中國儲能網(wǎng)訊:4月27-28日,由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦的中國光儲端信協(xié)同發(fā)展大會在重慶國際博覽中心召開。
此次大會以“協(xié)同創(chuàng)新 融合發(fā)展”為主題,設(shè)置開幕式暨碳達峰高峰論壇、工商業(yè)儲能與車網(wǎng)互聯(lián)專場、光儲氫協(xié)同發(fā)展專場、儲能系統(tǒng)集成與智能安全預(yù)警系統(tǒng)專場、人工智能與碳足跡專場五個專場論壇。
來自行業(yè)主管機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的300余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)參加了本次大會對話與交流。
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國儲能網(wǎng)與中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦,中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會專家委員會提供學(xué)術(shù)支持。
4月27日下午,上海交通大學(xué)教授程浩忠受邀在大會開幕式分享主題報告,報告題目《大規(guī)模儲能及其在新型電力系統(tǒng)應(yīng)用形勢》。以下為報告主要內(nèi)容:
程浩忠:尊敬的各位專家,來賓們,大家下午好!我是上海交通大學(xué)的程浩忠,我匯報的題目是《大電網(wǎng)新型儲能規(guī)?;瘧?yīng)用展望》。我是做電力系統(tǒng)規(guī)劃的,規(guī)劃中要確定各種類型電源安裝的時間地點容量還有類型,在這方面就要涉及到跟儲能打交道。
我的匯報分五方面:首先是新型儲能它的技術(shù)經(jīng)濟的特性。我們國家儲能的發(fā)展非常快,2020年的時候,當時新型儲能只有327萬千瓦,當時制定的規(guī)劃到2025年達到3千萬,結(jié)果去年就超過了3千萬,這個規(guī)模速度非常的快,在這個情況下,我國的儲能會實現(xiàn)從商業(yè)化的初期向規(guī)?;l(fā)展的實質(zhì)性轉(zhuǎn)變。新型儲能有很多的優(yōu)點,比如建設(shè)周期短,選址靈活,調(diào)節(jié)能力強,響應(yīng)速度快等優(yōu)點,我們有必要通過新型儲能來提升大電網(wǎng)當中的靈活調(diào)節(jié)和支撐能力。
在這方面我們會涉及到各種儲能,比如說物理儲能當中的壓縮空氣的儲能,具有壽命長、響應(yīng)速度快,實際上經(jīng)濟度電成本2毛7到4毛1,這樣合適的成本,有望成為抽蓄之外的補充。第二是飛輪儲能,價格昂貴和容量規(guī)模小,所以在大電網(wǎng)當中可能這個應(yīng)用還要有相當長的時間。第二類就是電化學(xué)儲能,比如鋰離子電池儲能,最重要的現(xiàn)在最有代表性的,就是磷酸鐵鋰的電池,有效率高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點,實際上是目前新型儲能當中電力儲能應(yīng)用的主體和主流,度電成本已經(jīng)可以做到5毛到7毛了,這方面磷酸鐵鋰總體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化也是比較成熟的。三元電池,雖然度電成本也可以做到6毛到1塊錢,安全性比較差,能源局也規(guī)定了,在大中型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池和鈉硫電池的,因為安全性能問題非常嚴重。第三類新型鋰離子電池,鉛碳電池儲能,現(xiàn)在度電成本可以做到6毛5到8毛,成本上有一定的優(yōu)勢,但是也有負面效應(yīng),這方面還有待解決。全釩液流電池,壽命長,安全性好,但轉(zhuǎn)換效益比較偏低,度電成本也可以做到7毛到1塊,但能量效率比較低。鈉硫電池,資源非常豐富,安全性還是比較差,雖然前面有一位專家介紹了鈉硫電池的情況,能源局也規(guī)定,大中型電化學(xué)儲能還是不能用鈉硫電池,鈉硫電池度電成本也可以做到7毛到9毛,但它還是比較適合于大規(guī)模調(diào)峰填谷要求不高的場合,但能源局有規(guī)定因為安全性有問題。第三類電磁儲能技術(shù)經(jīng)濟特性,超級電容儲能,壽命長,轉(zhuǎn)換效率高,我們國家在舟山有應(yīng)用,在提高能量密度和降低成本方面,還有很大發(fā)展空間。還有熱儲能技術(shù),比如顯熱儲存,熔融鹽蓄熱,目前蓄熱成本還是比較高的,在熱量的存儲和輸送方面有難題,還需要解決。潛熱儲存,相變存儲,適用于存儲密度比較高的場合。氫儲能,因為能量密度高,成本低,過程沒有污染,可以長時間的存儲,我們也有兆瓦級的,包括電解制氫等等來完成這些工作,主要是用于新能源的消納、調(diào)峰填谷等等長時間的儲能場景。
我們對各種物理儲能、電化學(xué)儲能、電磁儲能當中,抽水蓄能、飛輪儲能、壓縮空氣、磷酸鐵鋰、三元電池、鉛蓄電池做了一個相應(yīng)的對比,壓縮空氣和磷酸鐵鋰在技術(shù)上和經(jīng)濟性能上有優(yōu)勢。可以看到各種類型的儲能,就放電時間,技術(shù)、功率成本、度電成本來說,抽蓄可以做到2毛2到3毛5,鋰離子電池做到0.5到0.7,希望鋰離子電池的儲能能進一步降低,假如能降低到3毛到4毛的話,那這個發(fā)展空間就更大了。當然儲能應(yīng)用過程當中也有很多安全的事故,比如33起事故當中,三元鋰電池的就有25起,韓國有24起,其中狀態(tài)大多數(shù)發(fā)生在充電當中或者是充電休止以后有21起,季節(jié)性發(fā)生概率相差不大。比如典型的一些事故,像澳大利亞、美國特斯拉等等這些事故很多,韓國的數(shù)據(jù)中心、北京豐臺大紅門儲能電站,時間關(guān)系這里不能一一列舉很多。總體的新型儲能上面,磷酸鐵鋰是目前使用最為廣泛,初步具有商業(yè)化發(fā)展條件的,也適合在電網(wǎng)大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用,在大電網(wǎng)當中大量的電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)應(yīng)用的。壓縮空氣是最具發(fā)展?jié)摿Φ奈锢韮δ?,在未來可能在電網(wǎng)大規(guī)模發(fā)展當中能夠得到很好的應(yīng)用,但是關(guān)鍵是要選擇到好的場地,包括溶洞或者是鹽穴來完成,所以新型儲能當中主流類型是磷酸鐵鋰和壓縮空氣。但是另外的對于液硫電池、鈉離子電池、氫能這些,發(fā)展速度還非常快,目前還不能在電網(wǎng)當中大量的應(yīng)用或者大規(guī)模的應(yīng)用,我們應(yīng)該持續(xù)的保持關(guān)注。目前可能五年內(nèi)大概是做不到的,5年到10年以后有可能,要看技術(shù)和相應(yīng)的進步條件。針對這些電站安全性,要加強儲能系統(tǒng)的安全防護,制定不同類型的應(yīng)急方案和消防措施,尤其是要保障人生安全,這是技術(shù)和經(jīng)濟特性上要求的。
儲能在電源側(cè)的規(guī)?;瘧?yīng)用,我們國家從去年來說,抽水蓄能占60%,新型儲能占接近40%,新型儲能當中鋰離子電池占到了97.3%,這些比例當中,電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和負荷側(cè)的分布,國外來說電源側(cè)重點在表前,美國、英國和澳大利亞,表后是德國、意大利、西班牙和澳大利亞,這些都有比較廣泛的應(yīng)用。我們國家2021年,電源側(cè)占41%,電網(wǎng)側(cè)占35%,用戶側(cè)占24%;2022年電源側(cè)55%,電網(wǎng)側(cè)33%,負荷側(cè)12%,其中最為典型的山東已經(jīng)有150多萬千瓦儲能的裝機。在電源側(cè)新型儲能主要有4種應(yīng)用的場景,第一種是平抑新能源波動,第二是輔助傳統(tǒng)電源來進行調(diào)峰,三是輔助傳統(tǒng)電源和新能源進行調(diào)頻,第四種為電網(wǎng)和系統(tǒng)提供相應(yīng)的備用。在新型儲能當中,國外對電源側(cè),像美國的manatee儲能中心等等這些,很多時間關(guān)系沒有辦法一一列舉。我們國內(nèi)的張北風(fēng)光儲能中心等等。我們國家能源局出臺了一系列新型儲能的政策和文件,剛才前面發(fā)改委的劉主任也講了這些文件,我就不再重復(fù)了。
總體在電源側(cè)來說,電源側(cè)新型儲能占據(jù)市場主導(dǎo),在部署上面重點是在考慮功率型儲能技術(shù),國外的儲能以美、英、澳大利亞為代表,都以太陽能光伏+儲能為代表,達到了百兆瓦級別,甚至部分超過千兆瓦級別的,海上風(fēng)電有但用得比較少。國外儲能的配比多在10%—40%之間,國內(nèi)是以常規(guī)機組+儲能,風(fēng)光儲、鳳儲、光儲都有應(yīng)用,運行方式更加多樣化,但容量普遍不高,還在進行規(guī)模化發(fā)展的探索的階段,雖然容量不高,但實際上現(xiàn)在很多裝了也沒有用,或者還用不起來,至少說用得不是很好。國內(nèi)要求新能源發(fā)電項目必須要配套儲能,配比要求在10%—20%之間,但是相應(yīng)的一些補貼政策、支持力度各地有差異。
新型儲能在電網(wǎng)側(cè)的規(guī)?;瘧?yīng)用,主要可以提供4個場景,一個是支撐電力保供,第二是調(diào)峰調(diào)頻電壓支撐的角度,來為系統(tǒng)提供相應(yīng)的調(diào)節(jié)能力。第三通過負荷轉(zhuǎn)移來延緩電網(wǎng)升級改造,第四是支撐高比例新能源基地外送,尤其是現(xiàn)在我們國內(nèi)提的甚至800千伏特高壓直流的輸出。支撐電力保供,通過低谷充電,頂峰供電,這種對長時間電力電量缺口地區(qū)還是沒有用,比如電網(wǎng)側(cè)儲能,有美國的加州等等很多,國內(nèi)的山東滕州,以及國家能源局也出了相應(yīng)的政策。我們的華東從輔助服務(wù)的角度,并網(wǎng)運行的角度還出了相應(yīng)的實施細則,通過新型公用的儲能電站,想辦法提供有償輔助服務(wù),來鼓勵儲能的建設(shè)和投運。
總體上來講電網(wǎng)側(cè)新型儲能重點部署都是以能量型儲能為代表,國外有美、英、澳為代表,國內(nèi)的新型儲能已進入規(guī)?;l(fā)展,達到百兆瓦級別,涵蓋電化學(xué)儲能、空氣儲能多種類型,總體還處在發(fā)展初期,很多都是示范項目,探索經(jīng)濟性手段為主,有的掙錢,有的可能還并不掙錢。
新型儲能在用戶側(cè)的規(guī)?;瘧?yīng)用,用戶側(cè)也是主要有四個場景,一個是聯(lián)合分布式發(fā)電,來降低用電成本。二是峰谷價差套利,三是負荷調(diào)節(jié),四是不間斷電源,提升供電可靠性。用戶側(cè)新型儲能比如美國的以及德國的一些家庭,我們國內(nèi)廣東的佛山,重慶的長壽等等都可以舉出一系列的例子。同樣發(fā)改委和能源局發(fā)了相應(yīng)的儲能政策文件,這些文件有時候涉及到電源側(cè)、用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè),都涉及到里面相應(yīng)的一部分。總體這方面來講,電化學(xué)儲能所具備的性能更加符合用戶側(cè)儲能分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用場景。在國際上用戶側(cè)儲能規(guī)模上都高于國內(nèi)市場,國內(nèi)用戶側(cè)儲能目前經(jīng)濟性不高,度電成本大于電價差,套利能力不行,國內(nèi)需出臺政策拉大峰谷價差,推動戶儲需求加速釋放,部分地區(qū)出臺強制配儲規(guī)劃,有力推動儲能裝機放量。
總體上來說,可以從八點來談:第一,考慮技術(shù)、經(jīng)濟、安全性,實際上是有必要發(fā)展新型儲能的,也有利于大電網(wǎng)保供,提供電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。第二,新型儲能具有這么多的應(yīng)用場景,能為電網(wǎng)提供調(diào)頻、緊急功率、電壓支撐等等都有這樣的功能,所以將來還是很有必要可以通過新型儲能來提升大電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)和支撐能力,當然可以配相應(yīng)的輔助服務(wù)來更好的支撐。第三,電源側(cè)儲能運行方式更加多樣化,但目前容量不高,還處在規(guī)模化發(fā)展的探索階段。第四,電網(wǎng)側(cè)的儲能已經(jīng)進入了真正意義上的規(guī)?;l(fā)展,是未來重點發(fā)展方向,但目前普遍存在利用率不高甚至閑置,也就是說有的沒有用好,或者有的用不起來這些問題都存在。第五,新型儲能規(guī)模化發(fā)展關(guān)鍵制約因素,沒有形成系統(tǒng)性發(fā)展模式,目前的技術(shù)水平不足以支撐,政策標準有待完善。儲能是好,但也必須要考慮經(jīng)濟性,經(jīng)濟性不行大范圍推廣應(yīng)用的積極性受到很大的影響。第六,要加強規(guī)劃,對于儲能行業(yè)發(fā)展的引領(lǐng),實際上我們做可以做很多的專項規(guī)劃,以后也應(yīng)該要有專門儲能的專項的配套規(guī)劃。第七,借鑒國際經(jīng)驗,電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)儲能需加強政策支撐和引導(dǎo)。第八,重視儲能技術(shù)面臨的安全問題,安全問題暫時還沒有辦法解決,但可以從三條著手,一個是想辦法研發(fā)比較困難燃燒或者不燃燒的電池材料作為第一道防線,第二道防線提高檢測預(yù)警能力,第三道防線,制定故障應(yīng)急預(yù)案和消防處置措施,這三道防線可能都會增加儲能的投資成本。
以上是我的簡要匯報,謝謝大家!