用レベルと電力システムの運行効率を高めることができる。

研究開発に力を入れ、融合革新プラットフォームの建設を推進し、産業チェーンの上下流の協同発展を牽引する

エネルギー貯蔵産業チェーンの上流は原材料と設備に関連し、中流はエネルギー貯蔵システムと集積に関連し、下流は電力システムのエネルギー貯蔵応用に関連する。国家エネルギー局のデータによると、「第14次5カ年計画」以来、新たに新たに追加された新型エネルギー貯蔵装置の直接牽引投資は1000億元を超え、産業チェーンの上下流協同発展を牽引している。

遠景動力オルドス電池基地は、均質パルプ、コーティング、ロールプレス、ダイカットなどの複数の工程を経て、1枚の青色四角形の電気コアが次々とラインオフし、その後、遠景貯蔵エネルギーの河北、甘粛などの組立基地に転送され、20尺5メガワット時のコンテナ貯蔵システムに組み立てられる。

「単一のエネルギー貯蔵コンテナは5000キロワット時の電力量を貯蔵することができる。市場の主流である20尺3.35メガワット時のエネルギー貯蔵システムに比べて、単位体積容量はさらに大きく、敷地面積は約40%減少でき、サイクル寿命は1万回を突破し、全ライフサイクルの電力コストは約30%減少した」と遠景グループの田慶軍上級副総裁は記者に語った。今年第1四半期、遠景貯蔵エネルギーの出荷量は1.2チワワ時を超え、前年同期比50%以上増加した。

田慶軍によると、新型エネルギー貯蔵は大容量、高密度、超安全、長循環、知能化の方向に進級している。「未来の新型エネルギー貯蔵にはまだ大きな技術進歩の余地があり、リチウム電池のエネルギー貯蔵度の電気コストは0.1元以下に下がる見込みだ。その時、『不安定な新エネルギー+新型エネルギー貯蔵調整』の電気度コストは0.3元以下に下がる見込みで、石炭電力に比べてコスト競争力があり、炭素ピーク炭素中和の実現を推進する」

同時に、新型エネルギー貯蔵産業の一部のコア部品と重要な材料技術は依然として攻略しなければならず、産業チェーンの基礎と完全性はまだ向上する必要がある。現在、国内の関連企業、科学研究機構、高等大学などは新型エネルギー貯蔵技術の革新、応用配置などの方面の研究を継続的に展開し、産業体系の整備を推進している。

――重要技術装備の研究開発に力を入れ続けている。

膨張機は圧縮空気貯蔵能力の重要な設備の一つであり、高圧、高負荷、高回転速度で効率的に運転するには、高い技術障壁が存在する。「われわれは各大科学研究院所、頭部装備企業をリードし、協力して技術難関攻略と工事実践を展開し、大容量、高パラメータ、超長時間空気圧縮/膨張ユニットの技術設計などの国際空白技術を攻略し、重要な核心技術装備の100%国産化を実現した」と李峻氏は紹介した。

ここ数年来、300メガワット級圧縮空気貯蔵ホスト設備、全国産化液流電池ダイアフラム、単体メガワット級フライホイール貯蔵システムなどが突破を実現し、我が国の貯蔵技術が世界の先進レベルに達するのを助けた。

--融合革新プラットフォームの建設が加速的に推進されている。

広州白雲区では、機械が轟音し、構造が揚重され、新型エネルギー貯蔵製品のテストに特化した220キロボルト変電所が建設される。「完成後、研究開発チームとメーカーはここで真実のシーンテストを完成し、製品を迅速に市場に向かわせることができる」と国家地方共同建設新型エネルギー貯蔵革新センター副総経理、南網科学技術会社首席技術専門家の劉石氏は紹介した。

新型エネルギー貯蔵分野の唯一の国家製造業革新センターとして、国家地方共同建設新型エネルギー貯蔵革新センターは広東省政府と南方電力網が先頭に立ち、13社の新型エネルギー貯蔵材料、チップ、電池などの上下流企業と共同で設立され、「実験室-製造-市場」の革新チェーンと産業チェーンを構築した。

中国能建中電工程エネルギー貯蔵工程技術研究院の戚宏勲院長は、新型エネルギー貯蔵産業は急速な発展段階にあり、技術革新は産業進歩を推進する鍵であると考えている。エネルギー貯蔵の新材料、新技術、新装備の難関攻略を積極的に展開し、産学研用の各段階の有機的融合を推進し、革新成果の転化を加速し、新型エネルギー貯蔵応用市場を積極的に模索しなければならない。

新型エネルギー貯蔵政策体系を整備し、各種エネルギー貯蔵の科学的配置とスケジューリング運用を誘導する

江蘇省は今年、ピークを迎える夏前に約400万キロワットの新型貯蔵能力を新たに国家電力網に統合し、電力の供給保証と電力網の調節需要を満たす。広東省は2025年までに新型エネルギー貯蔵産業の営業収入が6000億元に達し、年平均50%以上増加する計画である……新型電力システムを構築する重要な技術と基礎装備、炭素達峰炭素中和目標を実現する重要な支えとして、新型エネルギー貯蔵発展の市場見通しが広い。「今年の新型エネルギー貯蔵設備のエネルギー貯蔵設備に占める割合は50%を超え、揚水貯蔵能力を上回る見込みだ」と中関村エネルギー貯蔵産業技術連盟の陳海生理事長は述べた。

インタビューの中で、記者も、新型エネルギー貯蔵はこれから規模化、産業化、市場化の発展を実現するには、安全、経済、グリーンなどの面で工夫する必要があることを知った。

安全リスク防止という一線を守る必要がある。電池容量と密度の向上に伴い、特に電気化学貯蔵エネルギーの直列並列接続の数が多く、貯蔵エネルギー発電所の安全リスクが際立っている。清華四川エネルギーインターネット研究院グリーンエネルギー貯蔵研究所の陳永翀所長は、熱暴走や燃焼爆発を回避するための本質的な安全制御技術をさらに改善する必要があると考え、「安全を保障する上で、グリーンは将来の新型エネルギー貯蔵技術の発展方向でもある。例えば、エネルギー貯蔵電池の回収しやすい構造設計とグリーン回収技術を整備し、全ライフサイクルのグリーン発展を推進し、産業の国際競争力を高める」。

ビジネスモデルと政策メカニズムはさらに改善される必要がある。記者は取材の中で、揚水貯蔵エネルギーなどの伝統的な柔軟性資源に比べて、新型貯蔵エネルギーのコストが高く、収益モデルが単一であり、その規模化、産業化の発展を制約する重要な要素であることを明らかにした。

南方電力網貯蔵エネルギー会社の貯蔵エネルギー科学研究院の陳満責任者は、現在、技術経済性が比較的に良いリチウムイオン電池の度電コストは依然として揚水貯蔵エネルギーコストより高い、ナトリウムイオン貯蔵エネルギーはまだ産業化応用初期であり、原材料のコスト優位性は産業規模化の発展を待ってから現れることができる、フライホイール、重力などのタイプの新型エネルギー貯蔵技術は産業化の程度が低く、技術経済性はまだ比較できない。

それと同時に、新型エネルギー貯蔵が中長期取引、現物取引などの市場規則に参与することはまだ徐々に改善されており、市場収益が低いなどの状況がある。多くの取材対象者は、電力市場システムの建設の推進を加速させ、合理的な容量需要、価格の許容上限、電力価格の導通ルートなどの要素を十分に考慮し、電力網側の新型貯蔵エネルギー「容量電力価格+電力量電力価格」の形成メカニズムなどを健全化することを提案した。ビジネスモデルと応用シーンを革新し、共有エネルギー、クラウドエネルギー貯蔵、エネルギー貯蔵集約などのビジネスモデルの応用を模索する。

「次のステップでは、国家エネルギー局は新型エネルギー貯蔵政策体系を絶えず整備し、科学技術の革新を奨励し、新型エネルギー貯蔵技術産業の進歩を持続的に推進し、各種エネルギー貯蔵の科学的配置とスケジューリング運用を絶えず導き、新型エネルギー体系と新型電力システムの建設を支える」と国家エネルギー局エネルギー節約・科学技術装備司の辺広琦副司長は述べた。（丁怡婷張偉雄）