作為國(guó)內(nèi)兩個(gè)兆瓦級(jí)新能源儲(chǔ)能示范項(xiàng)目之一、也是國(guó)內(nèi)最大的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的河北省張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程，已經(jīng)安全運(yùn)行滿百日。從目前的運(yùn)行情況看，儲(chǔ)能技術(shù)能滿足風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)的功能性要求。不過(guò)，除了安全性需要繼續(xù)提高外，示范項(xiàng)目透露了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化面臨的經(jīng)濟(jì)性難題――如果根據(jù)該示范項(xiàng)目測(cè)算，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)全部配備儲(chǔ)能需要一次性投入近2000億元，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前我國(guó)每年因“棄風(fēng)”造成的近百億元經(jīng)濟(jì)損失。
業(yè)內(nèi)人士指出，發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)是解決“棄風(fēng)”現(xiàn)象的重要技術(shù)方向之一，但該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)間，政府需要在目前指導(dǎo)性鼓勵(lì)政策的基礎(chǔ)上，出臺(tái)更為具體的扶植政策。
可滿足并網(wǎng)功能性要求
目前我國(guó)風(fēng)電儲(chǔ)能示范項(xiàng)目達(dá)幾十個(gè)，但真正上規(guī)模、達(dá)兆瓦級(jí)的僅僅有南方電網(wǎng)的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目與國(guó)網(wǎng)的張北項(xiàng)目。其中南方電網(wǎng)的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目規(guī)模為10MW，而張北項(xiàng)目規(guī)模達(dá)20MW，是國(guó)內(nèi)最大規(guī)模儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及輸電工程四位一體。因此，張北項(xiàng)目肩負(fù)著為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向的重任，被新能源業(yè)內(nèi)人士寄予厚望。
儲(chǔ)能是電網(wǎng)和新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，尤其在風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電安全問(wèn)題頻發(fā)、棄風(fēng)現(xiàn)象大量存在的背景下，儲(chǔ)能的應(yīng)用或?qū)⒁I(lǐng)行業(yè)革命性變化。
近年來(lái)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模驟增，新能源雖清潔環(huán)保，但有發(fā)電波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性等不利特征，與火電相比無(wú)法形成穩(wěn)定電量供給，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)新的壓力。出于電網(wǎng)安全的考慮，部分風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)被迫暫停的“棄風(fēng)”現(xiàn)象。
國(guó)家電網(wǎng)公司能源研究院高級(jí)經(jīng)濟(jì)師白建華介紹，2011年風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模雖進(jìn)一步加大，但受當(dāng)?shù)仫L(fēng)電消納能力不足和外送通道限制，蒙東、吉林、甘肅、蒙西、黑龍江“棄風(fēng)”比例較大，估計(jì)達(dá)到13%-26%。2012年第一批風(fēng)電項(xiàng)目核準(zhǔn)后，預(yù)計(jì)將出現(xiàn)更嚴(yán)重的“棄風(fēng)”現(xiàn)象，蒙東、黑龍江、吉林、蒙西、新疆、冀北風(fēng)電場(chǎng)的“棄風(fēng)”比例可能達(dá)到15%-35%。
去年8月國(guó)家能源局下發(fā)的“風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展‘十二五’規(guī)劃”送審稿顯示，到2015年末風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到1億千瓦，年發(fā)電量達(dá)1900億千瓦時(shí)，到2020年風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到2億千瓦，發(fā)電量達(dá)到3800億千瓦時(shí)；太陽(yáng)能的裝機(jī)也將迅速增加，到2015年年底太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1500萬(wàn)千瓦，2020年裝機(jī)達(dá)到5000萬(wàn)千瓦。這意味著，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的裝機(jī)還將迅速增加，新能源并網(wǎng)的問(wèn)題也將越來(lái)越突出。
目前，張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程為100MW的風(fēng)電和40MW的太陽(yáng)能配置了20MW的儲(chǔ)能。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)下屬中國(guó)電科院電工與新材料研究所高級(jí)工程師來(lái)小康介紹，示范工程希望通過(guò)儲(chǔ)能解決在風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程中的四大問(wèn)題：一是以儲(chǔ)能平緩風(fēng)電的波動(dòng)；二是希望通過(guò)儲(chǔ)能來(lái)矯正風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差；三是希望利用儲(chǔ)能削峰填谷；四是通過(guò)儲(chǔ)能可以調(diào)整新能源出力。
來(lái)小康透露，20MW的儲(chǔ)能項(xiàng)目現(xiàn)已經(jīng)投運(yùn)14MW，從目前的運(yùn)行情況看，儲(chǔ)能技術(shù)能滿足風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)的功能性要求。
業(yè)內(nèi)人士介紹，在棄風(fēng)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重的東北地區(qū)，電網(wǎng)甚至要求風(fēng)力發(fā)電企業(yè)配備一定比例的儲(chǔ)能。據(jù)了解，2010年遼寧、吉林和黑龍江風(fēng)電出力均低于全國(guó)平均水平2047小時(shí)，分別為1997、1945和2031小時(shí)。東北地區(qū)棄風(fēng)嚴(yán)重的主要原因是，該地區(qū)用電負(fù)荷很小，而風(fēng)電在能源結(jié)構(gòu)的占比很高，部分地區(qū)超過(guò)10%。
如果以張北示范項(xiàng)目?jī)?chǔ)能比例達(dá)14%測(cè)算，“十二五”末期，1.15億千瓦的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)需要配備1600萬(wàn)千瓦的儲(chǔ)能，到“十三五”末期，2.5億千瓦的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電需配備3500萬(wàn)千瓦的裝機(jī)。
一次性巨大投入誰(shuí)來(lái)買單
“張北的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目還存在很多問(wèn)題。”來(lái)小康介紹，盡管張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目已經(jīng)證明儲(chǔ)能可滿足新能源并網(wǎng)的功能性要求，但儲(chǔ)能電池的壽命、安全性以及經(jīng)濟(jì)性方面還存在問(wèn)題。
尤其是經(jīng)濟(jì)性，這已成為阻礙儲(chǔ)能發(fā)展的重要問(wèn)題。張北風(fēng)光儲(chǔ)輸項(xiàng)目一期工程總投資達(dá)33億元，其中20MW儲(chǔ)能電池的投資約4億元，如此測(cè)算，每MW儲(chǔ)能的總投入為2000萬(wàn)元。而據(jù)來(lái)小康介紹，實(shí)際儲(chǔ)能工程的投資甚至超過(guò)4億元。據(jù)悉，張北現(xiàn)投運(yùn)的14MW的儲(chǔ)能項(xiàng)目均是采用鋰離子電池，國(guó)際上采用該技術(shù)的儲(chǔ)能項(xiàng)目總成本也約在1130萬(wàn)元-2500萬(wàn)元左右。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，20%的儲(chǔ)能可以解決風(fēng)電并網(wǎng)的大量問(wèn)題。截至2011年年底，我國(guó)有47000MW的風(fēng)電裝機(jī)，如果以20%的比例全部配備儲(chǔ)能則需要安裝9400MW的儲(chǔ)能，即使按照每兆瓦2000萬(wàn)元的工程成本計(jì)算，需要一次性投入1880億元。
不考慮儲(chǔ)能電池的壽命，一次性投入著實(shí)巨大。如以鋰離子電池壽命可以長(zhǎng)達(dá)10年計(jì)算，攤薄至每年的投資接近200億元。而據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，儲(chǔ)能電池的實(shí)際壽命多為5年左右。也就是說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)不棄風(fēng)，每年儲(chǔ)能的投入將達(dá)近400億元。
這顯然沒(méi)有棄風(fēng)劃算。能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2011年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量47000MW，全年平均利用小時(shí)數(shù)為1903，據(jù)此測(cè)算，去年累計(jì)風(fēng)電發(fā)電量為890億千瓦時(shí)，若以5毛錢一度的上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算，如果棄風(fēng)高達(dá)15%-35%，實(shí)際損失約為78.52億元-239.61億元。
儲(chǔ)能如此巨大的投入由誰(shuí)來(lái)買單也是難題。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲(chǔ)能專委會(huì)會(huì)長(zhǎng)俞振華會(huì)長(zhǎng)介紹，儲(chǔ)能示范項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)并不算多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)大約有近40個(gè)示范項(xiàng)目，而規(guī)模在MW級(jí)的除了國(guó)網(wǎng)主要投資的張北風(fēng)光儲(chǔ)輸項(xiàng)目外，就是南方電網(wǎng)投資建設(shè)的總?cè)萘?0MW儲(chǔ)能項(xiàng)目，該項(xiàng)目現(xiàn)已有4MW瓦投運(yùn)，但是這些儲(chǔ)能項(xiàng)目都僅有示范、探索性，不具備產(chǎn)業(yè)化意義。據(jù)來(lái)小康介紹，目前張北風(fēng)光儲(chǔ)輸?shù)捻?xiàng)目主要由國(guó)網(wǎng)公司投資，科技部和財(cái)政部?jī)H僅提供部分科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)和金太陽(yáng)工程補(bǔ)助。
俞振華認(rèn)為，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際并不是單獨(dú)利好電網(wǎng)公司，且儲(chǔ)能投資巨大，因而電網(wǎng)公司并沒(méi)有動(dòng)力大規(guī)模普及儲(chǔ)能。另外，風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源不能大規(guī)模并網(wǎng)，主要是新能源本身難調(diào)節(jié)、難預(yù)測(cè)等特性以及其裝機(jī)速度遠(yuǎn)超電網(wǎng)的發(fā)展速度。俞振華認(rèn)為，綜合安全性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，現(xiàn)階段棄風(fēng)仍是最無(wú)奈卻最經(jīng)濟(jì)的選擇。
電池技術(shù)成熟是產(chǎn)業(yè)化前提
降低儲(chǔ)能成本的關(guān)鍵在于破解儲(chǔ)能電池的安全性、循環(huán)壽命等難題。來(lái)小康指出，這些技術(shù)的突破是儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的前提，但電池技術(shù)的成熟恐怕還需要多年，悲觀看可能超過(guò)十年。
儲(chǔ)能電池技術(shù)種類繁多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)能根據(jù)不同領(lǐng)域需要已有12種不同的技術(shù)路線。據(jù)了解，張北20MW的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中除了采用14兆瓦的鋰離子電池技術(shù)，還有2MW的液流電池系統(tǒng)，而剩余4MW的儲(chǔ)能采用哪種電池技術(shù)，目前國(guó)網(wǎng)尚未有定論。據(jù)悉，4MW的儲(chǔ)能原本留給日本的鈉硫電池技術(shù)，該技術(shù)占全球儲(chǔ)能應(yīng)用項(xiàng)目的65%以上。但據(jù)楊欲生介紹，鈉硫電池雖具有高比能量、轉(zhuǎn)換率高、壽命較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但也不安全，采用鈉硫電池技術(shù)的日本儲(chǔ)能電站2011年曾兩次失火。
“采用哪種儲(chǔ)能技術(shù)并不是關(guān)鍵。”來(lái)小康認(rèn)為，張北的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目旨在為儲(chǔ)能企業(yè)提供未來(lái)發(fā)展方向，即高安全、長(zhǎng)壽命。
國(guó)內(nèi)目前從事儲(chǔ)能的相關(guān)企業(yè)并不多。據(jù)俞振華介紹，與儲(chǔ)能相關(guān)的企業(yè)包括各種電池廠商、控制逆變廠商、應(yīng)用解決方案提供方、工程實(shí)施企業(yè)等，目前鉛酸電池廠商、鋰電池廠商、控制逆變廠商以及一些關(guān)鍵材料廠商相對(duì)較成熟，除此之外其他的儲(chǔ)能技術(shù)還沒(méi)有形成規(guī)模。
由于缺乏核心原材料研發(fā)技術(shù)，國(guó)內(nèi)的電池企業(yè)主要處于來(lái)料加工階段。據(jù)從事鋰電的業(yè)內(nèi)人士透露，由于國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能沒(méi)有形成規(guī)模，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)在采購(gòu)上游原材料時(shí)無(wú)法形成議價(jià)能力，因而電池核心原材料價(jià)格比國(guó)外同行高出很多，最后只能通過(guò)采購(gòu)國(guó)產(chǎn)化配件來(lái)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的售價(jià)。
來(lái)小康認(rèn)為，國(guó)內(nèi)的電池企業(yè)大多從貼牌生產(chǎn)做起，即便儲(chǔ)能規(guī)模上升也很難真正獲益。要打開(kāi)下游空間、提升議價(jià)能力，需要沿著高安全、長(zhǎng)壽命、低成本的方向加大研發(fā)投入，而不是建更多的產(chǎn)品生產(chǎn)線。當(dāng)前全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)才剛剛起步，國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)階段介入并不晚。
