中國儲能網(wǎng)訊：日前，中國在聯(lián)合國大會上承諾到2060年前實現(xiàn)碳中和，這一信號的釋放，無疑會促使新能源產(chǎn)業(yè)迎來新一輪爆發(fā)。儲能作為支撐新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，也因此備受關(guān)注。然而，由于各界對儲能認識的不同，以及受人工智能、5G等新技術(shù)的影響，儲能發(fā)展之路仍有很多羈絆。對此，《中國科學(xué)報》推出“聚焦儲能發(fā)展”系列報道，嘗試厘清其中的關(guān)鍵科學(xué)問題。
■本報記者 秦志偉
今年年初，浙江德升新能源科技有限公司董事長孟煒預(yù)計，2020年仍是儲能行業(yè)的“小寒冬”，為此他正思考著應(yīng)對之策。但令孟煒萬萬沒有想到的是，這一行業(yè)很快迎來了大反彈?！肮窘衲甑臓I收預(yù)計比去年至少要翻一番?！泵蠠樤诮邮堋吨袊茖W(xué)報》采訪時說。
儲能行業(yè)的再次爆發(fā)，讓業(yè)界興奮不已，但應(yīng)該給予儲能什么樣的身份仍是備受爭議的話題之一。眾所周知，新能源發(fā)電的穩(wěn)定性較差，可調(diào)、可控性較弱。新能源大規(guī)模并網(wǎng)及其高比例發(fā)展，必將引發(fā)電力系統(tǒng)對于儲能長期持續(xù)的需求。
那么，是否可以把儲能理解為僅為新能源提供服務(wù)？顯然不是。
“要從全局衡量儲能的價值，給予儲能獨立的主體地位。”水電水利規(guī)劃設(shè)計總院總工程師彭才德認為，“在戰(zhàn)略層面，要結(jié)合國家高比例新能源發(fā)展的需要，制定儲能發(fā)展的路線圖、行動計劃；在應(yīng)用層面，要統(tǒng)籌優(yōu)化儲能與新能源在電力系統(tǒng)中的布局?！?
剛需：新能源需要儲能
在今年舉行的第75屆聯(lián)合國大會上，我國提出二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和，這一承諾引起各國的高度關(guān)注和肯定。
所謂碳中和，是指企業(yè)、團體或個人測算在一定時間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。
要達到碳中和這一目標，目前公認的兩種方法是使用可再生能源、減少碳排放。
近年來，我國可再生能源發(fā)展迅猛。截至2019年底，全國可再生能源發(fā)電裝機達7.94億千瓦，年發(fā)電量達2.04萬億千瓦時。這兩項指標近五年的平均增速分別為13.1%和11.2%。
國家電網(wǎng)冀北電力風(fēng)光儲公司副總經(jīng)理兼總工程師劉漢民擔(dān)心，如果這么多的新能源發(fā)電接入電網(wǎng)，會對電網(wǎng)造成多大的沖擊以及該如何吸納？
這種擔(dān)憂不無道理，其主要原因之一是新能源發(fā)電的間歇性特點，而這也導(dǎo)致新能源棄電現(xiàn)象的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，2019年全國新能源棄電量約515億千瓦時，比上年下降約395億千瓦時。在國網(wǎng)能源研究院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所研究員曹子健看來，“三棄”（棄風(fēng)、棄光、棄水）現(xiàn)象雖有所好轉(zhuǎn)，但依然相當(dāng)于舍棄了超過1/2個三峽電站的發(fā)電量（2019年三峽電站發(fā)電量為968.8億千瓦時），仍有相當(dāng)大的提升空間。
發(fā)展儲能是解決上述問題的重要措施之一。正如清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院系統(tǒng)分析與混合仿真研究所所長張東輝所說，“因為電力系統(tǒng)消納能力有限，風(fēng)、光往哪個地方開發(fā)、開發(fā)哪種類型，必須要通過儲能進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化”。
在諸多儲能類型中，抽水蓄能仍是當(dāng)前及今后一段時間主流的技術(shù)類型，但電化學(xué)儲能顯示出更大的發(fā)展?jié)撃?。?019年而言，我國儲能項目新增裝機共計1228.4萬千瓦。其中，電化學(xué)儲能項目新增裝機678.4萬千瓦，占比高達54.5%；抽水蓄能和蓄熱蓄冷新增裝機分別占比24.4%和20.4%。
今年，部分省區(qū)要求或鼓勵新上馬的光伏和風(fēng)電新能源項目配置儲能。彭才德從當(dāng)前新能源與儲能的布局發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電配置儲能的效益要優(yōu)于風(fēng)電配置儲能，新能源匯集區(qū)配置儲能要優(yōu)于各個新能源場站配置儲能。
尷尬：只是調(diào)節(jié)作用
中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心主管王皓懷參與了2011年、2012年深圳寶清儲能電站和張北風(fēng)光儲示范工程的相關(guān)論證?！爱?dāng)時是以科技示范項目的形式，打造輸配電系統(tǒng)，這是業(yè)界第一次認識到有儲能電站這件事可以做?！?
2013年至2015年儲能電站建設(shè)成本過高，導(dǎo)致儲能電站沒有辦法得到大規(guī)模應(yīng)用，其價值也就無法體現(xiàn)。
降成本就成為首要工作。2015年，新能源汽車的出現(xiàn)帶來了轉(zhuǎn)機，其快速發(fā)展帶動了動力電池成本迅速下降。直到2016年，發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)的成本下降趨勢明顯，業(yè)界也探索到一些運營模式，相繼出現(xiàn)火儲調(diào)頻、用戶側(cè)儲能峰谷電價套利，形成了現(xiàn)在有商業(yè)價值運營模式的第一波儲能的發(fā)展。
之后，儲能開始步入迅速發(fā)展階段。與此同時，業(yè)界也開始思考是否可以在電力系統(tǒng)應(yīng)用儲能，即發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲能。2018年，我國儲能應(yīng)用市場最大的亮點就是電網(wǎng)側(cè)儲能市場的崛起。
這樣一來，儲能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都打開了局面。
直到2019年，隨著電力體制改革的推進，電力市場化使得儲能原有的商業(yè)模式不可為繼，但儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并沒有就此停止。
根據(jù)《2020儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報告》，2019年我國新增投運的電化學(xué)儲能項目中，集中式新能源＋儲能、電源側(cè)輔助服務(wù)、電網(wǎng)側(cè)儲能、分布式及微網(wǎng)、用戶側(cè)儲能裝機規(guī)模占比依次是22.4%、44.5%、21.2%、0.8%、11.3%。
那么，現(xiàn)在儲能到底有多大價值？“要回答這個問題，首先要搞清楚電力系統(tǒng)價值是如何計量的?！蓖躔呀榻B，電力系統(tǒng)價值分為輔助服務(wù)和電能量。據(jù)統(tǒng)計，99%的電力系統(tǒng)價值都計在電能量里。
“從目前技術(shù)水平來看，儲能只能是電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的提供者?！蓖躔驯硎?，調(diào)節(jié)能力分為調(diào)頻、備用、調(diào)峰、黑啟動，“最大的作用可能是調(diào)峰”。但王皓懷也提醒，對于調(diào)峰，除了儲能之外，現(xiàn)有很多運行模式也能夠提供這種能力。
按照電力系統(tǒng)的運行模式，“首先要確定身份問題。”王皓懷反問道，是該把儲能核定為發(fā)電還是用電，抑或是輸電環(huán)節(jié)？“好像都不行，這就帶來核準難的問題，備案時不知找誰，接下來的計量就沒法進行。沒有計量，導(dǎo)致的后果就是沒有結(jié)算?！?
路徑：規(guī)劃引領(lǐng)市場
在張東輝看來，如果國家要進入高比例可再生能源系統(tǒng)，非抽水蓄能規(guī)劃配置的組成在相當(dāng)程度上決定了我國電力清潔能源開發(fā)的進度。
在我國，抽水蓄能已納入能源規(guī)劃，可在電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度。但目前儲能類型多、應(yīng)用場景廣，且商業(yè)模式不確定，在技術(shù)發(fā)展較快的情況下，上述特點導(dǎo)致政策調(diào)整較快?！罢卟磺逦瑑δ芤?guī)劃研究滯后。”張東輝說。
事實上，國家和各地方也出臺相關(guān)措施。但在王皓懷看來，這些文件大部分是從宏觀層面鼓勵儲能發(fā)展，按照價值趨向來計量，最后發(fā)現(xiàn)執(zhí)行效果不好。
《中國科學(xué)報》采訪時也了解到，業(yè)界對政策變化比較敏感。如何保證一個靈活、穩(wěn)定的政策性環(huán)境，是業(yè)界在構(gòu)建儲能商業(yè)模式時比較關(guān)心的問題。
王皓懷以分布式光伏發(fā)展為例介紹，當(dāng)時國家出臺了一個非常明確的指向性意見，就是規(guī)定分布式光伏的身份怎么界定，然后每度電怎么補貼、計量。解決了這兩個問題后，分布式光伏才有了后來的飛躍式發(fā)展。
專家認為，如果對儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不提前規(guī)劃和研究，等到真正大爆發(fā)之時，從監(jiān)管和調(diào)度運行層面來講，可能會比較被動。
為此，張東輝建議，首先在新能源規(guī)劃時將配套儲能納入考慮，否則消納和計量完全是兩個概念、兩個結(jié)論。其次，可以在電網(wǎng)側(cè)給儲能一個身份，通過第三方主體，結(jié)合市場機制合理規(guī)劃、合理回收。此外，在用戶側(cè)儲能方面，可以根據(jù)政策趨勢預(yù)測規(guī)模和策略，按照修改負荷特性角度納入電網(wǎng)規(guī)劃。
在規(guī)劃中，標準是支持儲能規(guī)模化發(fā)展的重要保障?！叭绾螛?gòu)成整個并網(wǎng)的流程體系，身份確定了之后去找誰，假設(shè)國家能源局審批，建設(shè)時找誰、并網(wǎng)時找誰，這些都需要明確?！蓖躔蜒a充道。
