中國儲能網(wǎng)訊：2023年11月16日，南方電網(wǎng)儲能股份有限公司儲能科研院黨支部書記、副院長陳滿在出席《南方周末》舉辦的“2023科創(chuàng)大會”并發(fā)表演講時認為，風光新能源的不可預測性、隨機性、間歇性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定會帶來很大的影響。
“在目前比例還不太高的情況下，大家都知道電網(wǎng)非常堅強，非常穩(wěn)定，大家不會感受到用電各方面的問題。一旦為了實現(xiàn)雙碳目標、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)時，就要遇到各種各樣的問題。”在陳滿院長看來，隨著可再生能源并網(wǎng)不斷增大，規(guī)模化儲能在電力系統(tǒng)的作用會越來越重要。
陳滿院長直指，近5年來，全球范圍內(nèi)發(fā)生的鋰離子電池火災事故已達70多起，鋰離子電池的安全已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)聚焦并全力攻克的一個關鍵問題。他說，《電化學儲能電站設計規(guī)范》正在修編和準備報批，新的標準出來之后應該會對整個儲能電站的規(guī)范安全帶來一個很大的改觀。
以下為陳滿院長的演講實錄。
2009年美國奧巴馬總統(tǒng)提出了智能電網(wǎng)概念后，南方電網(wǎng)公司決定對智能電網(wǎng)支撐技術開展研究。在這個過程中，我們對大規(guī)模儲能在電網(wǎng)中應用的可行性、還有各項集成技術、安全等各方面的技術開展了研究，也看著儲能技術從冷到熱發(fā)展的過程。為什么儲能技術會有這么快的發(fā)展？有幾個方面的原因。
為什么發(fā)展儲能技術？
電是從發(fā)、輸、配用很長一個鏈條都是同一個時間完成的，如果說哪一個階段斷了用電就完不成。電能不能存起來用或者想什么時候用就什么用？這就涉及到儲能技術了。儲能技術是實現(xiàn)雙碳目標的一個支撐，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術和裝備。
為什么提新型電力系統(tǒng)？新型電力系統(tǒng)以新能源越來越多地成為主體為前提。預計到2030年到2060年，新能源占比會達到25%或60%。在這個過程中，風光新能源的不可預測性、隨機性、間歇性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定會帶來很大的影響。目前比例沒這么高的情況下，大家都知道電網(wǎng)非常堅強，非常穩(wěn)定，大家不會感受到用電各方面的問題。一旦為了實現(xiàn)雙碳目標，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)時，我們就要遇到各種各樣的問題了，包括極端天氣、極端氣候的影響。所以我們不僅研究儲能，還可以在發(fā)、輸、配用各個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，讓我們用電更加清潔，電網(wǎng)更加穩(wěn)定。所以儲能技術這一塊，目前大家也都意識到這個問題，越來越重視。
儲能技術的發(fā)展概況
大家可以看出來，傳統(tǒng)的儲能技術是抽水蓄能和新型儲能兩種，抽水蓄能國內(nèi)是1993年開始建成大型的抽水蓄能電站。新型儲能的應用是從2009年開始，但是隨著新型儲能的快速發(fā)展，目前占比7:3。新型儲能以鋰離子為主，目前來說鋰離子電池占比96%，還有其他的一些電化學儲能和壓縮空氣、飛輪儲能等新型儲能。再過幾年，雙碳目標提出來之后，這個比例（7:3）可能也會出現(xiàn)反復，抽水蓄能也會快速發(fā)展。
這么多儲能的手段有各種類型的電池，哪一些更加適合用到電網(wǎng)？我們根據(jù)應用場景的需要和技術經(jīng)濟性，還有性能參數(shù)來匹配。主要是可以從功率上、響應時間，循環(huán)壽命，還有成本或者更加安全的角度等綜合考慮具體用哪一種儲能技術。目前來說抽水蓄能性價比較高，而且是大規(guī)模，但它也有一些局限性。所以用哪一種儲能是根據(jù)具體情況來決定。
對比抽水性能的話，這里做了一些比較，因為鋰離子儲能是占比比較大，所以我們做了一些比較，抽水蓄能目前來說是最成熟、最穩(wěn)定、性價比最高的儲能。目前在國內(nèi)也是南方電網(wǎng)建設的儲能已經(jīng)穩(wěn)定運行30周年，現(xiàn)在還是很穩(wěn)定的在運行，全壽命周期的成本是度電成本是0.15元到0.3元。鋰離子儲能也是近十幾年才用起來，它的壽命目前來說隨著技術發(fā)展壽命越來越長。但真正的是我們目前來說基本上是8~10年，但真正達到10年的周期，而且效果比較好的，性能還比較好的還比較少，所以度電成本目前來說也還是相對來說比較高，0.45元到0.6元，還有一定的發(fā)展的空間。
未來電化學儲能朝著長壽命、高安全低成本這個方向去發(fā)展，只有這樣它才能夠得到推廣和應用。在4小時以上長時間的儲能技術，未來主要是液流電池占主流。在4小時以下調(diào)節(jié)目前來說是鋰電。不過鈉電近來發(fā)展的勢頭也比較猛，會呈現(xiàn)鋰鈉共存共舞的這種狀況，未來4小時以下的儲能鋰電和鈉電會成為主流。
安全問題是大家非常關注的問題。大家也知道動力電池里面這電動汽車發(fā)生燃燒事件等，其實在電化學儲能電站一樣的存在，同樣存在安全問題，主要是鋰離子電池。其他的像有一些材料本體安全，像液流或者鉛酸等等，安全性相對會高一些，不會說頻繁發(fā)生這些問題。鋰離子電池全球統(tǒng)計近5年來已經(jīng)有70多起火災事故了，甚至有消防員犧牲，所以鋰離子電池的安全目前已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)聚焦攻克的一個關鍵問題。那么目前來說主要是從火災的救災機制，還有監(jiān)測預警，報警滅火，還有抑制爆炸等這些方面去研究，這個也已經(jīng)取得了一定進展。
新型儲能應用比較大的瓶頸就是商業(yè)回報。國內(nèi)的儲能是大量的社會資本涌進來，大家都看得非常熱，都是看著未來的一個發(fā)展的前景，因為雙碳還有新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，大家都看好儲能發(fā)展，資金都涌進來了。目前來說，商業(yè)模式商業(yè)回報方面其實還是有一定困難。在一線城市用戶側(cè)儲能因為峰谷價差比較大，還是有盈利空間。但在電網(wǎng)側(cè)缺乏比較好的一個回報機制?，F(xiàn)在政府也是在研究，也很快會出臺相關政策支持。電源側(cè)現(xiàn)在各省區(qū)也出了很多政策扶持，但是成本分攤或者疏導機制還需要進一步的完善。大家都堅信儲能未來前景很好。
大家看到問題的時候都覺得要找標準，其實是有標準可依的?，F(xiàn)有全國儲能標委會歸口管理59項標準已經(jīng)有30項發(fā)布了，有23項在編?！峨娀瘜W儲能電站設計規(guī)范》今年正在修編之后報批，標準出來之后對整個儲能電站的規(guī)范安全方面都會有很大的一個改觀。
南網(wǎng)儲能在創(chuàng)新方面的探索和實踐
南方儲能公司是南方電網(wǎng)公司旗下的一個聚焦于抽水蓄能和新型儲能投資建設運營的上市公司。裝機容量是1234萬千瓦，在抽水蓄能和新型儲能兩個賽道面向全國發(fā)展。抽水蓄能是自1993年建成國內(nèi)第一座大型抽水蓄能電站之后，一直引領抽水蓄能技術的發(fā)展，在國內(nèi)獲取了國家科技進步獎，還有一些電力工程優(yōu)質(zhì)工程獎、魯班獎、菲迪克獎等。在技術創(chuàng)新方面取得了不錯的成績。
近年來國產(chǎn)化技術的推進方面也做出了很大貢獻，公司近年來承擔的國家項目有海水處理性能前瞻技術和能源局的首臺套設備的研發(fā)，可變速處理性能機組的研發(fā)。
在電池儲能方面，我們在2009年開始啟動研究電化學儲能，十幾年來建成了國內(nèi)首個兆瓦級鋰離子電子儲能站，同時也承擔了國家863的課題，建成了世界首個無變壓器高壓并網(wǎng)的電化學儲能系統(tǒng)，同時也依托國家項目開展了動力電池梯次利用的一個研究。
此外，公司還建了110MW/222MWh電化學儲能，聚焦于多種技術路線的一個研究。目前擁有高壓移動式儲能電站和全球首個浸沒式液冷儲能系統(tǒng)的產(chǎn)品，目前在建的一個300MW/600MWh的儲能站，是對7種技術路線進行同臺驗證。
公司高度重視安全，2021年承擔了“十四五”首個安全國家項目。在基礎理論的研究和預警報警滅火等各方面開展研究，也取得了一定的成果；公司建了國家電化學儲能安全監(jiān)測信息平臺，主要針對公司內(nèi)部電化學儲能電站安全進行監(jiān)測和管理；另外積極參加國家能源局和國資委的一些儲能方面的一些商業(yè)模式的研究，也提出了電網(wǎng)儲能的一些商業(yè)模式的建議。
在技術標準方面，我們總結(jié)技術創(chuàng)新的成果和工程建設經(jīng)驗，主持或者參與國際標準有三項，國家標準15項，行業(yè)標準8項，團體標準4項。
儲能發(fā)展的未來展望
在2021年國家的抽水蓄能中長期規(guī)劃是對抽水蓄能做了一些規(guī)劃。到2025年會比2021年翻一番會達到6200萬千瓦，到2030年又翻一番，達到1.2億千瓦，發(fā)展非?？焖佟?
近年來由于發(fā)展非?？欤赡芤矔嬖诹硗庖恍﹩栴}。所以可能會相對放緩速度，盡管這樣，前期布局的抽水蓄能電站也非常多，所以接下來發(fā)展速度比較快。
南方電網(wǎng)公司也根據(jù)新能源裝機發(fā)展規(guī)模，到2025年新增風光新能源會到1.5億千瓦，2030年會到2.5億千瓦。根據(jù)這種情況也做了一些布局，預計到2035年抽蓄會建到4400萬千瓦，新型儲能會建到1000萬千瓦，這個也是一個非常大的量。
在雙碳目標下，隨著可再生能源并網(wǎng)不斷增大，規(guī)?；瘍δ茉陔娏ο到y(tǒng)的作用會越來越重要。接下來的話我們會以需求為導向，推動儲能技術商業(yè)機制的創(chuàng)新，促進儲能在電網(wǎng)中安全、經(jīng)濟、高效、規(guī)?；陌l(fā)展。我們也會努力實現(xiàn)讓“用電更美好”這個目標做出努力。
