7月9日，南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司人士向本報(bào)記者表示，其以深圳寶清儲(chǔ)能站試點(diǎn)工程為基礎(chǔ)的“兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能站關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目通過(guò)專業(yè)鑒評(píng)。而于去年投入使用的國(guó)內(nèi)最大的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目河北省張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程，已經(jīng)安全運(yùn)行半年多。
“一些風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則中要求風(fēng)電場(chǎng)具備有功功率控制和系統(tǒng)調(diào)頻能力，這會(huì)造成風(fēng)電場(chǎng)出力下調(diào)從而影響經(jīng)濟(jì)性。”中國(guó)電力科學(xué)研究院新能源研究所遲永寧博士向本報(bào)記者介紹，“在送電端電網(wǎng)配置一定容量的儲(chǔ)能裝置，則可在通道阻塞的時(shí)候儲(chǔ)存能量，在通道負(fù)載率較低時(shí)釋放能量，調(diào)整頻率和提高輸電通道的利用率。”
的確，儲(chǔ)能作為提高電網(wǎng)柔性、提高本地電網(wǎng)消納可再生能源能力的關(guān)鍵技術(shù)之一，相對(duì)高壓跨省跨區(qū)域電網(wǎng)輸電線路、調(diào)峰調(diào)頻機(jī)組、負(fù)荷端管理來(lái)說(shuō)，有著調(diào)峰調(diào)頻能力強(qiáng)、方便電網(wǎng)調(diào)度、減少備用機(jī)組容量、減少溫室氣體排放、技術(shù)選擇多、施工安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
然而，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為可再生能源接入必不可少的支撐技術(shù)之一，是否能突破瓶頸，迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇？
儲(chǔ)能技術(shù)路線均未定型
根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟提供的資料，目前儲(chǔ)能技術(shù)主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池、熔融鹽電池、鎳氫電池、電化學(xué)電容器、燃料電池、金屬-空氣電池和超導(dǎo)儲(chǔ)能等12種。另還有超級(jí)電容新技術(shù)、鉛酸電池新技術(shù)、超級(jí)鉛酸電池新技術(shù)、金屬燃料電池新技術(shù)、新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、熔融鹽蓄熱新技術(shù)等新興儲(chǔ)能技術(shù)。
資料顯示，從功率等級(jí)和放電持續(xù)時(shí)間上看，抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池、鈉硫電池均可用在削峰填谷等能量型應(yīng)用領(lǐng)域，其中抽水蓄能是最成熟的技術(shù)，鈉硫電池是化學(xué)電池領(lǐng)域最成熟的技術(shù)；而飛輪儲(chǔ)能和鋰離子電池的反應(yīng)速度快，能夠提供兆瓦級(jí)的瞬時(shí)功率輸出，可用在電力調(diào)頻等功率型應(yīng)用的領(lǐng)域。
2009年，由國(guó)家財(cái)政部、科技部和國(guó)家電網(wǎng)公司共同啟動(dòng)總投資約150億元的我國(guó)首個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目示范項(xiàng)目，開發(fā)規(guī)模為500兆瓦風(fēng)電、100兆瓦太陽(yáng)能光伏發(fā)電、110兆瓦化學(xué)儲(chǔ)能。同年6月，該儲(chǔ)輸項(xiàng)目一期工程落戶河北省張家口市張北縣，計(jì)劃建設(shè)風(fēng)電100兆瓦、光伏發(fā)電50兆瓦、儲(chǔ)能20兆瓦， 2011年，張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程開始招標(biāo)，招標(biāo)公告五個(gè)包中四個(gè)都是磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)，為6MW×6h、4MW×4h、3MW×3h和1MW×2h，分別由比亞迪股份有限公司、東莞新能源科技有限公司、中航鋰電（洛陽(yáng)）有限公司、萬(wàn)向電動(dòng)汽車有限公司中標(biāo)；另有一個(gè)包采購(gòu)2MW×4h的液流電池系統(tǒng)，由北京普能世紀(jì)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱普能）競(jìng)得。
一直致力于研究釩液流電池技術(shù)的普能堅(jiān)定地認(rèn)為釩液流電池技術(shù)在應(yīng)用于電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能時(shí)，具有可大規(guī)模應(yīng)用、成本低、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。普能CEO江宗憲此前在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)曾表示，目前還很難單純地說(shuō)各種儲(chǔ)能技術(shù)路線孰優(yōu)孰劣。
“我們也知道釩液流電池技術(shù)也有不足，那就是它的能量密度相對(duì)較低，電池體積比較大，但在電網(wǎng)應(yīng)用中，這不是主要問(wèn)題。如果我們站在整個(gè)電力的角度來(lái)看待儲(chǔ)能，它就是一個(gè)大的、多路線的系統(tǒng)，需要根據(jù)實(shí)際需求匹配不同的路線和產(chǎn)品。”江宗憲對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
“這個(gè)示范工程招標(biāo)只是一種試驗(yàn)，看不同的電池系統(tǒng)使用起來(lái)是否便利經(jīng)濟(jì)，談不上代表了儲(chǔ)能電池的技術(shù)路線，儲(chǔ)能技術(shù)還在不斷發(fā)展中。”中國(guó)電科院電工與新材料研究所高級(jí)工程師來(lái)小康對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者說(shuō)。
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲(chǔ)能專業(yè)委員會(huì)會(huì)長(zhǎng)俞振華也持同樣的觀點(diǎn)。他告訴本報(bào)記者，在可再生能源并網(wǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)中，不同的項(xiàng)目有不同的具體情況，所需的儲(chǔ)能技術(shù)也不盡相同。
“發(fā)電領(lǐng)域和可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域所需要的儲(chǔ)能技術(shù)不同，風(fēng)電和光伏發(fā)電所需的儲(chǔ)能技術(shù)也不同。即使單純從風(fēng)電來(lái)說(shuō)，解決風(fēng)電并網(wǎng)、調(diào)度、調(diào)頻、平滑處理這些方面所需要的儲(chǔ)能技術(shù)不同，風(fēng)電在東北、西北、內(nèi)蒙等不同區(qū)域并網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)和電池安全性的要求也不盡相同。”俞振華舉例說(shuō)。
“拿離網(wǎng)光伏電站來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有日照的情況下要保證5天能夠持續(xù)供電，這就需要幾十個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間，鉛酸蓄電池技術(shù)就比較合適；而并網(wǎng)中涉及到需要能源管理的，傳統(tǒng)還是鉛酸蓄電池，但是鋰電池應(yīng)用得更多一些。”俞振華進(jìn)一步說(shuō)。
根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲(chǔ)能專業(yè)委員會(huì)編寫的《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2012》（以下簡(jiǎn)稱白皮書），在目前已經(jīng)獲得實(shí)際應(yīng)用或者第三方測(cè)試驗(yàn)證的各種大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)中，抽水蓄能和壓縮空氣技術(shù)相對(duì)成熟，適合100兆瓦以上級(jí)別儲(chǔ)能系統(tǒng)；鈉硫電池、釩電池、鋰電池、超級(jí)鉛酸電池和飛輪儲(chǔ)能電池已經(jīng)開始運(yùn)用于兆瓦級(jí)別的應(yīng)用中；而在百千瓦及以下級(jí)別的應(yīng)用中，大多數(shù)儲(chǔ)能技術(shù)都能夠滿足需求。
遲永寧也認(rèn)為，各種儲(chǔ)能技術(shù)由于其在技術(shù)、原理、功能特性等都不盡相同，其應(yīng)用范圍將有所區(qū)別，未來(lái)的儲(chǔ)能應(yīng)用會(huì)更有針對(duì)性，呈現(xiàn)各種技術(shù)互為補(bǔ)充的局面。
“而可再生能源發(fā)電相對(duì)常規(guī)電源而言最大的不同是由于其間歇性帶來(lái)的輸出功率波動(dòng)，未來(lái)對(duì)于大規(guī)模接入系統(tǒng)的可再生能源發(fā)電，能與之相匹配的大容量、低成本儲(chǔ)能技術(shù)將更具優(yōu)勢(shì)。”遲永寧對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
白皮書中還提到，從循環(huán)壽命看，抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器以及超導(dǎo)儲(chǔ)能的循環(huán)壽命都超過(guò)了100000次，非常適合應(yīng)用于需要頻繁充放電的場(chǎng)合，化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的全釩液流電池也擁有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。在應(yīng)用領(lǐng)域方面，鈉硫電池在電網(wǎng)調(diào)峰、負(fù)荷轉(zhuǎn)移和備用容量（旋轉(zhuǎn)備用等）領(lǐng)域和可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用比例最高，是化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域較成熟的技術(shù)。液流電池在此領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。鋰離子電池技術(shù)除在這些領(lǐng)域占一定比例外，在電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方面的表現(xiàn)較為突出。另外，飛輪儲(chǔ)能和先進(jìn)鉛酸電池在調(diào)頻領(lǐng)域也有應(yīng)用案例。
儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性還不如棄風(fēng)？
“國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)這兩個(gè)兆瓦級(jí)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目主要是技術(shù)示范，還遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)化規(guī)?；\(yùn)作的條件。”遲永寧向本報(bào)記者表示。
張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程建設(shè)風(fēng)電100兆瓦，儲(chǔ)能電池20兆瓦，其中儲(chǔ)能電池投資約4億元，即每兆瓦儲(chǔ)能的總投入為2000萬(wàn)元，每兆瓦風(fēng)電需要花費(fèi)的儲(chǔ)能投入400萬(wàn)元。
根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，截至2011年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量47000兆瓦，記者按照張北儲(chǔ)輸項(xiàng)目20%的儲(chǔ)能設(shè)備配比計(jì)算，所需的儲(chǔ)能一次性投入一共為1880億元；而去年全年風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)為1903，累計(jì)風(fēng)電發(fā)電量為890億千瓦時(shí)，記者以國(guó)家發(fā)改委2009年制定的風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)最高價(jià)格0.61元/千瓦時(shí)來(lái)算，如果棄風(fēng)高達(dá)15%-35%，實(shí)際損失約為81.44億元-190.02億元。
當(dāng)然，以上的計(jì)算尚未考慮儲(chǔ)能電站的實(shí)際效率等因素，這個(gè)數(shù)據(jù)并不能說(shuō)明全部問(wèn)題，但不可否認(rèn)的是，許多人認(rèn)為，相對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)所投入的巨大成本，棄風(fēng)是否是更具經(jīng)濟(jì)性的選擇？
“棄風(fēng)是一種手段，從以上數(shù)據(jù)的表面看來(lái)，為了解決棄風(fēng)而上儲(chǔ)能設(shè)備，肯定是棄風(fēng)顯得更為經(jīng)濟(jì)。但對(duì)一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，棄風(fēng)不是唯一的問(wèn)題，風(fēng)電質(zhì)量、風(fēng)電預(yù)測(cè)、風(fēng)電低壓穿越、風(fēng)電帶給電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)度等問(wèn)題，儲(chǔ)能技術(shù)都能給其帶來(lái)效益。”
遲永寧也向記者提到，美國(guó)威斯康星州公用電力的北方環(huán)型輸電網(wǎng)5個(gè)節(jié)點(diǎn)使用了6臺(tái)小型低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能電站。“電站2000年6月起開始運(yùn)行，在此后3年半運(yùn)行中，總共在該環(huán)網(wǎng)上抑制了2000多次電壓暫降，大大增強(qiáng)了該地區(qū)的電壓穩(wěn)定性。”
白皮書指出，從系統(tǒng)每千瓦時(shí)的造價(jià)來(lái)看，抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、鋅‐空氣電池成本較低。盡管近年來(lái)其他儲(chǔ)能電池的成本都成下降趨勢(shì)，但在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，還很難和抽水蓄能等在造價(jià)上形成競(jìng)爭(zhēng)。另外，飛輪儲(chǔ)能，超級(jí)電容儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能從造價(jià)上看更適合提供短時(shí)功率型應(yīng)用。先進(jìn)鉛酸電池?zé)o論從每千瓦時(shí)造價(jià)還是每千瓦造價(jià)來(lái)看，都有一定優(yōu)勢(shì)，但該技術(shù)尚未成熟，所以并沒(méi)有得到廣泛推廣。
政策制定激勵(lì)了誰(shuí)？
目前全球?qū)?chǔ)能的政策支持主要有持續(xù)投入多種儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)研發(fā)、直接資金支持重點(diǎn)項(xiàng)目、上馬示范項(xiàng)目論證儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用、財(cái)政補(bǔ)貼對(duì)使用儲(chǔ)能技術(shù)的用戶方進(jìn)行鼓勵(lì)等四種形式?，F(xiàn)階段我國(guó)已將普遍將儲(chǔ)能定義為重點(diǎn)支持的技術(shù)領(lǐng)域，但尚未出臺(tái)獨(dú)立的儲(chǔ)能支持、和產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。
俞振華提到，我國(guó)目前還沒(méi)有針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的付費(fèi)機(jī)制。事實(shí)上，可再生能源并網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)的接入目前在全球都沒(méi)有統(tǒng)一的付費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)的相應(yīng)政策應(yīng)該支持哪一方？是發(fā)電、輸電、配電還是用電？哪一方又應(yīng)該為儲(chǔ)能技術(shù)帶來(lái)的效益買單呢？
“這的確很難說(shuō)，在我國(guó)現(xiàn)有電力體制和儲(chǔ)能技術(shù)的研究條件下，情況更復(fù)雜?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)對(duì)用戶端應(yīng)用來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能技術(shù)可以起到調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度預(yù)測(cè)、平滑等作用。目前我國(guó)儲(chǔ)能方面的技術(shù)和相關(guān)的政策機(jī)制都不完善，對(duì)用戶端經(jīng)濟(jì)效益缺乏定量定性的研究，也沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此就不好做成本的比較。企業(yè)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可循，用戶無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可參照，應(yīng)盡快接入標(biāo)準(zhǔn)的制定，避免出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)滯后于市場(chǎng)的現(xiàn)象，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中爭(zhēng)取更多話語(yǔ)權(quán)。”俞振華對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
“儲(chǔ)能技術(shù)可以給用戶側(cè)帶來(lái)多重效益，但目前高價(jià)格是制約用戶認(rèn)同并使用儲(chǔ)能的瓶頸。因此在現(xiàn)階段，政府對(duì)用戶補(bǔ)貼政策的制定將是有效促進(jìn)儲(chǔ)能在電力用戶端使用的有力手段。”白皮書中提到，“將儲(chǔ)能示范項(xiàng)目有計(jì)劃、按步驟的應(yīng)用于電力系統(tǒng)，制定切實(shí)可行的計(jì)劃，驗(yàn)證儲(chǔ)能的各項(xiàng)功能，還應(yīng)該重視儲(chǔ)能應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。只有具備這兩種效益，未來(lái)儲(chǔ)能才有可能建立商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”
“同時(shí)，儲(chǔ)能企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與電網(wǎng)的溝通、交流，了解電網(wǎng)企業(yè)對(duì)儲(chǔ)能接入電網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。”遲永寧對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
此外，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心研究員張永偉也提出對(duì)可再生能源并網(wǎng)要實(shí)行強(qiáng)制性儲(chǔ)能配比要求，并建議這個(gè)比例為15%-20%，同時(shí)還提出實(shí)行對(duì)電網(wǎng)公司強(qiáng)制性配比要求和對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)品的強(qiáng)制性認(rèn)證制度，加快制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持“先標(biāo)準(zhǔn)，后制造”的發(fā)展機(jī)制。
對(duì)于張永偉的觀點(diǎn)，許多風(fēng)電場(chǎng)主表示，上馬儲(chǔ)能電站的最大受益者在于電網(wǎng)企業(yè)，因此，儲(chǔ)能電站的投資主體是誰(shuí)，政策補(bǔ)貼的受益者是誰(shuí)，是必須厘清的問(wèn)題。
“現(xiàn)階段，國(guó)家還是要多鼓勵(lì)示范項(xiàng)目，這樣才有更多更精確的數(shù)據(jù)可以參考。我國(guó)這幾年在儲(chǔ)能方面已經(jīng)做了不少工作，還應(yīng)該進(jìn)一步加大儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用研究的支持投入。”俞振華告訴本報(bào)記者。
白皮書同時(shí)還指出，在開發(fā)儲(chǔ)能基礎(chǔ)研發(fā)的同時(shí)，要不斷的發(fā)掘和掌握國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，保持和提升國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能廠商技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。另外，還可以支持這些企業(yè)通過(guò)投資、合作、收購(gòu)等方式整合國(guó)際上先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)，提升國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)的成熟度。從原材料、生產(chǎn)工藝、管理系統(tǒng)等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，促進(jìn)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。
