中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。為保障“十四五”期間及中長(zhǎng)期能源電力供應(yīng)，我國(guó)明確了“適度超前”推進(jìn)能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的原則。核電是近乎零排放的低碳能源，需要強(qiáng)化其在能源革命中的戰(zhàn)略地位，統(tǒng)籌核電和清潔能源協(xié)同發(fā)展。
隨著核電規(guī)模的進(jìn)一步提升，結(jié)合核電特點(diǎn)及其發(fā)展實(shí)際，以及電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的需求，發(fā)展靈活性核能，統(tǒng)籌核能發(fā)電與新型儲(chǔ)能的開(kāi)發(fā)利用，增強(qiáng)核能系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性十分重要。
電力系統(tǒng)靈活性需求呼喚核電配儲(chǔ)
我國(guó)新能源規(guī)模快速增長(zhǎng)、負(fù)荷峰谷差持續(xù)拉大，將進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)靈活性需求。國(guó)家電網(wǎng)預(yù)測(cè)，“十四五”末國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi)的靈活性資源需求將達(dá)到6.8億千瓦，大大超出傳統(tǒng)電源和抽水蓄能的調(diào)節(jié)能力，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力缺口約為1億千瓦。煤電仍是最重要的靈活性資源供應(yīng)主體，提供的靈活性資源占比仍超過(guò)50%。
在此背景下，改造傳統(tǒng)火電，提升其靈活性的同時(shí)，有必要加強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力建設(shè)，統(tǒng)籌核電配套新型儲(chǔ)能的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，多角度、多層次、多途徑發(fā)展新型儲(chǔ)能技術(shù)，積極構(gòu)建與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的電力儲(chǔ)能體系。
為增加靈活調(diào)節(jié)電源，有關(guān)部門(mén)提出將儲(chǔ)能納入電力系統(tǒng)，探索建立靈活性資源容量市場(chǎng)機(jī)制。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)僅為400萬(wàn)千瓦，而虛擬電廠的調(diào)節(jié)負(fù)荷作用有限。預(yù)計(jì)“十四五”期間，抽水蓄能的造價(jià)、壽命和安全性仍優(yōu)于電化學(xué)儲(chǔ)能，大容量系統(tǒng)級(jí)儲(chǔ)能應(yīng)優(yōu)先發(fā)展抽水蓄能。
但是，煤電靈活性改造、抽水蓄能電站的開(kāi)發(fā)利用都存在不同程度的限制。這使得電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)將成為未來(lái)清潔能源更大規(guī)模發(fā)展的重要支撐。新型儲(chǔ)能容量可大可小，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠靈活部署于電源、電網(wǎng)和用戶側(cè)等各類(lèi)場(chǎng)景，可以作為抽水蓄能的補(bǔ)充。“十四五”期間及中長(zhǎng)期需要兼顧電網(wǎng)、抽水蓄能及新型儲(chǔ)能，合理確定發(fā)展規(guī)模、設(shè)施布局、接入范圍和建設(shè)時(shí)序，引導(dǎo)抽水蓄能和新型儲(chǔ)能合理布局、有序發(fā)展。
近期，相關(guān)部門(mén)先后出臺(tái)了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》等文件，提出多元發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)，以需求為導(dǎo)向，探索開(kāi)展儲(chǔ)氫（氨）、儲(chǔ)熱（冷）及其他創(chuàng)新儲(chǔ)能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。同時(shí)，不同的儲(chǔ)能技術(shù)要針對(duì)典型應(yīng)用場(chǎng)景，滿足不同時(shí)長(zhǎng)和頻率的儲(chǔ)能要求。值得一提的是，氫儲(chǔ)能也被明確納入創(chuàng)新儲(chǔ)能技術(shù)。
值得注意的是，目前，由于參與電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，核電尚未開(kāi)展日跟蹤調(diào)節(jié)等活動(dòng)，而是通過(guò)市場(chǎng)輔助服務(wù)費(fèi)用的分?jǐn)倎?lái)處理。當(dāng)然，一些省份，例如福建提出，進(jìn)入深度調(diào)峰區(qū)間時(shí)，核電機(jī)組負(fù)荷率降到75%時(shí)將給予一定補(bǔ)償。
此前，英國(guó)等核電占比較高的國(guó)家，曾因核電機(jī)組靈活性不足而難以實(shí)現(xiàn)價(jià)格響應(yīng)，造成電力輔助服務(wù)成本飆升。解決此類(lèi)問(wèn)題，需要立足先進(jìn)核電機(jī)組優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能，統(tǒng)籌考慮核電參與電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)問(wèn)題。
技術(shù)創(chuàng)新將為核能提供越來(lái)越多的靈活性。核電廠可通過(guò)與儲(chǔ)能、新型熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和制氫技術(shù)結(jié)合，成為可以調(diào)度的電力來(lái)源、熱能和化工生產(chǎn)的能源來(lái)源。未來(lái)，隨著先進(jìn)核能系統(tǒng)的研發(fā)，技術(shù)創(chuàng)新提供的靈活性空間將更大，甚至可能徹底改變清潔能源系統(tǒng)。
配套新型儲(chǔ)能有助于增強(qiáng)核電競(jìng)爭(zhēng)力
核電配套新型儲(chǔ)能，有利于能源電力系統(tǒng)的低碳清潔，有利于改善電力輔助服務(wù)市場(chǎng)費(fèi)用分?jǐn)偛缓侠淼那闆r，有利于搶占國(guó)際能源及核能發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)和，保障國(guó)家能源安全。
例如，當(dāng)前，我國(guó)部分省級(jí)區(qū)域電網(wǎng)核電機(jī)組占比不斷提高，但核電僅是費(fèi)用分?jǐn)傉?，不利于調(diào)動(dòng)其參與調(diào)峰的主動(dòng)性，加劇了電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的壓力。費(fèi)用分?jǐn)倶?biāo)準(zhǔn)不合理、人為事先規(guī)定補(bǔ)償價(jià)格等問(wèn)題的存在，導(dǎo)致市場(chǎng)無(wú)法在資源優(yōu)化配置中起決定作用，不能代表電力市場(chǎng)化改革的最終發(fā)展方向。因此，考慮到電力市場(chǎng)輔助服務(wù)可能會(huì)更多地直接面向工商業(yè)、高耗能企業(yè)等用戶，核電要改變單一的承擔(dān)基荷任務(wù)的角色。而且，核電靈活性能力提升得越早，在市場(chǎng)上就越可能占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
國(guó)家明確要求積極安全有序發(fā)展核電，三代核電技術(shù)也已進(jìn)入批量化建設(shè)階段，核電在降碳過(guò)程中將發(fā)揮重要作用。當(dāng)前，沿海局部地區(qū)核電比例逐步增加，需要考慮適度參與調(diào)峰及靈活運(yùn)行，提高核電的可調(diào)節(jié)性。此外，核電應(yīng)用場(chǎng)景逐漸拓展，在制氫、分布式能源及核能的梯次利用等方面的潛力待挖，這對(duì)配套儲(chǔ)能也提出了更高需求。
值得一提的是，核電配套新型儲(chǔ)能要盡可能靈活部署于各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景。例如，華龍一號(hào)等大堆與新型儲(chǔ)能匹配，可以參與負(fù)荷調(diào)節(jié)，保障區(qū)域電力供應(yīng)和不同時(shí)段的用電負(fù)荷，提高核電的安全性和經(jīng)濟(jì)性；小堆及先進(jìn)核能系統(tǒng)與儲(chǔ)能匹配，可拓展在分布式能源供應(yīng)以及綜合能源服務(wù)等方面的應(yīng)用；此外，核電配套儲(chǔ)能不僅可以輔助調(diào)頻、穩(wěn)定電壓，還可以作為備用電源提高核電廠最大輸出功率。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、分類(lèi)推進(jìn)
核電配套新型儲(chǔ)能，提升核能的可調(diào)節(jié)性及空間位置靈活性，有助于促進(jìn)靈活性核能成為我國(guó)能源電力系統(tǒng)靈活性發(fā)展的必要選項(xiàng)之一，促進(jìn)碳價(jià)值再分配更好地向核電及新型儲(chǔ)能傾斜。
結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)核電配套新型儲(chǔ)能電站全生命周期中的技術(shù)發(fā)展、安全環(huán)保運(yùn)行、材料回收循環(huán)利用等問(wèn)題，充分考慮輔助服務(wù)成本隨新能源占比增加而上升的實(shí)際，權(quán)衡核電參與電力市場(chǎng)輔助服務(wù)與靈活性核能開(kāi)發(fā)利用的安全性和經(jīng)濟(jì)性，為提升核能的可調(diào)節(jié)性及布局的靈活性，建議采取強(qiáng)化基礎(chǔ)、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、分類(lèi)有序推進(jìn)的實(shí)施路徑。
在核電領(lǐng)域，建議加強(qiáng)對(duì)福清、海南等核電站配套儲(chǔ)能的招投標(biāo)情況的調(diào)研，掌握其發(fā)展動(dòng)態(tài)與推進(jìn)情況，結(jié)合核電機(jī)組及擬配套的新型儲(chǔ)能技術(shù)、先進(jìn)核燃料技術(shù)的優(yōu)越性，選取合適的電站作為示范，細(xì)化實(shí)施方案和推廣路徑，并達(dá)到可復(fù)制、可推廣的目的。
在小型堆及先進(jìn)核能系統(tǒng)等特殊應(yīng)用領(lǐng)域，建議重點(diǎn)分析該領(lǐng)域配套新型儲(chǔ)能裝置的靈活調(diào)節(jié)能力，及其靈活支持核能綜合利用的相關(guān)問(wèn)題，并盡快提出布局靈活的小型堆及先進(jìn)核能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用示范項(xiàng)目的策劃方案。
同時(shí)，要強(qiáng)化基礎(chǔ)、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，盡快探索成立核電配套儲(chǔ)能協(xié)調(diào)發(fā)展研發(fā)平臺(tái)，并制定平臺(tái)運(yùn)作方案及工作程序。積極在各類(lèi)儲(chǔ)能中選出與核電耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的解決方案，對(duì)不同核電廠及市場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行深入評(píng)估，大力研究核電配套儲(chǔ)能各參與單位間的相關(guān)合作模式，綜合研究核燃料生產(chǎn)、電池原材料供應(yīng)、三廢處理、廢舊材料回收等一體化協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題。
五措并舉推動(dòng)發(fā)展
要根據(jù)不同核反應(yīng)堆的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，分類(lèi)有序推進(jìn)核能與新型儲(chǔ)能協(xié)調(diào)發(fā)展：
首先，對(duì)已有的成熟反應(yīng)堆技術(shù)，可根據(jù)安全及儲(chǔ)能技術(shù)要求，研究配套儲(chǔ)能的技術(shù)方案，制定評(píng)估方法，做到既滿足核電站系統(tǒng)運(yùn)行要求，又滿足新型儲(chǔ)能電站及電力系統(tǒng)靈活性要求。
其次，明確不同儲(chǔ)能技術(shù)適用的應(yīng)用場(chǎng)景、所需的不同時(shí)長(zhǎng)和頻率，制定核電配套儲(chǔ)能的發(fā)展目標(biāo)，評(píng)估出最優(yōu)技術(shù)工藝、商業(yè)應(yīng)用方案，制定相關(guān)技術(shù)研發(fā)及工程示范的計(jì)劃建議。
第三，深入研究由核電與可再生能源、儲(chǔ)能組成的區(qū)域電網(wǎng)或綜合能源系統(tǒng)，結(jié)合新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的實(shí)際情況，制定近遠(yuǎn)期規(guī)劃，允許一定時(shí)期內(nèi)，在核電廠計(jì)量出口內(nèi)建設(shè)的新型儲(chǔ)能設(shè)施可以與機(jī)組聯(lián)合參與調(diào)峰。
第四，安全是核電配套新型儲(chǔ)能發(fā)展的生命線，因此，要建立健全核電配套新型儲(chǔ)能的開(kāi)發(fā)、建設(shè)與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系。新型儲(chǔ)能技術(shù)種類(lèi)多、工藝差異大，且應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，需要建立涵蓋基礎(chǔ)通用、規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備試驗(yàn)、施工驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)體系，并制定新型儲(chǔ)能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及多元化應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要積極跟蹤發(fā)達(dá)國(guó)家在核電廠配套儲(chǔ)能方面的相關(guān)政策及最新動(dòng)態(tài)。
第五，要鼓勵(lì)核能與電網(wǎng)企業(yè)、可再生能源企業(yè)等利益相關(guān)方的合作，共同創(chuàng)建清潔能源綜合利用系統(tǒng)，研究提出核電配套儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)交易、輔助服務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的模式，完善相關(guān)投資扶持、財(cái)稅補(bǔ)貼等政策體系和安全環(huán)保措施，有序促進(jìn)核電配套儲(chǔ)能的推廣應(yīng)用。
（茍峰供職于中國(guó)核電發(fā)展中心； 汪永平、田錚供職于中核工程咨詢有限公司）
