構建新型電力系統(tǒng)課題下儲能市場升溫 多元技術模式等待市場檢

在全民集思廣益為構建新型電力系統(tǒng)課題出謀劃策的檔口，儲能市場迅速升溫。4月14日至16日在北京召開的儲能國際峰會暨展覽會（下文簡稱“儲能峰會”），可以用“火熱到爆”來形容。3天會議共13個主題論壇場場爆滿，有些分論壇會場容納不下，觀眾甚至站在門口聽講；11000平方米的展覽區(qū)，觀眾流量突破上萬人次。

行業(yè)把2020年稱為“儲能元年”。隨著“3060”目標的確定和構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)啟程，未來儲能市場前景被廣泛看好。主流儲能技術的成本預期將會進一步降低，同時，一些新型的儲能技術憑借獨特優(yōu)勢，將會嶄露頭角。

儲能進入規(guī)模化發(fā)展新階段

 “經(jīng)過15年左右的發(fā)展，儲能基本上走過了從技術驗證到示范應用，到商業(yè)化初期的階段，真正開始進入規(guī)模化發(fā)展或者產業(yè)化發(fā)展新的階段。”中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟理事長陳海生在日前召開的儲能峰會上表示。

儲能峰會發(fā)布的《儲能產業(yè)研究白皮書2021》顯示，截至2020年底，我國已投運的儲能項目累計裝機規(guī)模達到35.6吉瓦，占全球市場總規(guī)模的18.6%；2020年新增投運儲能項目中，在新能源發(fā)電側的裝機規(guī)模最大，超過58萬千瓦，同比增長438%。

國家電網(wǎng)公司總工程師陳國平指出，新型電力系統(tǒng)以新能源為主體，帶來的挑戰(zhàn)是巨大的。由于新能源的波動性和隨機性要平抑，使儲能技術得到快速發(fā)展。“隨著新能源裝機容量增加，如果沒有有效的、相應規(guī)模的儲能作為調節(jié)資源的支撐，將會導致新能源利用率大幅度下降。“面對這些問題，發(fā)展抽水蓄能和新型儲能是調節(jié)電力能力、促進新能源消納的重要措施，特別是在構建新能源為主體新型電力系統(tǒng)中，儲能將發(fā)揮重要作用。”他表示。

南方電網(wǎng)創(chuàng)新管理部副總經(jīng)理鄭耀東說，在教學演示條件下，人們很容易認為，既然光伏中午發(fā)電量高，風電在中午因風小而發(fā)電量低，兩者剛好互補，可以形成一條理想的平穩(wěn)曲線。但事實并非如此，光伏和風電合并的曲線，由于時間段難以完全吻合，結果并不是想象的理想發(fā)電曲線，更不等于負荷用電曲線。新能源并網(wǎng)需要調節(jié)能力，儲能是個很好的技術手段。

“目前，電力系統(tǒng)的運行模式和調度方式是以傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行機理為基礎構建的，難以適應未來高比例的新能源及高比例電力電子設備的發(fā)展需要。電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計、標準體系、調度運行模式、生產運營管理模式都亟待革命性的突破。”電力規(guī)劃設計總院院長杜忠明表示，新型儲能是將新能源集成為傳統(tǒng)電源特性的物理基礎，通過新能源與儲能的智慧融合，建設大規(guī)模的電網(wǎng)友好新型新能源電站，是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)過渡的重要舉措。

據(jù)陳海生介紹，儲能在整個電力系統(tǒng)當中有廣泛的應用，可劃分為5大類、18種。在電源側，可以輔助動態(tài)運行、延緩新建機組、緩解線路阻塞、延緩輸配電擴容、作為備用電源、進行調頻輔助服務；在電網(wǎng)側，可以調頻、調峰、提供電壓支持、作為備用容量；在分布式側，可以使可再生能源平滑輸出、跟蹤計劃出力、爬坡率控制；在用戶側，可以對用戶進行分時電價管理、容量費用管理、電能質量管理、作為緊急備用、進行需求側管理。
    “雖然大家都是講‘以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)’，但實際上，我認為是從實現(xiàn)方式看，是“新能源+儲能”為主體的新型電力系統(tǒng)。”科華數(shù)據(jù)股份有限公司總裁陳四雄認為，儲能行業(yè)確確實實迎來了發(fā)展元年，迎來了新的發(fā)展機會。”

儲能技術模式面臨多元發(fā)展

在從業(yè)者眼中，儲能行業(yè)縱然前景光明，但就產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀看隱憂依然。

“儲能產業(yè)的從業(yè)者除少數(shù)龍頭之外，大多數(shù)還是實力單薄的中小企業(yè)，時至今日，沒有摸索出適合自身發(fā)展的恰當市場機制和商業(yè)模式。”中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟創(chuàng)始人、常務副理事長俞振華強調，儲能產業(yè)需要盡快挖掘理清核心價值，形成市場機制的商業(yè)模式。

業(yè)內專家指出，我國仍處于儲能產業(yè)化初期階段，未來極有可能出現(xiàn)多種儲能技術并存的情況，不同技術由于其不同特點，將在不同的應用領域體現(xiàn)出各自優(yōu)勢。未來主流的儲能技術將基于市場的選擇，核心要素為技術性、經(jīng)濟性、安全性和電池的可回收性。

“近年來，得益于技術進步和市場需求的提升，主流新型儲能技術成本下降較快，規(guī)模化應用的趨勢逐漸呈現(xiàn)。新能源與儲能協(xié)同發(fā)展的趨勢顯現(xiàn)，壓縮空氣儲能、飛輪儲能、儲熱儲氫等新型儲能的研發(fā)應用也日益活躍。”有關專家在評價當前儲能技術的發(fā)展時說。

當前，主流新型儲能技術主要指電化學儲能。寧德時代新能源科技股份有限公司是電化學儲能的龍頭企業(yè)。公司副總裁譚立斌表示，儲能成本降低的關鍵是存儲度電成本（LCOS）的下降。一方面，電池長壽命是LCOS下降的核心影響因素，另一方面，使用過程的低損耗（組件高效、內耗低、綜合能效高）是降本的有效途徑。隨著企業(yè)創(chuàng)新力的發(fā)展，電化學儲能的成本會進一步下降。

陳四雄同樣認為，從商業(yè)機會角度來看，光儲平價應用在分布式用戶側有非常多的機會。按現(xiàn)在的成本，基本可以達到經(jīng)濟性標準。“針對削峰填谷這種應用場景，只要峰谷電價差0.6元以上，就具有一定的經(jīng)濟性。這幾年，儲能系統(tǒng)的成本降低非常快，基本上從300美元/千瓦下降到200美元/千瓦的水平，成本快速降低使儲能規(guī)劃應用具備了前提條件。”

中國壓縮空氣儲能在過去10年中，規(guī)模提高了約100倍，系統(tǒng)效率提高了約20%。作為壓縮空氣儲能技術研發(fā)的領頭團隊，中國科學院工程熱物理研究所宣布推出100兆瓦大規(guī)模壓縮空氣儲能技術。據(jù)介紹，該技術適合長時間、大容量儲能，與抽水蓄能功能類似。“大規(guī)模化是壓縮空氣儲能的發(fā)展方向，是提高效率、降低成本的主要途徑。100兆瓦先進壓縮空氣儲能技術的系統(tǒng)效率可以達到約70%，系統(tǒng)成本約4000元/千瓦。”中儲國能（北京）技術有限公司紀律總經(jīng)理介紹說。

飛輪儲能則更適用于短時間、頻繁使用的場景。華北電力大學先進飛輪儲能技術研究中心主任秦立軍介紹說，他們的團隊通過對華北電網(wǎng)某60萬千瓦火電調頻機組分析發(fā)現(xiàn)，74%以上的AGC（自動發(fā)電控制）信號持續(xù)時間小于3分鐘，90%以上的AGC信號持續(xù)時間小于6分鐘，整體上不超過10分鐘。這就意味著10分鐘以內的調頻就能夠滿足目前電網(wǎng)的需求。

“用飛輪儲能可以實現(xiàn)秒級響應，現(xiàn)在最先進的大功率飛輪儲能，適用范圍為數(shù)十秒至20分鐘之間。如果放電時間小于30秒的情景，可以選用更經(jīng)濟的小容量飛輪儲能系統(tǒng)。與鋰電池相比，飛輪儲能不會因為快速、頻繁的充放電影響技術性能和使用壽命，非常適合平抑新能源短期不可預測的波動和實現(xiàn)一次調頻功能。” 秦立軍說。

據(jù)介紹，貝肯新能源有限公司的飛輪儲能關鍵部件已經(jīng)基本國產化，單體功率達到500千瓦，充放電時間達到3~15分鐘。從全生命周期看，如果實現(xiàn)規(guī)模化生產，經(jīng)濟性也非常好。飛輪儲能屬于功率性儲能，與抽水蓄能等能量型儲能配套使用，即可解決電網(wǎng)所需的各種應用場景。

     “現(xiàn)在新型儲能技術路線并沒有完全、唯一地確定下來，包括壓縮空氣儲能、電化學儲能、飛輪儲能，這些形式都都是我們可以選擇的儲能類型，不應該因某一種儲能的經(jīng)濟性下降快而確定其為唯一的儲能形式。”杜忠明指出，我國地緣廣闊，在電力系統(tǒng)如此復雜的情況下，各種儲能都有它不同的應用場景。”

       國電中星是一家專業(yè)的電力檢測設備廠家，密切關注電力電網(wǎng)相關行業(yè)的發(fā)展與動態(tài)，了解更多訪問國電中星官網(wǎng)：www.bjeccdu.com