鉅大LARGE | 點擊量:1012次 | 2019年03月04日
儲能技術在新能源領域大有可為
儲能是通過介質或者設備把能量存儲起來,需要時再將能量釋放的過程。廣義的儲能包括煤、石油、天然氣等化石能源,化石能源實質上就是將億萬年的太陽能儲存起來,狹義的儲能僅包括儲電和儲熱。儲電分為物理儲電和化學儲電,物理儲電有抽水儲能,化學儲電有鉛酸電池、鋰電池;儲熱分為顯熱、潛熱、化學儲熱等。
從鉛酸電池到動力車,再到可再生能源、智能電網(wǎng),每一種儲能方式都有廣泛而又重大的戰(zhàn)略意義。華盛頓特區(qū)經濟趨勢基金會總裁里夫金認為,第三次工業(yè)革命將是目前經濟危機的一種解決之道,五大智能支柱產業(yè)將催生新型經濟范式。總體來看,將是一種能源互聯(lián)網(wǎng)經濟。國務院也把儲能列為100個重大項目之一,李克強總理特別強調:“要集中力量在可再生能源開發(fā)利用,特別是新能源利用和儲能、微網(wǎng)技術上取得突破,搶占能源革命的制高點”。過去10年里,世界儲能技術除了抽水儲能以外發(fā)展得都很快。
儲能技術在整個能源輸出體系有廣泛的應用和需求。對于電網(wǎng)側,儲能技術可以輔助動態(tài)運行、延緩新建機組、大規(guī)模接入可再生能源;對于需求側,可以進行需求管理和電能質量緊急備用。當然還有調峰調谷、電壓支持等作用。在橫坐標上是規(guī)模,縱坐標上是時間的儲能應用,需求坐標圖中,不同方面的儲能應用對規(guī)模和性能有不同的要求,加入技術變量之后,不同的儲能技術能夠滿足不同的需求;如果把不同的儲能技術放在同一張表中,可以對比出不同儲能技術的優(yōu)劣:物理儲能壽命比較長、規(guī)模比較大,化學儲能響應時間比較快、效率相對比較高。但是經過最近20多年的發(fā)展,物理儲能逐漸取消抽水儲能、壓縮空氣、儲熱儲冷、飛輪技術,化學儲能取消了鉛酸電池、鋰電池、液流電池。
根據(jù)新能源海外發(fā)展聯(lián)盟和儲能技術聯(lián)盟對儲能技術的統(tǒng)計和預測,未來的儲能成本將會持續(xù)下降,以五年為一個周期,價格下降為原來的二分之一或三分之一,但下降速度放緩;到2017年底,全球儲能技術的總體裝機規(guī)模逼近172.4GW,年均增速為40%~50%。2018年上半年增長更為顯著,目前的全球總裝機為173.5GW,熱化學儲能增長了133%;從國別來看,因為英國在2017年出臺了16條支持政策,從而出現(xiàn)了爆炸式的增長,以44%名列第一,中國是15%,韓國是13%,德國是11%,美國是6%;從應用領域來看,主要集中在電網(wǎng)車、用戶車、可再生能源并網(wǎng)和輔助服務。可再生能源集中并網(wǎng)與新能源發(fā)展直接相關。用戶側主要依靠分布式光伏的驅動,而分布式光伏波動性較為劇烈,需要儲能使其趨于穩(wěn)定。新能源驅動是電網(wǎng)側的重要動力,原因在于新能源的間歇性沖擊了電網(wǎng),儲能應用也得到了大幅度的擴展;從國際比較來看,各國發(fā)布的儲能項目大部分在百兆瓦以上,全球市場基本一致,截至到2018年6月底,中國的裝機為29.7GW,以電池(此處存疑)為主的新型儲能技術增長了127%,和國際基本一致;從地域比較來看,江蘇發(fā)展速度名列第一,西部地區(qū)發(fā)展很快,像青海、貴州、內蒙古,河南的表現(xiàn)也十分突出,但是分布差太大;從技術上來看,中國的技術主要以鋰電池和鉛酸電池為主,應用于電網(wǎng)側、用戶側和分布式服務,主要的驅動力還是依靠于集中式、用戶側、電網(wǎng)側,因此,新能源是中國儲能發(fā)展快速發(fā)展的主要驅動力。
儲能市場主要分成以下三種:一種是集中式風電站。中國西部省區(qū)的新能源已經占了相當高的比例,在這種情況下可再生能源間歇性和不穩(wěn)定性要求提高其可控性,因此,儲能是主要的解決方案。一種是新能源微網(wǎng),代表性的是分布式光伏。一種是輔助服務,如輔助調頻、調峰,流量的轉換利用。中國的儲能市場與國際是一致的。目前,儲能產業(yè)鏈形成了如下模式:上游主要是原材料,中游是關鍵部件基礎,下游是用戶市場,儲能產業(yè)經歷了10年、20年的發(fā)展已經形成了一個成熟的產業(yè)璉,為下一步儲能爆發(fā)奠定了基礎。
儲能的商業(yè)模式基本上可以分為如下類別:依靠新能源驅動的發(fā)電領域主要解決的是可再生能源的間歇性、不穩(wěn)定性,提高可再生能源的可控性、可利用率,以及輔助動態(tài)的服務;可再生能源的控制主要通過安裝千瓦的儲能設備,提高能源的電網(wǎng)效率;輔助服務,如調頻、電壓支持、調峰主要通過儲能完成調頻、調峰,實現(xiàn)“削峰填谷”的效果;用戶側領域,主要用于分布式能源、分布式光伏和分布式的園區(qū),通過分析用戶的電價、容量、電能質量、緊急備用,與互聯(lián)網(wǎng)相結合。
中國政府高度重視儲能技術的發(fā)展,并將其列為國家重點的支持領域。2017年9月,國家發(fā)改委、能源局、工信部、科技部、財政部聯(lián)合發(fā)布了《關于促進儲能技術與產業(yè)發(fā)展的指導意見》,明確了儲能電站在整個電力行業(yè)的主體地位,明確了儲能發(fā)展的五大任務:推進儲能技術裝備研發(fā)示范;推進儲能提升可再生能源利用水平應用示范;推進儲能提升電力系統(tǒng)靈活性、穩(wěn)定性應用示范;推進儲能提升用能智能化水平應用示范;推進儲能多元化應用支撐能源互聯(lián)網(wǎng)應用示范,要求儲能在“十三五”進入商業(yè)化初期,建成一批試點示范、研發(fā)一批重點技術和核心裝備、形成一批重點技術標準和規(guī)范、探索一批可推廣的商業(yè)模式、培育一批有競爭力的市場主體,到“十四五”形成規(guī)模化發(fā)展,包括形成產業(yè)體系,完成掌握具有國際領先水平的核心裝備,形成一批有國際競爭力的市場主體。這些為整個儲能的發(fā)展指明了方向和規(guī)劃了路徑。2018年又陸續(xù)出臺了一些實施細則和支持政策,各個地方不同行業(yè)也出臺了支持的政策,對于儲能發(fā)展是重大的利好。
新能源和儲能可能是一對雙胞胎,但是新能源發(fā)展明顯超過了儲能。但是隨著儲能和新能源的快速發(fā)展,二者相互支持、相互驅動,為能源革命做好支撐技術應有的貢獻。