要找准储能在新型电力系统中的定位
时间: 2024-07-07 09:07:44 | 作者: 钢制暖气片
“当前,在能源转型和构建新型电力系统的大背景下,储能慢慢的变成了在全球各国都非常活跃的一个领域。构建新型电力系统、实现能源转型,储能在其中究竟是什么定位?应该往哪个方向发展?按照现在这个状态,大家千军万马、浩浩荡荡地都在做储能到底行不行?风险在哪里?”在近日于北京昌平举办的“2023全球能源转型高层论坛—储能产学研融合发展分论坛”上,中国工程院院士、华北电力大学教授刘吉臻这样发问。
在刘吉臻看来,当前需要对储能有清醒认识。储能并不是万能的。在构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统过程中,储能要发挥作用,首先要把定位搞清楚。
当前,全球储能产业处于快速增长期。多个方面数据显示,截至2022年底,全球已投运电力储能项目规模近2.4亿千瓦,同比增长15%。2022年新增规模超3000万千瓦。其中,中国、欧洲和美国新增规模占比分别为36%、26%、24%,三者合计占全球新增市场的86%。
其中,电化学储能是增长主体。2022年底,全球电化学储能累计装机近4500万千瓦,年均增长率达80%,锂离子电池仍占主导地位。
具体到我国,截至2022年底,全国新型储能装机规模约870万千瓦,平均储能时长2.1小时。已投运新型储能项目中,锂离子电池占比约94.5%、铅酸(碳)电池占比约1.7%、液流电池占比约1.6%,压缩空气储能发展提速,占比约2%。
在刘吉臻看来,与全球电力80亿千瓦的总装机相比,当前新型储能装机数量仍比较小。“这一个数字看起来好像很大,但其实还处于萌芽状态,尤其是在电力系统中,在大规模新能源消纳过程中,新型储能基本没发挥出显著作用,只相当于用几个矿泉水桶来储存长江水。”
“将来储能能起到多大作用暂且不说,这些储能装在哪里呢?”刘吉臻说,“装在电源侧,如果弃电弃掉了2毛钱,储起来需要1块钱,那还储它干什么?装在电网侧,我考察了不下5个这样的储能调峰电站,让他们把这几个月运行数据调出来,他们却调不出来;有的更尴尬,基本没有真正用上,而实际上,用的话也解决不了大问题。”
在刘吉臻看来:“让储能走在正确的道路上并发挥应有的作用,就像下一盘象棋,不是不喜欢‘车、马、炮’,而是如何很好地调遣它们,把这盘棋赢了,这才是我们所需要的。储能是篇大文章,有很好的前景。如果能攻克其中的种种难题,那距离实现能源转型、‘双碳’目标就非常近了。”
“首先,希望储能促进新能源大规模开发和消纳。”刘吉臻表示,一方面促进新能源本地消纳,在新能源富集地区通过建设系统友好型新能源电站、新能源场站配储能、共享储能等形式,平滑输出功率、减少新能源弃电、保障新能源高效消纳利用。另一方面,支撑大规模新能源外送,对“沙戈荒”大型新能源基地,提升外送通道利用率和通道可再次生产的能源电量占比。
“以‘沙戈荒’大型新能源基地为例,现在是新能源配火电、配抽蓄,必要的电化学储能配比还要的,但首先要搞清楚配多少、怎么用。”刘吉臻说,在电网侧,希望储能能够支撑电网安全稳定运行,支撑电力保供、提升系统调节能力、应急备用、延缓输配电设备投资、提高电网运行稳定水平。在负荷侧,则希望储能能够保障用户灵活高效用电。
刘吉臻表示:“现在从全球范围来看,在两类场景用得比较多。一类是在用户侧,以美国为例,其市场电价有时相差十倍甚至百倍,在极端高电价下,有些用户就会用储能电站的电,便宜、有回报,能做到商业化。另一类是分布式屋顶光伏,配备储能后可形成一个相对来说比较稳定的供电系统。目前,储能在需求侧的应用要远远好于网侧和源侧。‘风光配储’这个路径肯定不是最优路径。”
据介绍,当前新型储能技术路线多样,其中已规模化应用的技术包括锂离子电池储能、液流电池储能、压缩空气储能,处于试点示范阶段的技术包括钠离子电池储能、抽汽蓄能、压缩二氧化碳储能、重力储能、氢(氨)储能、飞轮储能等,除此以外还有固态电池储能、金属空气电池储能、热泵储能等技术处于研发攻关阶段。
刘吉臻指出:“对于新型储能的技术需求,主要是依据应用场景、储能规模、储能时长以及应用地区的不同来选择。”比如,从应用场景来看,如果用于新能源大规模开发,要考虑功率和能量的多样化路线;如果用于电力保供,要考虑转动惯量支撑和响应速度;如果用于应急备用,要考虑占地面积、安全性及单位体积内的包含的能量;如果用在偏远地区等电网末端区域,则要考虑经济性和保供。从储能规模来看,在10—100兆瓦等级中,锂离子电池是最主要的技术路线,压缩空气储能将成为新型储能的主要技术路线兆瓦以上,锂离子电池探索吉瓦时级应用,压缩空气储能建成单机300兆瓦,全钒液流电池建成百兆瓦级。另外,不同的储能时长需求和应用地区,适用的技术路线也不同。
“我们要对新型储能技术进行工程示范,实践出真知,只有在工程示范的过程中,才有机会察觉缺陷、处理问题,而不是凭空坐而论道。在这一过程中,我们要从始至终坚持产学研用一体化,一定要把通过技术攻关解决重大难题放在首位,核心还是要围绕低成本、高安全和规模化方向补齐现存技术短板。”刘吉臻表示。
“在新型电力系统中,储能有两个问题是需要考虑,第一个是放在哪里,第二个是种类的选择。解决这两个问题,核心要素有两条,一是安全性,二是经济性。把这两点抓住,我们的工作就有成效,就会实现‘清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能’的新型电力系统建设目标。”刘吉臻说。
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