中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2023年11月16日，南方電網(wǎng)儲(chǔ)能股份有限公司儲(chǔ)能科研院黨支部書記、副院長陳滿在出席《南方周末》舉辦的“2023科創(chuàng)大會(huì)”并發(fā)表演講時(shí)認(rèn)為，風(fēng)光新能源的不可預(yù)測性、隨機(jī)性、間歇性對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定會(huì)帶來很大的影響。
“在目前比例還不太高的情況下，大家都知道電網(wǎng)非常堅(jiān)強(qiáng)，非常穩(wěn)定，大家不會(huì)感受到用電各方面的問題。一旦為了實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)時(shí)，就要遇到各種各樣的問題?！痹陉悵M院長看來，隨著可再生能源并網(wǎng)不斷增大，規(guī)?；瘍?chǔ)能在電力系統(tǒng)的作用會(huì)越來越重要。
陳滿院長直指，近5年來，全球范圍內(nèi)發(fā)生的鋰離子電池火災(zāi)事故已達(dá)70多起，鋰離子電池的安全已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)聚焦并全力攻克的一個(gè)關(guān)鍵問題。他說，《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》正在修編和準(zhǔn)備報(bào)批，新的標(biāo)準(zhǔn)出來之后應(yīng)該會(huì)對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能電站的規(guī)范安全帶來一個(gè)很大的改觀。
以下為陳滿院長的演講實(shí)錄。
2009年美國奧巴馬總統(tǒng)提出了智能電網(wǎng)概念后，南方電網(wǎng)公司決定對(duì)智能電網(wǎng)支撐技術(shù)開展研究。在這個(gè)過程中，我們對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能在電網(wǎng)中應(yīng)用的可行性、還有各項(xiàng)集成技術(shù)、安全等各方面的技術(shù)開展了研究，也看著儲(chǔ)能技術(shù)從冷到熱發(fā)展的過程。為什么儲(chǔ)能技術(shù)會(huì)有這么快的發(fā)展？有幾個(gè)方面的原因。
為什么發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)？
電是從發(fā)、輸、配用很長一個(gè)鏈條都是同一個(gè)時(shí)間完成的，如果說哪一個(gè)階段斷了用電就完不成。電能不能存起來用或者想什么時(shí)候用就什么用？這就涉及到儲(chǔ)能技術(shù)了。儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的一個(gè)支撐，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和裝備。
為什么提新型電力系統(tǒng)？新型電力系統(tǒng)以新能源越來越多地成為主體為前提。預(yù)計(jì)到2030年到2060年，新能源占比會(huì)達(dá)到25%或60%。在這個(gè)過程中，風(fēng)光新能源的不可預(yù)測性、隨機(jī)性、間歇性對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定會(huì)帶來很大的影響。目前比例沒這么高的情況下，大家都知道電網(wǎng)非常堅(jiān)強(qiáng)，非常穩(wěn)定，大家不會(huì)感受到用電各方面的問題。一旦為了實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)時(shí)，我們就要遇到各種各樣的問題了，包括極端天氣、極端氣候的影響。所以我們不僅研究儲(chǔ)能，還可以在發(fā)、輸、配用各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，讓我們用電更加清潔，電網(wǎng)更加穩(wěn)定。所以儲(chǔ)能技術(shù)這一塊，目前大家也都意識(shí)到這個(gè)問題，越來越重視。
儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展概況
大家可以看出來，傳統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)是抽水蓄能和新型儲(chǔ)能兩種，抽水蓄能國內(nèi)是1993年開始建成大型的抽水蓄能電站。新型儲(chǔ)能的應(yīng)用是從2009年開始，但是隨著新型儲(chǔ)能的快速發(fā)展，目前占比7:3。新型儲(chǔ)能以鋰離子為主，目前來說鋰離子電池占比96%，還有其他的一些電化學(xué)儲(chǔ)能和壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能。再過幾年，雙碳目標(biāo)提出來之后，這個(gè)比例（7:3）可能也會(huì)出現(xiàn)反復(fù)，抽水蓄能也會(huì)快速發(fā)展。
這么多儲(chǔ)能的手段有各種類型的電池，哪一些更加適合用到電網(wǎng)？我們根據(jù)應(yīng)用場景的需要和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，還有性能參數(shù)來匹配。主要是可以從功率上、響應(yīng)時(shí)間，循環(huán)壽命，還有成本或者更加安全的角度等綜合考慮具體用哪一種儲(chǔ)能技術(shù)。目前來說抽水蓄能性價(jià)比較高，而且是大規(guī)模，但它也有一些局限性。所以用哪一種儲(chǔ)能是根據(jù)具體情況來決定。
對(duì)比抽水性能的話，這里做了一些比較，因?yàn)殇囯x子儲(chǔ)能是占比比較大，所以我們做了一些比較，抽水蓄能目前來說是最成熟、最穩(wěn)定、性價(jià)比最高的儲(chǔ)能。目前在國內(nèi)也是南方電網(wǎng)建設(shè)的儲(chǔ)能已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行30周年，現(xiàn)在還是很穩(wěn)定的在運(yùn)行，全壽命周期的成本是度電成本是0.15元到0.3元。鋰離子儲(chǔ)能也是近十幾年才用起來，它的壽命目前來說隨著技術(shù)發(fā)展壽命越來越長。但真正的是我們目前來說基本上是8~10年，但真正達(dá)到10年的周期，而且效果比較好的，性能還比較好的還比較少，所以度電成本目前來說也還是相對(duì)來說比較高，0.45元到0.6元，還有一定的發(fā)展的空間。
未來電化學(xué)儲(chǔ)能朝著長壽命、高安全低成本這個(gè)方向去發(fā)展，只有這樣它才能夠得到推廣和應(yīng)用。在4小時(shí)以上長時(shí)間的儲(chǔ)能技術(shù)，未來主要是液流電池占主流。在4小時(shí)以下調(diào)節(jié)目前來說是鋰電。不過鈉電近來發(fā)展的勢(shì)頭也比較猛，會(huì)呈現(xiàn)鋰鈉共存共舞的這種狀況，未來4小時(shí)以下的儲(chǔ)能鋰電和鈉電會(huì)成為主流。
安全問題是大家非常關(guān)注的問題。大家也知道動(dòng)力電池里面這電動(dòng)汽車發(fā)生燃燒事件等，其實(shí)在電化學(xué)儲(chǔ)能電站一樣的存在，同樣存在安全問題，主要是鋰離子電池。其他的像有一些材料本體安全，像液流或者鉛酸等等，安全性相對(duì)會(huì)高一些，不會(huì)說頻繁發(fā)生這些問題。鋰離子電池全球統(tǒng)計(jì)近5年來已經(jīng)有70多起火災(zāi)事故了，甚至有消防員犧牲，所以鋰離子電池的安全目前已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)聚焦攻克的一個(gè)關(guān)鍵問題。那么目前來說主要是從火災(zāi)的救災(zāi)機(jī)制，還有監(jiān)測預(yù)警，報(bào)警滅火，還有抑制爆炸等這些方面去研究，這個(gè)也已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。
新型儲(chǔ)能應(yīng)用比較大的瓶頸就是商業(yè)回報(bào)。國內(nèi)的儲(chǔ)能是大量的社會(huì)資本涌進(jìn)來，大家都看得非常熱，都是看著未來的一個(gè)發(fā)展的前景，因?yàn)殡p碳還有新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，大家都看好儲(chǔ)能發(fā)展，資金都涌進(jìn)來了。目前來說，商業(yè)模式商業(yè)回報(bào)方面其實(shí)還是有一定困難。在一線城市用戶側(cè)儲(chǔ)能因?yàn)榉骞葍r(jià)差比較大，還是有盈利空間。但在電網(wǎng)側(cè)缺乏比較好的一個(gè)回報(bào)機(jī)制?，F(xiàn)在政府也是在研究，也很快會(huì)出臺(tái)相關(guān)政策支持。電源側(cè)現(xiàn)在各省區(qū)也出了很多政策扶持，但是成本分?jǐn)偦蛘呤鑼?dǎo)機(jī)制還需要進(jìn)一步的完善。大家都堅(jiān)信儲(chǔ)能未來前景很好。
大家看到問題的時(shí)候都覺得要找標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)是有標(biāo)準(zhǔn)可依的?，F(xiàn)有全國儲(chǔ)能標(biāo)委會(huì)歸口管理59項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有30項(xiàng)發(fā)布了，有23項(xiàng)在編?！峨娀瘜W(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》今年正在修編之后報(bào)批，標(biāo)準(zhǔn)出來之后對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能電站的規(guī)范安全方面都會(huì)有很大的一個(gè)改觀。
南網(wǎng)儲(chǔ)能在創(chuàng)新方面的探索和實(shí)踐
南方儲(chǔ)能公司是南方電網(wǎng)公司旗下的一個(gè)聚焦于抽水蓄能和新型儲(chǔ)能投資建設(shè)運(yùn)營的上市公司。裝機(jī)容量是1234萬千瓦，在抽水蓄能和新型儲(chǔ)能兩個(gè)賽道面向全國發(fā)展。抽水蓄能是自1993年建成國內(nèi)第一座大型抽水蓄能電站之后，一直引領(lǐng)抽水蓄能技術(shù)的發(fā)展，在國內(nèi)獲取了國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，還有一些電力工程優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)、魯班獎(jiǎng)、菲迪克獎(jiǎng)等。在技術(shù)創(chuàng)新方面取得了不錯(cuò)的成績。
近年來國產(chǎn)化技術(shù)的推進(jìn)方面也做出了很大貢獻(xiàn)，公司近年來承擔(dān)的國家項(xiàng)目有海水處理性能前瞻技術(shù)和能源局的首臺(tái)套設(shè)備的研發(fā)，可變速處理性能機(jī)組的研發(fā)。
在電池儲(chǔ)能方面，我們?cè)?009年開始啟動(dòng)研究電化學(xué)儲(chǔ)能，十幾年來建成了國內(nèi)首個(gè)兆瓦級(jí)鋰離子電子儲(chǔ)能站，同時(shí)也承擔(dān)了國家863的課題，建成了世界首個(gè)無變壓器高壓并網(wǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，同時(shí)也依托國家項(xiàng)目開展了動(dòng)力電池梯次利用的一個(gè)研究。
此外，公司還建了110MW/222MWh電化學(xué)儲(chǔ)能，聚焦于多種技術(shù)路線的一個(gè)研究。目前擁有高壓移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和全球首個(gè)浸沒式液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)品，目前在建的一個(gè)300MW/600MWh的儲(chǔ)能站，是對(duì)7種技術(shù)路線進(jìn)行同臺(tái)驗(yàn)證。
公司高度重視安全，2021年承擔(dān)了“十四五”首個(gè)安全國家項(xiàng)目。在基礎(chǔ)理論的研究和預(yù)警報(bào)警滅火等各方面開展研究，也取得了一定的成果；公司建了國家電化學(xué)儲(chǔ)能安全監(jiān)測信息平臺(tái)，主要針對(duì)公司內(nèi)部電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全進(jìn)行監(jiān)測和管理；另外積極參加國家能源局和國資委的一些儲(chǔ)能方面的一些商業(yè)模式的研究，也提出了電網(wǎng)儲(chǔ)能的一些商業(yè)模式的建議。
在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，我們總結(jié)技術(shù)創(chuàng)新的成果和工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，主持或者參與國際標(biāo)準(zhǔn)有三項(xiàng)，國家標(biāo)準(zhǔn)15項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)。
儲(chǔ)能發(fā)展的未來展望
在2021年國家的抽水蓄能中長期規(guī)劃是對(duì)抽水蓄能做了一些規(guī)劃。到2025年會(huì)比2021年翻一番會(huì)達(dá)到6200萬千瓦，到2030年又翻一番，達(dá)到1.2億千瓦，發(fā)展非?？焖佟?
近年來由于發(fā)展非?？?，可能也會(huì)存在另外一些問題。所以可能會(huì)相對(duì)放緩速度，盡管這樣，前期布局的抽水蓄能電站也非常多，所以接下來發(fā)展速度比較快。
南方電網(wǎng)公司也根據(jù)新能源裝機(jī)發(fā)展規(guī)模，到2025年新增風(fēng)光新能源會(huì)到1.5億千瓦，2030年會(huì)到2.5億千瓦。根據(jù)這種情況也做了一些布局，預(yù)計(jì)到2035年抽蓄會(huì)建到4400萬千瓦，新型儲(chǔ)能會(huì)建到1000萬千瓦，這個(gè)也是一個(gè)非常大的量。
在雙碳目標(biāo)下，隨著可再生能源并網(wǎng)不斷增大，規(guī)?；瘍?chǔ)能在電力系統(tǒng)的作用會(huì)越來越重要。接下來的話我們會(huì)以需求為導(dǎo)向，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)機(jī)制的創(chuàng)新，促進(jìn)儲(chǔ)能在電網(wǎng)中安全、經(jīng)濟(jì)、高效、規(guī)?；陌l(fā)展。我們也會(huì)努力實(shí)現(xiàn)讓“用電更美好”這個(gè)目標(biāo)做出努力。
