中國儲能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合240余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲能大會在杭州召開。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)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(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會，其中245家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月25日上午，國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院高級技術(shù)專家張宇受邀在新型儲能系統(tǒng)集成解決方案專場分享了主題報告，報告題目為《儲能技術(shù)助力能源低碳化轉(zhuǎn)型》。以下是報告主要內(nèi)容：
張宇：大家知道“雙碳”目標(biāo)提出之后，整個國家面臨能源轉(zhuǎn)型，用非化石能源代替常規(guī)火電、燃?xì)鈾C(jī)組，也提出了新型電力系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)，和新型電力系統(tǒng)一脈相承，我們認(rèn)為新型儲能(除抽水蓄能以外的其他儲能形式)具有很好的應(yīng)用前景。我們也關(guān)注到學(xué)會是化學(xué)與物理學(xué)會，去年、前年我們這邊牽頭寫了儲能術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)，儲能按技術(shù)類別分類的話，就是按物理儲能和化學(xué)儲能來分的。我們這個協(xié)會也是基本上囊括了新型儲能系統(tǒng)所有的形式，我也看了一下，報告人里有來自電網(wǎng)的企業(yè)，有發(fā)電的企業(yè)，更多是一些廠商，大家關(guān)注儲能在未來新型電力系統(tǒng)應(yīng)用，儲能在未來將發(fā)揮積極的作用。這次參加會議一個是分享我們在新型儲能方面?zhèn)€人的體會和認(rèn)識，更多是向同行學(xué)習(xí)的。
我今天就做一個開場報告，算拋磚引玉，可能是從比較宏觀的視角看一下新型儲能技術(shù)在電力轉(zhuǎn)型過程中一些使命，包括它的一些作用。
這是我個人工作的履歷，最早從2007年開始就承擔(dān)國家科技支撐計劃的項目，做的是比較小眾的電池，鈉硫電池，這個照片是2009年我和溫老師到科技部參加了“十大科技進(jìn)展新聞”的頒獎儀式，后面更多關(guān)注儲能在并網(wǎng)的應(yīng)用方面，做的試驗?zāi)芰ㄔO(shè)，包括車網(wǎng)互動、新能源消納方面的一些國家級科技項目。從2017年開始換了一個賽道，做一些國際標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)制工作。
今天的報告大概分三個方面：一是從能源轉(zhuǎn)型角度看一下儲能應(yīng)用的需求；二是大概剖析一下所謂新型儲能設(shè)定的關(guān)鍵技術(shù)；最后是到2030年前儲能發(fā)展路徑做一些初步的展望。
一、儲能應(yīng)用需求
我們知道新型儲能再往上溯源的話是新型電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)再往上一層就是能源轉(zhuǎn)型，“雙碳”，碳中和，到2030年碳達(dá)峰，到2060年碳中和。我們國家和發(fā)達(dá)國家相比，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)碳達(dá)峰了，走在碳中和的路上，所以說我們未來在30多年時間要完成兩個使命：碳達(dá)峰、碳中和。我們知道要實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，或者碳達(dá)峰，相當(dāng)一部分的使命是要實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)型。能源轉(zhuǎn)型是兩個方面：一是所謂發(fā)電端，用非化石能源代替化石能源，非化石能源逐步成為主力電源，第一大電源。二是用電端，更多提高用電在終端用能的比例，所以電力是能源轉(zhuǎn)型一個中心環(huán)節(jié)。
我們知道新能源接入之后，我們管電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行，對這個還是有比較深刻的認(rèn)識，我們知道新能源是以風(fēng)電和光伏為主，它們是靠天吃飯，它們具有隨機(jī)性和波動性，精準(zhǔn)預(yù)測也是業(yè)界的一個難題，實(shí)際上也是很難做到完全精確的來預(yù)測。我們電力系統(tǒng)主要的特征還是沒有變，是發(fā)電用電功率實(shí)時平衡的，所以說在發(fā)電端增加了很多不確定性。原來我們這邊所謂“源隨荷動”，靠主力電廠調(diào)一下就能滿足負(fù)荷波動的需求?，F(xiàn)在在源側(cè)增加了很多不確定性，我們怎么破這個局呢，還是電力系統(tǒng)里要增加很多靈活性資源。靈活性資源就是具有向上向下功率調(diào)節(jié)的能力，所以說新型電力系統(tǒng)下一個重要的命題就是規(guī)劃運(yùn)行大量的靈活性資源。
這是我們美國同行做的一個報告，我把里面其中一頁摘出來。未來在低碳的能源系統(tǒng)里，我們國內(nèi)叫新型電力系統(tǒng)，國外叫低碳電力系統(tǒng)。在所謂發(fā)電端、輸配電端、用戶端，包括儲能是源網(wǎng)荷儲泛在的。國外還有電力市場、電力輔助市場，因為運(yùn)營商在這6個層面都有一些調(diào)節(jié)能力，所以未來在新型電力系統(tǒng)，或者低碳化的能源系統(tǒng)里是要很好的把這6個層面靈活性資源組合起來。儲能是其中一個方面，因為儲能在新型電力系統(tǒng)可以承擔(dān)重要的一些使命，但這些使命是跟其他靈活性資源配合一起來完成的。
這里是儲能的類別，也是很多，電化學(xué)現(xiàn)在在新型電力系統(tǒng)里最活躍的一個分支，其他大家熟悉的還有飛輪儲能，還有超級電電容器儲能，還有壓縮空氣的儲能，抽水蓄能是常規(guī)的。還包括儲氫、儲熱。
儲能的應(yīng)用場景在源網(wǎng)荷側(cè)都可以找到一些典型的應(yīng)用場景，包括在綜合能源方面也有一些應(yīng)用場景。隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，儲能很緊密融入到源網(wǎng)荷側(cè)，這個界面越來越模糊，本身新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷的界限也會越來越模糊。
二、新型儲能涉及的關(guān)鍵技術(shù)
儲能要有一個儲能的介質(zhì)，我們叫儲能的載體，所以本體技術(shù)是一個關(guān)鍵。現(xiàn)在很多集成依托于一個本體開展后端的并網(wǎng)，包括能效管理，包括上網(wǎng)交易，后面成套集成的?，F(xiàn)在電網(wǎng)里對靈活性資源的調(diào)節(jié)需求有短時高頻，有中短時長，有長時低頻，應(yīng)該說在每一個電力對靈活性資源的需求都有它適用的技術(shù)，所以未來還是在三個時間尺度上尋找一些，或者開發(fā)一些，完善一些現(xiàn)在市面上能看到到的技術(shù)。當(dāng)然也可以以一些指標(biāo)來衡量，淡化技術(shù)的屬性，從我們最后投資電網(wǎng)的角度來看它應(yīng)該達(dá)到什么樣的水平，一般認(rèn)為循環(huán)壽命大概1.5萬次，整個系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率90%，采購成本是低于1塊錢每瓦時，度電成本，全生命周期的做到2毛，現(xiàn)在更激進(jìn)的做到1毛的也有。這幾年國縱項目里有考核指標(biāo)，我記得2毛，甚至有1毛的?，F(xiàn)在大家關(guān)注的技術(shù)也比較多，在右下角也列出一些，整個業(yè)界比較關(guān)注的技術(shù)。
并網(wǎng)技術(shù)，完成儲能介質(zhì)里存儲的能量，和整個新型電力系統(tǒng)對靈活性資源調(diào)節(jié)這么一個連接的紐帶和橋梁，它也很關(guān)鍵。一般電化學(xué)里是做一個直流到交流的變換，變換的拓?fù)湟脖容^多，可能對電力電子比較了解，大概有5-6種典型的拓?fù)?。這里給出的是這兩年大家關(guān)注度比較高的，尤其在大儲能項目里會比較多考慮來用高壓級聯(lián)技術(shù)。高壓級聯(lián)類似高壓直流輸電，用的級聯(lián)的方式，在電池端通過一個DC/DC隔離式的把它串起來，好處是可以取消升壓或者隔離的變壓器，整個系統(tǒng)具有更高的能效指標(biāo)和響應(yīng)速度。
還有一個大家比較忽略的，信通技術(shù)也是很關(guān)鍵的應(yīng)用。根據(jù)不同的應(yīng)用，它可以采取不同的通信載體，網(wǎng)關(guān)可以設(shè)置在不同的地方，這里給出了美國電科院的報告，甚至不同層面的應(yīng)用都有不同的通信方案，包括網(wǎng)關(guān)都設(shè)置在最合理的地方。
還有運(yùn)營階段涉及到調(diào)控技術(shù)，一個是設(shè)備層面的調(diào)控，另外是側(cè)重于應(yīng)用層面的調(diào)控。這里給了設(shè)備層面的調(diào)控技術(shù)，也是我們最近一個合作伙伴，上海交大李睿教授這兩年在做的分割管控技術(shù)，就是在電池端串一個小的PCS，把簇間電壓調(diào)到一致，將來運(yùn)行增加了很多靈活性。它有弱電池，也可以比較一致在簇這個層面一致。這個技術(shù)大家可以關(guān)注一下，會稍微增加一些成本，運(yùn)行的可用率會顯著得到提升。
還有安全技術(shù)，我們知道安全怎么強(qiáng)調(diào)都不為過的。國內(nèi)比較有名的“大紅門”，韓國同行從2017年開始，現(xiàn)在已經(jīng)有30多起火災(zāi)事故了。我個人也在從事IEC國際標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制工作，有時候開會韓國同行也會分享他們的事故分析。我感覺如果讓我們?nèi)シ治龅脑捝晕⒂悬c(diǎn)臉紅，可能韓國他們已經(jīng)習(xí)慣了這個事情。我感覺安全技術(shù)是一個大安全的概念，從本體的安全到設(shè)備、系統(tǒng)級的安全，我們在各個層面都要采取相應(yīng)的措施，最后實(shí)現(xiàn)一個應(yīng)用級的安全。
三、儲能發(fā)展路徑
最后和大家匯報一下儲能的發(fā)展路徑，規(guī)劃還是很重要的，什么事情都是靠規(guī)劃引領(lǐng)驅(qū)動的。我們國家層面有規(guī)劃，至少到2030年、2050年對新型儲能發(fā)展都提出了明確的目標(biāo)。地方層面要很好對接國家的規(guī)劃，制定省域儲能的專項規(guī)劃。我給了兩個例子：一個是山東的，一個是浙江的，應(yīng)該說屬于發(fā)力比較晚，但后面會走的比較快，因為這兩個省經(jīng)濟(jì)的體量還是比較大的，未來有很大的發(fā)展空間。
還有我們關(guān)注新型電力系統(tǒng)，很多都是從“碳視角”，常規(guī)的電力系統(tǒng)是“電視角”，所以未來新型電力系統(tǒng)還是要以電碳耦合的視角來看儲能。這里右邊給了一張圖，不同的達(dá)到減碳目標(biāo)，儲能應(yīng)該達(dá)到什么樣的規(guī)模，或者要消減，要達(dá)到什么樣的比例，這也是一個有趣的視角。做這樣的研究也很好，我們可以宏觀角度預(yù)判一下大概要達(dá)到未來不同的階段，儲能的發(fā)展規(guī)模應(yīng)該是多少?？偟纳鐣杀臼嵌嗌伲陔娊灰住⑻冀灰椎氖袌鼋o儲能一個合理的回報。如果“電碳耦合”的話，是有助于在儲能投資價值臨界點(diǎn)附近的地方，起到助推的作用。意味著將來儲能系統(tǒng)除了電市場的交易，未來還可能會有碳市場的交易?？梢约铀偻顿Y回升過程。
還有標(biāo)準(zhǔn)體系也很重要，尤其涉及到系統(tǒng)集成，最后系統(tǒng)集成變成廠家的解決方案，最后從用戶的角度還是希望通過標(biāo)準(zhǔn)約束引領(lǐng)整個應(yīng)用場景是怎么樣的，它去找標(biāo)準(zhǔn)，看看有哪些適用的技術(shù)，典型的接入方案是什么樣，應(yīng)該說整個國家層面現(xiàn)在電力儲能標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)處于干得熱火朝天，因為本人也是儲能國標(biāo)委的委員，經(jīng)常會犧牲周末時間參與標(biāo)準(zhǔn)的討論和審查，大家也可以關(guān)注一下。尤其是我們做產(chǎn)品開發(fā)的，更多要關(guān)注這些標(biāo)準(zhǔn)，因為這些標(biāo)準(zhǔn)會對設(shè)備提很多要求，對并網(wǎng)的管理提很多要求。
除了規(guī)劃就是配置，剛才我們說了源網(wǎng)荷側(cè)有很多典型的應(yīng)用，怎么樣配置，我個人一個理解就是“抓大聚小”，所謂在電力系統(tǒng)整個能源的轉(zhuǎn)型是在大電網(wǎng)層面和配用電層面，兩個方向同時進(jìn)行，所以儲能的配置也要依附于這兩個大方向。抓大，在大電網(wǎng)層面利用海上風(fēng)電，包括常規(guī)火電廠靈活性資源提升，包括儲能，包括負(fù)荷的需求響應(yīng)，把它很好的結(jié)合起來提供一個全網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力，甚至提供一個主動支撐的能力，這是所謂的抓大。聚小，我們這邊分布式光伏+充電站+區(qū)域配電網(wǎng)聯(lián)合起來，會形成一個光儲充臺區(qū)變以下的，或者一個供電片區(qū)里能源供給的優(yōu)化，所以說儲能應(yīng)該是靈活配置在大電網(wǎng)層面和配用電層面，所謂抓大聚小。
還有商業(yè)模式也很重要，這幾年有共享儲能說的比較多，儲能也是一個比較好的再保險的產(chǎn)品。共享儲能有什么好處呢，個人理解有兩個：一是共享之后合并了儲能需求，可以減少儲能的規(guī)?？偭?。因為張三也建，李四也建，張三、李四合建之后就不是1+1=2，1+1規(guī)模1.8就=2了。二是儲能的運(yùn)營管理還是有比較強(qiáng)的專業(yè)性，不是一般人能玩得動的，共享儲能一般具備這個專業(yè)知識，可以很好的管理儲能系統(tǒng)，而且他自己投資，他心疼這個錢，會把這個系統(tǒng)管得好好的。
最后借用上海曾經(jīng)的主力電廠，楊浦發(fā)電廠。上海楊浦發(fā)電廠最早是30萬機(jī)組，也是在上海2000年前后一輪電源側(cè)的改革，“上大壓小”，老機(jī)組退出來，把發(fā)電份額讓出來，讓給100萬的超超過臨界，排放更好的機(jī)組。未來能源轉(zhuǎn)型，是我們看到的風(fēng)電、光伏代替常規(guī)老的發(fā)電技術(shù)。當(dāng)然未來在轉(zhuǎn)型過程中儲能也可以找到很多發(fā)展的機(jī)會，我們用這句話傳遞出未來新型電力系統(tǒng)美好未來。
謝謝大家，開場報告也是拋磚引玉，期待后面嘉賓做更精彩的介紹和演繹。
