(董博:電力規劃設計總院能源科技創新研究院院長助理)
3月27日,在北京舉行的2024中國國際清潔能源博覽會“綠氫技術與氫電協同發展”專題論壇上,電力規劃設計總院能源科技創新研究院院長助理董博就我國新型儲能發展現狀及展望進行了演講,內容如下:
我國新型儲能發展現狀
根據國家能源局在電規總院設置的全國儲能大數據平臺的統計數據,截止到去年底,國家新型儲能規模3149千瓦,這個數據在2022年底的時候是870萬千瓦,在2023年6月底的時候1730萬千瓦。也就是說去年的上半年翻了一番,去年下半年基本又翻了一番。
與2020年相比,我們國家用了三年時間就把新型儲能規模翻了10倍。目前主要是配置在電源側和電網側。從地域上來看,華北、西北、華中這三個區域電網配置的新型儲能規模基本上占到了全國的3/4的水平。
第二個特點,我國新型儲能的技術呈現多元化。鋰離子電池仍然是主導地位,超過了總規模的97%,但是我們可以看到很多新技術也在不斷涌現。比如說我們300兆瓦的壓縮空氣儲能預計今年會投產,百兆瓦的液流電池和兆瓦級飛輪都在不斷涌現。
第三個特點,鋰離子電池的造價在不斷走低,這幾年碳酸鋰價格劇烈波動,從最高的大幾十萬美元每噸,現在基本穩定在11萬左右每噸,劇烈波動。另外鋰離子電池原材料大量依賴進口。整個電芯價格、系統集成的價格、EPC價格都在大幅度下降。
第四個特點,根據我國中電聯統計的數據來看,新型儲能現在調用的情況,整體來看并不是太好,我們折成每一天一次滿充滿放計做一次調用,調用最好是火電配儲做一些調頻的功能。由于調頻輔助服務市場的驅動,火電配儲調用次數是比較高的。再往下就是用戶側,利用它的峰谷差價套利,最差的就是新能源配儲,整體調用情況不是很好。
第五個特點,全國各地陸續出臺支持政策。包括容量租賃、電力現貨、電力輔助服務、容量補償等等,目前國家還沒有出臺統一的政策,各地出臺的政策也就是能保障儲能有一定的收益,但是想完全保障儲能的收益目前來看難度比較大。而且并不是單一的政策能保障收益,一般都是采用一系列組合的政策來保障儲能的部分收益。
第六個特點,我們把抽蓄和各種儲能的特性做了一個對比,綜合看抽水蓄能仍然是技術最成熟、造價相對最低、應用最普遍的一種儲能技術。隨著科技進步的發展,鋰離子電池、壓縮空氣、鈉離子電池它們都有不同的特點,比如說鈉離子電池低溫特性比較好,我們看能不能在東北做一些試點示范。壓縮空氣本身就有一些轉動慣量,能夠對電網提供一定的支撐,壓縮空氣和液流能夠提供4到8小時長時的儲能,后面我們希望利用各類儲能的特點在新型電力系統中找到它不同的定位和角色。
新型儲能在新型電力系統中的定位
首先明確一下新型電力系統的內涵,這是我國發布的新型電力系統發展藍皮書里面的基本要求。它的內涵是滿足經濟社會高質量發展電力需求為首要目標,以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務,以源網荷儲多相協同靈活互動為堅強支撐。為了實現雙碳目標,為了接入極高比例的新能源構建的一個新型的電力系統。
新型電力系統也提出了四大體系的建設,其中有一大體系就是要儲能的規模化布局應用體系。以前我們做電力系統的規劃,主要是在源網荷三側,新型電力系統的提出又增加了儲能這一側,單獨把儲能拿出來作為新型電力系統重要的組成部分。所以未來我們提新型電力系統主要是源網荷儲四側。
在國家發布的新型電力系統藍皮書里面非常明確對儲能提出了要求,比如說在三個階段里面,在加速轉型期,也就是現在到2030年,要求我們的儲能多應用場景、多技術路線、規模化發展,滿足日內平衡的需求。
在第二個階段新型電力系統建設基本形成期,2030-2045年,對于儲能的要求是規模化長時儲能取得突破,滿足日以上時間尺度平衡的要求。最后一個階段鞏固完善期,對儲能的要求是覆蓋全周期多類型儲能協同運行,能源系統靈活性大幅提升。可以看到每個階段對于儲能都提出了不同的要求。
那么,新型儲能如何在新型電力系統中定位?
第一個定位就是提升新能源的消納。
目前來看,我國新能源發展速度非常快,去年接近3個億的增量,這個規模是非常大的。為了滿足新能源的消納,我們提出要建設一定的儲能,但是建設的儲能是不是越多越好呢?
這里我們提出了一個概念,就是新能源的棄電,分為電量冗余性棄電和結構性棄電。
在電量冗余性棄電方面,即使增加儲能也是沒有效果的,我用電量大于發電量,儲能只是能量的搬運工,它并沒有大量消耗和產生能量,這時候儲能不是萬能的。這種情況下,我們叫電量冗余性棄電。
結構性棄電,也就是說我們的全年電量總體是平衡的,只是說它有結構的差異,比如說白天多、晚上少,比如說冬季多、夏季少,這時候為了滿足能量的搬移,這時候儲能就需要了。
舉個例子,這個時候最開始增加儲能的時候你就會發現,新能源的利用率會有一個明確提高,等你再增加儲能的時候,新能源的利用率就不會上升了,而且達不到合理的利用水平,我們就說這個省的新能源配多了,儲能能充分發揮效果的前提是這個省新能源的規模做合理的配置。
結構性棄電很好理解,比如說光伏裝機比較多,電力系統是實時平衡的,所有電源的出力,比如說白天的時候大于負荷需求,就會產生棄電,這時候我通過增加儲能把電存起來,晚上釋放出去,這時候儲能就有了工作位置,就是結構性的棄電。
第二個定位就是保障電力供應安全。
電力規劃總院主要是做規劃的,在做規劃的階段,未來最重要的就是保障我們國家電力供應的安全,我們把所有電源類型都放進去,發現在未來還是很難滿足我們國家電力頂峰的需求。這個時候這個缺口怎么辦,以前我們都是通過補煤電的形式保障我國電力供應安全,我們煤電在雙碳目標下,“十四五”期間我們是適當增容增量,不能以限制容量增加下去,所以未來怎么辦?
我們必須通過增加儲能的方式保證電力系統頂峰的安全。這時候就涉及到我們到底是需要配多長的儲能,很多省就提出了要求,比如4小時的,甚至更長的。
作者:編輯:秋石 來源:太陽能發電網
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