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新疆生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
新型儲(chǔ)能成為“新動(dòng)能”還要邁過(guò)幾道坎？
中國(guó)環(huán)境APP / 2024-04-17 / ：329
2024年政府工作報(bào)告中首次出現(xiàn)了“發(fā)展新型儲(chǔ)能”。
在國(guó)家能源局不久前舉行的2024年一季度新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長(zhǎng)邊廣琦在介紹2023年我國(guó)新型儲(chǔ)能發(fā)展情況時(shí)指出：“新型儲(chǔ)能日益成為我國(guó)建設(shè)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，培育新興產(chǎn)業(yè)的重要方向及推動(dòng)能源生產(chǎn)消費(fèi)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。”
根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，新型儲(chǔ)能發(fā)展迅速，已投運(yùn)裝機(jī)超3000萬(wàn)千瓦。截至2023年底，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬(wàn)千瓦/6687萬(wàn)千瓦時(shí)，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2.1小時(shí)。2023年新增裝機(jī)規(guī)模約2260萬(wàn)千瓦/4870萬(wàn)千瓦時(shí)，較2022年底增長(zhǎng)超過(guò)260%，近10倍于“十三五”末裝機(jī)規(guī)模。從投資規(guī)模來(lái)看，“十四五”以來(lái)，新增新型儲(chǔ)能裝機(jī)直接推動(dòng)經(jīng)濟(jì)投資超1000億元，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游進(jìn)一步拓展，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展“新動(dòng)能”。
進(jìn)入快速發(fā)展階段的新型儲(chǔ)能又面臨著哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)?記者日前采訪了相關(guān)專家。
“雙碳”目標(biāo)催生新型儲(chǔ)能發(fā)展
“儲(chǔ)能有很多類(lèi)型，比如，抽蓄、新型儲(chǔ)能、物理的、化學(xué)的等各種方式。”華北電力大學(xué)教授王鵬說(shuō)。
邊廣琦介紹說(shuō)，新型儲(chǔ)能新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，技術(shù)路線“百花齊放”。鋰離子電池儲(chǔ)能仍占絕對(duì)主導(dǎo)地位，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等技術(shù)快速發(fā)展，2023年以來(lái)，多個(gè)300兆瓦等級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、100兆瓦等級(jí)液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目、兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)，重力儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能、二氧化碳儲(chǔ)能等新技術(shù)落地實(shí)施，總體呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢(shì)。截至2023年底，已投運(yùn)鋰離子電池儲(chǔ)能占比97.4%，鉛炭電池儲(chǔ)能占比0.5%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比0.5%，液流電池儲(chǔ)能占比0.4%，其他新型儲(chǔ)能技術(shù)占比1.2%。
“新型電力系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要處理好火電機(jī)組有序退減、風(fēng)光等可再生能源有序滲透、靈活性資源合理配置三方面的關(guān)系。”國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司抽水蓄能技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院規(guī)劃評(píng)審中心室主任張?jiān)骑w表示，“雙碳”目標(biāo)和建設(shè)新型電力系統(tǒng)的目標(biāo)提出以來(lái)，我國(guó)的抽水蓄能建設(shè)開(kāi)始蓬勃發(fā)展。我國(guó)提出2030年風(fēng)光總裝機(jī)達(dá)到12億千瓦以上的目標(biāo)。按照15%配置儲(chǔ)能的規(guī)模估算，至少需要1.8億千瓦的儲(chǔ)能。“目前，新型儲(chǔ)能和抽水蓄能的發(fā)展規(guī)模都相對(duì)滯后，需要促進(jìn)抽水蓄能與新型儲(chǔ)能的協(xié)同發(fā)展。”
自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)（NRDC）與中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）共同發(fā)布的《雙碳背景下發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能綜合價(jià)值評(píng)估及政策研究》（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）指出，儲(chǔ)能的價(jià)值跨越了電力系統(tǒng)價(jià)值鏈（發(fā)電、輸電、配電和用戶）之間的界限，具有明顯的“外部性”。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進(jìn)，加之電力市場(chǎng)化改革進(jìn)程的加速，儲(chǔ)能帶來(lái)的外部?jī)r(jià)值有望逐步得到認(rèn)可，潛在收益獲得體現(xiàn)。
“十四五”能源規(guī)劃則提出要“加快推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)，力爭(zhēng)到2025年抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)到6200萬(wàn)千瓦以上、在建裝機(jī)規(guī)模達(dá)到6000萬(wàn)千瓦左右”“加快新型儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用，大力推進(jìn)電源側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展，優(yōu)化布局電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，積極支持用戶側(cè)儲(chǔ)能多元化發(fā)展”。據(jù)國(guó)家能源局預(yù)測(cè)，2025年新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)3000萬(wàn)千瓦，年均增長(zhǎng)50%以上。
新型儲(chǔ)能解決風(fēng)光發(fā)電靠天吃飯難題
中國(guó)能源研究會(huì)能源政策研究中心主任林衛(wèi)斌認(rèn)為，按照“三步走”的構(gòu)建，預(yù)計(jì)風(fēng)光新能源發(fā)電量到2030年將超過(guò)20%、2040年達(dá)到35%左右、2040年超過(guò)煤電成為第一大主體電源。要實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)在的12%到超過(guò)20%、35%，甚至將來(lái)在碳中和情景下達(dá)到60%左右的比重，其中一個(gè)非常重要的支撐條件是要靠?jī)?chǔ)能的發(fā)展。
“電力系統(tǒng)的電源側(cè)和需求側(cè)發(fā)生的變化，對(duì)儲(chǔ)能的發(fā)展提出要求。”北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)白建華認(rèn)為，電源側(cè)接入大量靠天吃飯的風(fēng)光發(fā)電資源，以及需求側(cè)終端部門(mén)的電能替代，極大地改變了負(fù)荷曲線。需要綜合考慮電力需求總量、特性、區(qū)域分布等特點(diǎn)，對(duì)負(fù)荷曲線進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)整和分析，從而確定所需要的儲(chǔ)能規(guī)模。
據(jù)粗略估計(jì)，到2060年，電力系統(tǒng)需要的儲(chǔ)能大概在10億千瓦左右，其中抽水蓄能、新型儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)的V2G將扮演重要角色。白建華介紹說(shuō)：“在儲(chǔ)能發(fā)展方面，重點(diǎn)要關(guān)注幾方面：一、關(guān)注混合型的發(fā)展趨勢(shì)，即水電、抽蓄、風(fēng)光電的組合開(kāi)發(fā)，具有很大的潛力；二、關(guān)注兩部制電價(jià)的發(fā)展，相比較于輔助服務(wù)市場(chǎng)定價(jià)簡(jiǎn)單易行，可以有力地調(diào)動(dòng)新型儲(chǔ)能的積極性；三、從全生命周期角度，關(guān)注新型儲(chǔ)能的安全、壽命和成本問(wèn)題，并判斷與抽水蓄能的合作和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。”
國(guó)網(wǎng)山西電科院新能源所所長(zhǎng)郭強(qiáng)表示，電池循環(huán)壽命與使用環(huán)境、使用場(chǎng)景息息相關(guān)，不同廠家生產(chǎn)的電芯循環(huán)壽命差別也比較大。“山西每天一次調(diào)頻次數(shù)約800—1000次，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)景需求選擇合適的儲(chǔ)能技術(shù)。對(duì)于一次調(diào)頻，飛輪和鋰電池響應(yīng)都是毫秒級(jí)沒(méi)有太大區(qū)別，但對(duì)電網(wǎng)的慣量響應(yīng)，毫秒級(jí)是有區(qū)別的。所以說(shuō)，儲(chǔ)能是一個(gè)整體系統(tǒng)，技術(shù)產(chǎn)品的響應(yīng)性能指標(biāo)是由整個(gè)系統(tǒng)決定的。”
郭強(qiáng)介紹說(shuō)：“2018年，我們探索了適合高頻次快充快放的技術(shù)，通過(guò)技術(shù)路線和示范應(yīng)用的具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)，提出了性價(jià)比較高‘飛輪＋鋰電’混合儲(chǔ)能技術(shù)。山西省現(xiàn)在新能源裝機(jī)容量占比48%點(diǎn)多，但是實(shí)時(shí)發(fā)電占比很高，最高瞬時(shí)發(fā)電占比應(yīng)該在80%以上。新能源間歇性和波動(dòng)性比較強(qiáng)，我們最終希望盡快建立一種調(diào)節(jié)資源。”
新型儲(chǔ)能仍需進(jìn)一步提升
“山西省規(guī)劃到2035年新能源裝機(jī)容量8000萬(wàn)千瓦，消納對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)壓力也比較大。”郭強(qiáng)感慨說(shuō)，“而山西省一次調(diào)頻市場(chǎng)規(guī)則出臺(tái)1年多了，幾乎沒(méi)有項(xiàng)目進(jìn)入市場(chǎng)，主要還是現(xiàn)有市場(chǎng)主體性能難以滿足需求。”
“目前，儲(chǔ)能已經(jīng)從商業(yè)化初期進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段，應(yīng)用場(chǎng)景也越來(lái)越豐富，但對(duì)于建設(shè)新型電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是量還是質(zhì)都需要進(jìn)一步提升。”自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)（NRDC）氣候與能源項(xiàng)目經(jīng)理黃輝舉例說(shuō)，儲(chǔ)能和新能源的比例不到10%，相對(duì)偏低，設(shè)備利用率也不高；另外，在當(dāng)前技術(shù)水平和市場(chǎng)調(diào)度規(guī)則下，大部分新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的平均度電成本仍高于0.5元/度，經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力不足。
由于儲(chǔ)能在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的減煤、減碳機(jī)理不同，《報(bào)告》認(rèn)為，新能源單獨(dú)配儲(chǔ)、火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻、共享儲(chǔ)能是目前國(guó)內(nèi)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場(chǎng)景。區(qū)域上看，不同地區(qū)電源的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、裝機(jī)規(guī)模和出力特性等是影響發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能配置的關(guān)鍵因素，應(yīng)根據(jù)本地電源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并結(jié)合電網(wǎng)需求，選擇儲(chǔ)能技術(shù)及確定規(guī)模。
《報(bào)告》建議，建立和完善體現(xiàn)儲(chǔ)能間接綠色價(jià)值的政策，理順“電力—綠證—碳交易”市場(chǎng)的關(guān)系，建立“電—碳—證”市場(chǎng)協(xié)同機(jī)制，使儲(chǔ)能的綠色價(jià)值得到充分體現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，還需要在多元化儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用、混合儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用等方面發(fā)力。
萬(wàn)里智庫(kù)高級(jí)研究員王自強(qiáng)從資本市場(chǎng)的角度談儲(chǔ)能的發(fā)展。他表示，股市是行業(yè)的晴雨表，儲(chǔ)能板塊的異軍突起，反映出儲(chǔ)能企業(yè)發(fā)展活躍。“從資本市場(chǎng)看，必須利用市場(chǎng)手段來(lái)發(fā)展儲(chǔ)能，尤其是新型儲(chǔ)能，要產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。在發(fā)展過(guò)程中，要重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題。其一，為配合新能源發(fā)展，需要因地制宜的配套儲(chǔ)能，避免盲目上馬新基建，造成不必要的浪費(fèi)。其二，避免對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的過(guò)度保護(hù)，需要通過(guò)市場(chǎng)化手段，提升儲(chǔ)能技術(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。”
“要立足我國(guó)能源資源稟賦來(lái)發(fā)展儲(chǔ)能。”資深能源專家許江風(fēng)提出，他認(rèn)為，在2060年新型電力系統(tǒng)中，除抽水蓄能和新型儲(chǔ)能電力變異儲(chǔ)能體系外，還存在三大儲(chǔ)能與靈活調(diào)節(jié)電源體系：一、城市電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能集群是可以直接儲(chǔ)存過(guò)剩電力并能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)平谷和調(diào)峰的儲(chǔ)能系統(tǒng)，且具有經(jīng)濟(jì)性；二、以本土氣源（天然氣與綠氫可以摻混）為主體的地下儲(chǔ)氣庫(kù)、管網(wǎng)與調(diào)峰氣電廠是最為可靠、可以托底并可以直接儲(chǔ)存的能源，而且啟停靈活，預(yù)計(jì)有大發(fā)展；三、生物質(zhì)和垃圾是為了環(huán)境優(yōu)美必須利用和燒掉的儲(chǔ)能和靈活電源體系。“在儲(chǔ)能發(fā)展路徑當(dāng)中，電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能集群和生物質(zhì)垃圾儲(chǔ)能與發(fā)電將優(yōu)先得到發(fā)展。”
“國(guó)家能源集團(tuán)針對(duì)綜合能源業(yè)務(wù)形成了以發(fā)電側(cè)為主，貼近主責(zé)主業(yè)的發(fā)展原則。”國(guó)家能源集團(tuán)電力產(chǎn)業(yè)管理部高級(jí)主管范蕊表示，所有的綜合能源業(yè)務(wù)都是為了提升火電產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)效能力，以及提升新能源消納能力，包括產(chǎn)業(yè)鏈的內(nèi)循環(huán)能力，采取的三個(gè)主要方式包括火電+，新能源+，產(chǎn)業(yè)鏈+，形成三橫三縱的管理。國(guó)家能源集團(tuán)作為投資方、業(yè)主方，最關(guān)心儲(chǔ)能的成本問(wèn)題。“集團(tuán)多元化發(fā)展儲(chǔ)能,在電化學(xué)、飛輪、熔巖蓄熱、壓縮空氣等技術(shù)路線方面均有探索。”
專家的話：
首航新能源副總裁余峰：
除了原材料價(jià)格的變動(dòng)外，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在近幾年不斷有新的技術(shù)推出，來(lái)提高成本競(jìng)爭(zhēng)力。從更大的電芯單體、更長(zhǎng)壽命的電芯、更高的系統(tǒng)能量密度，以及通過(guò)熱管理水平的提升，來(lái)提高系統(tǒng)整體效率。在循環(huán)壽命在提升過(guò)程中，技術(shù)還是在不斷革新的。我們現(xiàn)在看到儲(chǔ)能系統(tǒng)效率從早年83%～84%，提高到了目前主流液冷廠商的85～86%水平。通過(guò)多種手段來(lái)降低綜合成本是系統(tǒng)集成企業(yè)始終聚焦的核心問(wèn)題，我們對(duì)于成本的理解不只是初始投入成本，更多是儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期成本LCOS。我們能通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的共同努力實(shí)現(xiàn)有序降本，以支持多種場(chǎng)景友好接入。儲(chǔ)能有電芯壽命和系統(tǒng)壽命，按照行業(yè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)壽命是電芯標(biāo)稱壽命的80%左右。
遠(yuǎn)景能源有限公司儲(chǔ)能事業(yè)部總經(jīng)理鄭漢波：
原來(lái)電芯循環(huán)壽命6000次，我們后來(lái)做到8000次，遠(yuǎn)景今年又推出1.2萬(wàn)次的電芯，有了很多方面技術(shù)的提升，為系統(tǒng)降本做技術(shù)支撐。
江蘇天合儲(chǔ)能有限公司戰(zhàn)略市場(chǎng)總經(jīng)理李秉文：
在2022年做戰(zhàn)略預(yù)測(cè)的時(shí)候，已經(jīng)預(yù)測(cè)到電化學(xué)儲(chǔ)能成本會(huì)快速下降。2025年鋰電儲(chǔ)能的度電成本將會(huì)低于0.2元，低于抽水蓄能的水平。
電化學(xué)儲(chǔ)能將來(lái)會(huì)是一個(gè)最主流新型儲(chǔ)能方向。第一，電化學(xué)現(xiàn)在不安全其實(shí)并不表明未來(lái)不安全，與三元電池相比，磷酸鐵鋰本身產(chǎn)生問(wèn)題的概率本身就很低。第二，整個(gè)行業(yè)從去年開(kāi)始同質(zhì)化很?chē)?yán)重，唯一能打出差異化的東西就是在安全性。第三，安全性問(wèn)題對(duì)于大型儲(chǔ)能來(lái)講，近兩年可能會(huì)取得非常大的進(jìn)展。
