1、政策頻出,助推行業(yè)快速發(fā)展
雙碳戰(zhàn)略及新型電力系統(tǒng)的提出為我國能源清潔低碳轉型指明了方向、擘畫了具體路線圖。作為支撐雙碳目標實現(xiàn)及能源革命的核心技術,儲能,特別是新型儲能技術受到了越來越密集的關注。上半年,國家從頂層規(guī)劃、價格機制、項目管理、攻關示范等維度出臺了多項支持政策,以推動儲能產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。
《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見(征求意見稿)》首次在國家層面明確了新型儲能的裝機目標,給出了加快推動新型儲能發(fā)展的重點任務和實施路徑,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的指導意義,也為后繼地方政策以及細則性政策的出臺提供了方向性指導。
《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》提出了優(yōu)化抽水蓄能兩部制電價政策,以競爭性方式形成電量電價,完善容量電價核定機制,建立抽水蓄能容量電費納入輸配電價回收的機制,《意見》的出臺為抽水蓄能電站成為獨立市場主體提供了良好的價格機制保障。值得關注的是,如果抽水蓄能可以走兩部制電價或納入輸配電價,意味著鋰離子等新型儲能如果功能定位一致,同樣可由電網(wǎng)投資,成本通過電價予以疏導。
《關于“十四五”時期深化價格機制改革行動方案的通知》中明確提出要完善風電、光伏發(fā)電、抽水蓄能價格形成機制,建立新型儲能價格機制,以推動新能源及相關儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
《新型儲能項目管理規(guī)范(暫行)(征求意見稿)》指出,新型儲能項目相關單位應按照有關法律法規(guī)和技術規(guī)范要求,嚴格履行項目安全、消防、環(huán)保等管理程序,落實安全責任。地方能源主管部門對本地區(qū)儲能項目實行備案管理。此外,文件還對儲能系統(tǒng)的安全管控進行了重點強調(diào),要求在電池一致性管理技術取得關鍵突破、動力電池性能監(jiān)測與評價體系健全前,原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項目。
技術層面,“十四五”國家重點研發(fā)計劃發(fā)布了GWH級鋰離子電池儲能系統(tǒng)技術、固態(tài)鋰離子電池儲能、混合型超級電容器等9項重大專項,國家發(fā)改委、能源局啟動了大型鋰電池儲能技術示范工程申報工作,將對新型儲能技術裝備升級換代起到重要的支撐作用。
在市場、政策、技術多重利好下,新型儲能的萬億市場逐步拉開序幕。
2、與時俱進,再論儲能定位與價值
新型電力系統(tǒng)的特征是“雙高”,高比例新能源出力大幅波動、功率平衡和運行控制難度極大、消納困難、擠占常規(guī)電源空間、消納與安全矛盾突出等問題給電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計、生產(chǎn)管理、運行控制等方面帶來巨大挑戰(zhàn),亟需大力推進新型儲能的規(guī)模化應用。
(一)抽水蓄能與電化學儲能
盡管各種新型能源形式不斷涌現(xiàn),但當前儲能技術仍以傳統(tǒng)的抽水蓄能和以電化學儲能為主的新型儲能技術為主,兩者的不同特點決定了各自在構建新型電力系統(tǒng)中的不同定位。
從電網(wǎng)運行角度,抽水蓄能一次調(diào)頻響應速度慢,但體量大,更適合在省級及區(qū)域級電網(wǎng)中發(fā)揮削峰填谷、系統(tǒng)備用等作用。電化學儲能響應速度快,尤其在毫秒到分鐘級別的時間段可充分發(fā)揮其靈活反應的優(yōu)勢,可考慮與電網(wǎng)三道防線結合,提高電網(wǎng)事故快速恢復能力,減少負荷損失。同時,電化學儲能以其配置靈活的優(yōu)勢,可以優(yōu)化主網(wǎng)潮流分布,解決配電網(wǎng)短時過載、電能質量差、無功不足等問題,在微網(wǎng)和分布式電網(wǎng)中將發(fā)揮重要的功率調(diào)節(jié)與頻率電壓支撐作用。
總而言之,抽水蓄能建設因地制宜,電化學儲能可根據(jù)需求靈活部署。從技術發(fā)展的角度,由于電化學儲能技術發(fā)展迅猛,如果安全性能得到進一步突破,其在中時間尺度(1-4小時)的技術經(jīng)濟性將有望超過抽水蓄能。從多元化儲能互補的角度,可嘗試在抽水蓄能點配置一定容量的電化學儲能,提升其功率響應速度,通過聯(lián)合優(yōu)化運行實現(xiàn)全新混合儲能,滿足新型電力系統(tǒng)的多重需求。
(二)多元化的應用場景與價值
在電源側,儲能主要通過與火電或新能源發(fā)電等機組出力互補,使這些電源呈現(xiàn)更加穩(wěn)定可控的特性,從而提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。對新能源來說,配置多少儲能合適,考慮風光特性差異大,地區(qū)負荷特性差異大,配置比例切莫一刀切,應根據(jù)電網(wǎng)運行需求確定接入技術標準,設計交流側還是直流側進行耦合;也可采用對標的方法,新能源配置完儲能后,其外特性應達到或接近于常規(guī)電源的技術特性(同質同價,電價也有相應參考)。對火電來說,雙碳背景下將逐步由主力電源變?yōu)檎{(diào)節(jié)電源,現(xiàn)在有兩個儲能配置趨勢,一個是利用現(xiàn)有廠址條件新建儲能電站,另一個是進行調(diào)頻改造,目前兩者并無本質上的區(qū)別,基本都是獨立運行。從技術融合的角度,應該認真研究火電調(diào)頻與儲能調(diào)頻的聯(lián)合優(yōu)化運行,提高火電運行適應性與經(jīng)濟性,以延長火電機組壽命。
要深刻理解儲能在電源側的價值,現(xiàn)在經(jīng)常提“儲能+”其實欠妥,有夸大儲能作用之嫌。儲能,更多是扮演了“催化劑”的作用,本身不產(chǎn)生能量,放緩或加速各類電源的功率輸出,優(yōu)化運行特性。另外,火電廠的煤場本質就是一個廣義儲能,儲存的是一次能源,對新能源配置儲能,儲存的則是二次能源,有了存儲就有了調(diào)節(jié)的靈活性。
在電網(wǎng)側,特別是新型電力系統(tǒng)對儲能的需求與要求更高。一是與抽水蓄能的關系,如果電化學儲能在規(guī)?;?、安全性與經(jīng)濟性等方面與抽水蓄能電站接近,應并重發(fā)展,在功率響應方面實現(xiàn)梯級互補,在系統(tǒng)配置上集中與分散相結合。二是提升輸變電能力,與現(xiàn)有輸變電系統(tǒng)充分融合,對直流輸電技術進一步提升,提高頻率與電壓支撐能力,具備一定的同步機特性;三是進一步提升新型儲能響應速度(達到微秒級),具備一定的系統(tǒng)慣量,在替代SVC、SVG的基礎上,逼近調(diào)相機(可考慮與高倍率儲能結合)動態(tài)電壓支撐能力;四是提高系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟性,有效結合安控,提升N-1、N-2線路過載能力,提高輸電線路利用效率。
在配網(wǎng)側及用戶側,隨著電氣化水平的持續(xù)提升,負荷峰谷差局不斷擴大,應深入探索儲能解決局部地區(qū)短時季節(jié)性過載及部分城市擴容困難等問題。同時,在分布式電源規(guī)?;尤耄ㄈ缯h分布式光伏建設)的情景下,一方面要考慮微電網(wǎng)、有源配網(wǎng)的系統(tǒng)級儲能配置,解決好功率平衡、電壓穩(wěn)定等問題,另一方面要考慮用戶側儲能的“互聯(lián)網(wǎng)+”特征和共享潛力,積極探索需求響應、虛擬電廠、綜合能源服務、綠電交易等新型商業(yè)模式,旨在提升配電網(wǎng)的快速恢復能力,引導用戶側儲能參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
三、初心不改,奮力前行
為實現(xiàn)碳達峰目標,經(jīng)初步測算,到2030年我國新能源裝機將達到12-15億千瓦,需要配置新型儲能設2-2.5億千瓦,這對儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了更高要求。然而,我國的儲能產(chǎn)業(yè)在市場機制、商業(yè)模式、標準體系、管理規(guī)范等方面仍存在諸多問題有待解決。
要科學系統(tǒng)地認識儲能。目前國內(nèi)通常將儲能劃分為電源側、電網(wǎng)側、用戶側三類。電源側儲能通常認為布置在火電廠或新能源場站,電網(wǎng)側儲能的界定則缺乏統(tǒng)一定義,主流觀點多基于物理資產(chǎn)所有權角度出發(fā),簡單將電網(wǎng)側儲能認定為電網(wǎng)公司投資建設或布局在變電站等電網(wǎng)設施內(nèi)部的儲能設施。相比之下,更應從儲能實現(xiàn)的功能角度出發(fā),打破空間位置、物理資產(chǎn)屬性的界限去理性認識儲能。在構建新型電力系統(tǒng)的背景下,儲能的價值在于兩點,一是去中心化,使得電網(wǎng)出現(xiàn)碎片化的特征,形成若干依托儲能的獨立小型或中型電網(wǎng),降低系統(tǒng)運行的復雜性。二是彈性化,SVG、HVDC等輸變電技術有進一步優(yōu)化提升的空間,用戶側將涌現(xiàn)電動汽車等可調(diào)節(jié)性負荷,源網(wǎng)荷三側依托多種儲能形式,具備了協(xié)同互動的能力,電力系統(tǒng)將由剛性向柔性轉變,顯著提升抵御事故風險的能力。
新型儲能還處在一個發(fā)展初期,必須經(jīng)歷標準化、智能化和泛化三個階段,才能真正成為新型電力系統(tǒng)的中堅。目前,海外歐美等國家的新型儲能發(fā)展速度要快于國內(nèi),1500V高壓、液冷等技術已開始大規(guī)模應用。國內(nèi)受制于電力市場建設力度,雖然出臺了不少支持政策,但總有猶抱琵琶半遮面的感覺,擔心重蹈風電、光伏發(fā)展初期的覆轍。如果不依托市場加快儲能產(chǎn)業(yè)的培育,儲能技術完全有可能被西方國家超越,Tesla、西門子等公司已經(jīng)虎視眈眈,切勿醒得早起得晚??倳浽诮h100周年講話中提到:“今天,我們比歷史上任何時期都更接近、更有信心和能力實現(xiàn)中華民族偉大復興的目標?!蹦茉词墙?jīng)濟社會發(fā)展的基石,新型儲能是能源變革的關鍵。今天,我們有巨大的市場空間,有堅強的特高壓電網(wǎng),有像CATL、比亞迪等國際領先裝備制造企業(yè),在這樣的條件下,新型儲能政策支持的力度不妨再大一些,對象再廣一些。在各方的共同努力下,在儲能技術上亮出大國重器,引領我國以及全球能源變革!
(國網(wǎng)綜合能源服務集團王冰博士亦對此文有貢獻)


 

