導(dǎo)讀：隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們對清潔、綠色能源需求的不斷增長，儲能技術(shù)成為解決能源問題的重要手段。我國將抽水蓄能和新型儲能定位為支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)，發(fā)展儲能對推動能源綠色轉(zhuǎn)型、應(yīng)對極端事件、保障能源安全、實現(xiàn)應(yīng)對氣候變化目標(biāo)具有重要意義。儲能在油氣勘探開發(fā)與石化領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用場景和極大的發(fā)展?jié)摿Α４罅Πl(fā)展儲能對加快石油石化企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、推動用能替代和清潔替代起到至關(guān)重要的作用。
“近年來，我國新型儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。2023年，我國新型儲能裝機(jī)規(guī)模再創(chuàng)新高，新增裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)超過45吉瓦時，是2022年裝機(jī)水平的3倍?！?月8日，中國能源研究會理事長史玉波在2024中國儲能CEO大會上總結(jié)道。
儲能特別是新型儲能，與能源安全新戰(zhàn)略以及“雙碳”目標(biāo)有著密切關(guān)系。風(fēng)光等新能源“靠天吃飯”的不穩(wěn)定性和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定要求之間的矛盾，使得發(fā)展新型儲能顯得尤為關(guān)鍵。
在“雙碳”目標(biāo)推動下，作為能源生產(chǎn)大戶和消費大戶的石油石化企業(yè)，正逐漸加快低碳轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展步伐，持續(xù)發(fā)力多元化對外清潔供能和自身生產(chǎn)用能清潔替代。儲能成為石油石化企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型道路上必然要面對的重要課題。
目前，國內(nèi)儲能市場發(fā)展迅猛，儲能規(guī)模持續(xù)增長。根據(jù)2024中國儲能CEO大會發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)年度回顧及趨勢展望——暨2023年儲能產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)布》，2023年，中國新型儲能項目數(shù)量（含規(guī)劃、建設(shè)中和運(yùn)行項目）超2500個，較2022年增長46%。國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。更有分析指出，新型儲能有望成為下一個萬億元級產(chǎn)業(yè)。
石油石化企業(yè)也在加速布局儲能領(lǐng)域。在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用方面，吐哈油田120兆瓦源網(wǎng)荷儲一體化項目已平穩(wěn)運(yùn)行1年，為溫西一庫等油田重點項目提供源源不斷的綠色能源。華北油田采油四廠建成中國石油首個分布式智能電網(wǎng)示范區(qū)，綜合應(yīng)用儲能等系列技術(shù)，實現(xiàn)油氣生產(chǎn)用電和新能源生產(chǎn)一體化、智能化管控。國家管網(wǎng)集團(tuán)注資50億元，在上海成立儲能技術(shù)有限公司，發(fā)力儲氣、儲氫、儲二氧化碳、儲空氣等技術(shù)研究，助力打造綠色低碳供應(yīng)鏈體系。在終端服務(wù)領(lǐng)域，中國石油、中國石化等油氣企業(yè)探索建立集加油、充電、換電、光伏、儲能等功能于一體的綜合能源服務(wù)站，加快向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。
但在儲能賽道持續(xù)火熱的背后，產(chǎn)能過剩、產(chǎn)能利用率低、競爭加劇、技術(shù)同質(zhì)化、商業(yè)模式和收益模式不明確等問題逐漸顯現(xiàn)。對于石油石化企業(yè)來說，發(fā)力儲能仍需“小步快跑”。要借《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動方案（2023—2025年）》等政策的東風(fēng)，加快推動新型儲能在油氣上游規(guī)模化應(yīng)用，發(fā)揮儲能調(diào)峰調(diào)頻、應(yīng)急備用、容量支撐等多元功能，促進(jìn)儲能在電源側(cè)、油氣勘探開發(fā)用戶側(cè)等多場景應(yīng)用，有序推進(jìn)儲能與新能源協(xié)同發(fā)展。同時，要加快利用自身的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)人才優(yōu)勢，開展電化學(xué)儲能、短時儲能、長時儲能等方向的創(chuàng)新技術(shù)攻關(guān)，打造具有油氣特色的儲能技術(shù)及應(yīng)用示范，逐步實現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的高質(zhì)量發(fā)展。
儲能與石油將擦出怎樣的火花？
儲能丨“沙戈荒”新能源大基地
2022年2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》，明確到2030年，我國將規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光基地總裝機(jī)規(guī)模約4.55億千瓦。目前，國家正大力推動油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展。國內(nèi)油氣上游企業(yè)大多位于華北、東北、西北地區(qū)，風(fēng)光資源豐富，且礦權(quán)區(qū)內(nèi)地理空間廣闊，有利于布局風(fēng)光發(fā)電項目。然而，“沙戈荒”大基地建設(shè)也面臨著新能源與系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)匹配困難、外送通道利用率低等問題。合理配置儲能，能夠使風(fēng)光發(fā)電的出力特性接近煤電，有效解決新能源大基地的并網(wǎng)難題，保障輸電通道穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
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塔里木油田葉城50萬千瓦光伏發(fā)電配儲項目：中國石油單體裝機(jī)容量最大的光伏發(fā)電項目，于2023年11月3日一次性并網(wǎng)成功。項目配套建設(shè)了1座125兆瓦/500兆瓦時超大型電化學(xué)儲能電站。儲能電站由38個子儲能系統(tǒng)組成，安裝有152臺磷酸鐵鋰儲能電池艙，充滿后可持續(xù)放電4個小時。按照放電深度最佳比率80%計算，每天放電量可達(dá)40萬千瓦時，相當(dāng)于5600余名居民一個月所需電能。
塔里木油田在喀什地區(qū)伽師縣建設(shè)的60萬千瓦光伏發(fā)電項目中，也配套建設(shè)了150兆瓦/600兆瓦時超大型電化學(xué)儲能電站，待并網(wǎng)投運(yùn)后，將成為塔里木油田裝機(jī)規(guī)模最大的電化學(xué)儲能電站。
玉門油田200兆瓦光伏發(fā)電配套儲能項目：中國石油首個竣工投運(yùn)的光伏發(fā)電儲能配套項目。該項目采用磷酸鐵鋰電化學(xué)儲能方式，儲能規(guī)模達(dá)40兆瓦/80兆瓦時。
2022年1月底，玉門油田200兆瓦光伏發(fā)電項目實際上網(wǎng)電量占比僅為84.08%。對此，玉門油田通過合理運(yùn)用電化學(xué)儲能“日充夜放”實施方案，提高200兆瓦光伏電站的效率和效益。2022年9月，該項目的配套儲能項目啟動建設(shè)，2023年2月正式投運(yùn)。
投運(yùn)后，玉門油田200兆瓦光伏儲能電站夜間上網(wǎng)電量累計達(dá)2001.57千瓦時，棄光率降低4.9%以上。
儲能丨智能微電網(wǎng)
目前，油田發(fā)展分布式新能源項目主要受限于兩點：一是油田分布式新能源發(fā)電自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)，高比例的風(fēng)光接入會增加棄電量，降低經(jīng)濟(jì)效益。二是風(fēng)光發(fā)電具有不確定性，需要上級電網(wǎng)預(yù)留較大備用容量，進(jìn)一步提高了用電成本。智能微電網(wǎng)以風(fēng)光等可再生能源為主、以多能源綜合利用為目標(biāo)的儲能裝置作為重要支撐，可使風(fēng)光最大程度出力，功率盈缺優(yōu)先用儲能進(jìn)行調(diào)節(jié)。智能微電網(wǎng)用更多的綠電取代化石能源消耗，減少外購電力和碳排放，從而實現(xiàn)油氣開發(fā)的低碳生產(chǎn)。
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長慶油田木165井場智能微電網(wǎng)項目：以“光伏+小型垂直軸和水平軸風(fēng)機(jī)”為發(fā)電單位，配置低成本的鉛酸儲能電池，構(gòu)建了“光伏+風(fēng)機(jī)+電機(jī)十儲能”的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制機(jī)制。其中，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，分別適應(yīng)低風(fēng)速和高風(fēng)速等不同的自然條件；200千瓦時的儲能鉛酸電池，實現(xiàn)了微電網(wǎng)內(nèi)調(diào)峰調(diào)頻，在陰雨天氣也可利用電池發(fā)電超過24個小時。項目預(yù)計年發(fā)電約4.9萬千瓦時，年節(jié)約柴油約1萬升。
儲能丨勘探開發(fā)
鉆井、壓裂等油氣勘探開發(fā)往往使用柴油發(fā)電機(jī)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)作為主要電源，存在能耗高、設(shè)備壽命短等問題。以鉆井作業(yè)為例，負(fù)荷頻繁突變會造成柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速大幅度波動，不但增加燃油消耗，而且影響鉆井生產(chǎn)安全和穩(wěn)定運(yùn)行。配置功率型儲能系統(tǒng)能夠在負(fù)荷突變時起到平衡作用，讓發(fā)電機(jī)組在最佳工況下運(yùn)行，可降低能耗，延長鉆機(jī)和發(fā)電機(jī)的使用壽命。比如廣泛使用的游梁式抽油機(jī)，實際運(yùn)行過程中負(fù)載功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電機(jī)的額定功率，增加了抽油機(jī)無功抽油的時間，造成電能損耗。在下沖程中，會產(chǎn)生“倒送電”現(xiàn)象，既浪費這部分電能，又會對電氣元件造成不利影響。配置儲能，可以大幅度減少抽油能耗，降低用能成本。
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寶石機(jī)械西安寶美公司鉆井混合儲能系統(tǒng)：該系統(tǒng)采用600千瓦飛輪儲能和600千瓦電池儲能的多元混合儲能技術(shù)，與柴油發(fā)電機(jī)組共同構(gòu)成鉆機(jī)智能微電網(wǎng)。該系統(tǒng)可與各種型號發(fā)電機(jī)組配合使用，能實時監(jiān)控鉆修井機(jī)能量，實現(xiàn)能量存儲、轉(zhuǎn)換、調(diào)度。1臺7000米鉆機(jī)配合該系統(tǒng)進(jìn)行全周期作業(yè)，可有效節(jié)油12%以上，碳排放量減少12%以上。
儲能丨稠油熱采
儲熱，即熱存儲，是指熱能的儲存和利用，將太陽能光熱、地?zé)?、工業(yè)余熱、低品位廢熱以及谷電和綠電轉(zhuǎn)換為熱能儲存起來，也是一種大規(guī)模儲能技術(shù)。儲熱可以解決熱量供應(yīng)與需求在時間和空間上不一致性的問題，提升了熱能利用的靈活性。儲熱不僅在傳統(tǒng)的采暖和制冷領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，而且在解決可再生能源消納、電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)和多能互補(bǔ)等領(lǐng)域承擔(dān)著越來越重要的角色。
稠油生產(chǎn)注汽系統(tǒng)能耗約占油田生產(chǎn)系統(tǒng)總能耗的30%，注汽系統(tǒng)的能源成本嚴(yán)重影響稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)用高溫熔鹽儲熱技術(shù)與油田回用污水換熱，產(chǎn)生的蒸汽可直接用于油田注汽生產(chǎn)，有效減少能量過程損耗。
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遼河油田電熱熔鹽儲能注汽試驗站：世界首座電熱熔鹽儲能注汽試驗站。目前常見的熔鹽儲能方式是把光熱或谷電、綠電轉(zhuǎn)化為熱能儲存在熔鹽中，再通過全天連續(xù)釋放熱能與純凈水換熱產(chǎn)生過熱蒸汽用于發(fā)電。該試驗站通過獨創(chuàng)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，將油田開采過程中產(chǎn)生的污水凈化軟化后與高溫熔鹽換熱，產(chǎn)生的濕飽和蒸汽直接用于油田生產(chǎn)，可有效減少能量轉(zhuǎn)換過程中的消耗。該試驗站每年可生產(chǎn)蒸汽4.8萬噸，替代天然氣313萬立方米，減排二氧化碳6768噸。
儲能丨電動汽車充電站
預(yù)計到2030年，我國公用充電樁數(shù)量將超過2600萬根，其中大部分是直流快充樁。以單樁平均功率60千瓦預(yù)測，總負(fù)荷超過13億千瓦，幾乎等于當(dāng)前全社會最大用電負(fù)荷。如果不能靈活地進(jìn)行調(diào)節(jié)，將給電網(wǎng)帶來巨大沖擊。充電站配建儲能設(shè)施可以實現(xiàn)充電負(fù)荷的可控調(diào)節(jié)，在用電低谷充電，在用電高峰放電，將大幅降低電網(wǎng)壓力，減少電力增容，降低用電成本。
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山東銷售濟(jì)南分公司萊蕪第19加油加氣站：山東銷售公司首座自主建設(shè)、自主運(yùn)營的綜合能源站，集油氣電、光儲充于一體。儲能系統(tǒng)采用濟(jì)柴動力公司自主研發(fā)的電化學(xué)儲能產(chǎn)品，可實現(xiàn)能效診斷、智能調(diào)控、需求響應(yīng)、用能監(jiān)測、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷等功能；可控制能量在交直流方向雙向流動，既可將電網(wǎng)電量供給儲能一體機(jī)系統(tǒng)下的交流負(fù)載和直流負(fù)載，又可將儲能一體機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的多余電量向電網(wǎng)返送。
儲能丨火電
電力系統(tǒng)對靈活性資源的需求逐漸加大，火電廠通過加裝儲能，可提升調(diào)節(jié)性能。火儲聯(lián)調(diào)是火電和儲能共同對電網(wǎng)調(diào)頻指令進(jìn)行出力。火電機(jī)組調(diào)節(jié)性能差，存在延遲、偏差現(xiàn)象，而電化學(xué)儲能AGC（自動發(fā)電控制）跟蹤曲線與指令曲線基本能達(dá)到一致，能做到精準(zhǔn)調(diào)節(jié)?！盎痣?儲能聯(lián)合調(diào)頻”方式，能夠發(fā)揮儲能快速響應(yīng)優(yōu)勢，從技術(shù)上提升火電機(jī)組響應(yīng)速度，提高火電參與一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等電力輔助服務(wù)的能力。目前，我國已有超過50座火力發(fā)電機(jī)組配置儲能系統(tǒng)。中國石油擁有多座自備火電廠，未來可以通過配置儲能進(jìn)一步提高靈活調(diào)節(jié)能力，提升附近區(qū)域的新能源消納水平和多能聯(lián)產(chǎn)能力。
拓展：企業(yè)聲音
石油企業(yè)需乘勢而上加快發(fā)展儲能業(yè)務(wù)
降低油田生產(chǎn)能耗 提升綠電消納能力
遼河油田設(shè)計院副院長王延濤：當(dāng)前，儲能是能源革命的關(guān)鍵支撐點，在我國多能互補(bǔ)的現(xiàn)代能源體系建設(shè)中具有重要的戰(zhàn)略地位。特別是近年來，以風(fēng)電和光伏為代表的新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，其具有明顯的區(qū)域差異性、季節(jié)性和波動性，發(fā)展儲能可以很好地解決新能源消納問題。
油氣田企業(yè)用能需求大，有諸多應(yīng)用儲能的場景。以遼河油田為例，注汽系統(tǒng)年消耗天然氣約14億立方米，排放二氧化碳303萬噸。高能耗、高碳排的現(xiàn)狀與綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展之間的矛盾，亟須通過探索清潔能源替代的有效途徑加以解決。2023年，我們建成了世界首座電熱熔鹽儲能注汽試驗站，為遼寧省加快提升綠電消納能力、電網(wǎng)削峰填谷提供了技術(shù)支持。
總體來說，發(fā)展熔鹽儲能技術(shù)不僅有利于石油企業(yè)在儲能領(lǐng)域搶占新賽道，而且能為老油田開辟業(yè)務(wù)新天地，推動老油田轉(zhuǎn)型發(fā)展。
推動技術(shù)創(chuàng)新與升級 加快向高端制造轉(zhuǎn)型
濟(jì)柴動力新能源科技分公司研究所所長王生春：近年來，隨著我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電開發(fā)消納規(guī)模迅速擴(kuò)大，電力系統(tǒng)對靈活性調(diào)節(jié)能力的需求加快增長。尤其是在“沙戈荒”大型風(fēng)電、光伏基地項目集中建設(shè)的背景下，發(fā)展儲能業(yè)務(wù)，已成為解決可再生能源波動性和間斷性的必要技術(shù)手段。
裝備制造企業(yè)發(fā)展儲能業(yè)務(wù)，具有以下幾個方面的重要意義。
一是市場潛力巨大。儲能可有效實現(xiàn)風(fēng)光發(fā)電的消納與平滑并網(wǎng)，解決棄風(fēng)、棄光問題，實現(xiàn)電力供需靈活性調(diào)節(jié)。隨著可再生能源的快速發(fā)展，儲能市場需求逐漸增大。對裝備制造企業(yè)來說，這意味著巨大的市場發(fā)展空間。
二是環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。作為裝備制造企業(yè)，圍繞“雙碳”目標(biāo)，發(fā)展儲能業(yè)務(wù)可以為環(huán)保減排和可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)，推動能源清潔低碳高效利用，提升企業(yè)社會形象，推動踐行社會責(zé)任。
三是技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級。儲能技術(shù)一直處于不斷創(chuàng)新和改進(jìn)的過程中。裝備制造企業(yè)通過參與儲能業(yè)務(wù)的研發(fā)和應(yīng)用，可以推動技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，提升自身的技術(shù)實力和競爭力。同時，發(fā)展儲能業(yè)務(wù)可以加速企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，從而實現(xiàn)從傳統(tǒng)的裝備制造向高科技領(lǐng)域轉(zhuǎn)型發(fā)展。
四是增加附加值與利潤空間。傳統(tǒng)裝備制造業(yè)往往面臨著激烈的市場競爭和低價競爭壓力。而儲能作為波動性高的風(fēng)光等可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)“標(biāo)配”，可以有效提高新能源發(fā)電的抗風(fēng)險能力，從而提高新能源發(fā)電的利潤空間。大力發(fā)展儲能業(yè)務(wù)，可以為裝備制造企業(yè)增加產(chǎn)品的附加值，并提高利潤水平。
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