7月9日，南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司人士向本報記者表示，其以深圳寶清儲能站試點工程為基礎(chǔ)的“兆瓦級電池儲能站關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項目通過專業(yè)鑒評。而于去年投入使用的國內(nèi)最大的儲能示范項目河北省張北風(fēng)光儲輸示范項目一期工程，已經(jīng)安全運行半年多。
“一些風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則中要求風(fēng)電場具備有功功率控制和系統(tǒng)調(diào)頻能力，這會造成風(fēng)電場出力下調(diào)從而影響經(jīng)濟性。”中國電力科學(xué)研究院新能源研究所遲永寧博士向本報記者介紹，“在送電端電網(wǎng)配置一定容量的儲能裝置，則可在通道阻塞的時候儲存能量，在通道負載率較低時釋放能量，調(diào)整頻率和提高輸電通道的利用率。”
的確，儲能作為提高電網(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，相對高壓跨省跨區(qū)域電網(wǎng)輸電線路、調(diào)峰調(diào)頻機組、負荷端管理來說，有著調(diào)峰調(diào)頻能力強、方便電網(wǎng)調(diào)度、減少備用機組容量、減少溫室氣體排放、技術(shù)選擇多、施工安裝簡便等優(yōu)點。
然而，儲能產(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，迎來前所未有的發(fā)展機遇？
儲能技術(shù)路線均未定型
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟提供的資料，目前儲能技術(shù)主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、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)儲能等12種。另還有超級電容新技術(shù)、鉛酸電池新技術(shù)、超級鉛酸電池新技術(shù)、金屬燃料電池新技術(shù)、新型壓縮空氣儲能技術(shù)、熔融鹽蓄熱新技術(shù)等新興儲能技術(shù)。
資料顯示，從功率等級和放電持續(xù)時間上看，抽水蓄能、壓縮空氣儲能、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)；而飛輪儲能和鋰離子電池的反應(yīng)速度快，能夠提供兆瓦級的瞬時功率輸出，可用在電力調(diào)頻等功率型應(yīng)用的領(lǐng)域。
2009年，由國家財政部、科技部和國家電網(wǎng)公司共同啟動總投資約150億元的我國首個風(fēng)光儲輸示范項目示范項目，開發(fā)規(guī)模為500兆瓦風(fēng)電、100兆瓦太陽能光伏發(fā)電、110兆瓦化學(xué)儲能。同年6月，該儲輸項目一期工程落戶河北省張家口市張北縣，計劃建設(shè)風(fēng)電100兆瓦、光伏發(fā)電50兆瓦、儲能20兆瓦， 2011年，張北風(fēng)光儲輸示范項目一期工程開始招標，招標公告五個包中四個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）有限公司、萬向電動汽車有限公司中標；另有一個包采購2MW×4h的液流電池系統(tǒng)，由北京普能世紀科技有限公司（以下簡稱普能）競得。
一直致力于研究釩液流電池技術(shù)的普能堅定地認為釩液流電池技術(shù)在應(yīng)用于電網(wǎng)級儲能時，具有可大規(guī)模應(yīng)用、成本低、安全性高的優(yōu)點。普能CEO江宗憲此前在接受《中國能源報》記者采訪時曾表示，目前還很難單純地說各種儲能技術(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較低，電池體積比較大，但在電網(wǎng)應(yīng)用中，這不是主要問題。如果我們站在整個電力的角度來看待儲能，它就是一個大的、多路線的系統(tǒng)，需要根據(jù)實際需求匹配不同的路線和產(chǎn)品。”江宗憲對本報記者說。
“這個示范工程招標只是一種試驗，看不同的電池系統(tǒng)使用起來是否便利經(jīng)濟，談不上代表了儲能電池的技術(shù)路線，儲能技術(shù)還在不斷發(fā)展中。”中國電科院電工與新材料研究所高級工程師來小康對《中國能源報》記者說。
中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲能專業(yè)委員會會長俞振華也持同樣的觀點。他告訴本報記者，在可再生能源并網(wǎng)的儲能技術(shù)中，不同的項目有不同的具體情況，所需的儲能技術(shù)也不盡相同。
“發(fā)電領(lǐng)域和可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域所需要的儲能技術(shù)不同，風(fēng)電和光伏發(fā)電所需的儲能技術(shù)也不同。即使單純從風(fēng)電來說，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)對儲能技術(shù)和電池安全性的要求也不盡相同。”俞振華舉例說。
“拿離網(wǎng)光伏電站來說，在沒有日照的情況下要保證5天能夠持續(xù)供電，這就需要幾十個小時的充電時間，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。”俞振華進一步說。
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲能專業(yè)委員會編寫的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2012》（以下簡稱白皮書），在目前已經(jīng)獲得實際應(yīng)用或者第三方測試驗證的各種大規(guī)模儲能技術(shù)中，抽水蓄能和壓縮空氣技術(shù)相對成熟，適合100兆瓦以上級別儲能系統(tǒng)；鈉硫電池、釩電池、鋰電池、超級鉛酸電池和飛輪儲能電池已經(jīng)開始運用于兆瓦級別的應(yīng)用中；而在百千瓦及以下級別的應(yīng)用中，大多數(shù)儲能技術(shù)都能夠滿足需求。
遲永寧也認為，各種儲能技術(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，未來的儲能應(yīng)用會更有針對性，呈現(xiàn)各種技術(shù)互為補充的局面。
“而可再生能源發(fā)電相對常規(guī)電源而言最大的不同是由于其間歇性帶來的輸出功率波動，未來對于大規(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、低成本儲能技術(shù)將更具優(yōu)勢。”遲永寧對本報記者說。
白皮書中還提到，從循環(huán)壽命看，抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容器以及超導(dǎo)儲能的循環(huán)壽命都超過了100000次，非常適合應(yīng)用于需要頻繁充放電的場合，化學(xué)儲能領(lǐng)域的全釩液流電池也擁有較長的循環(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，飛輪儲能和先進鉛酸電池在調(diào)頻領(lǐng)域也有應(yīng)用案例。
儲能經(jīng)濟性還不如棄風(fēng)？
“國網(wǎng)和南網(wǎng)這兩個兆瓦級儲能示范項目主要是技術(shù)示范，還遠未達到商業(yè)化規(guī)?；\作的條件。”遲永寧向本報記者表示。
張北風(fēng)光儲輸示范項目一期工程建設(shè)風(fēng)電100兆瓦，儲能電池20兆瓦，其中儲能電池投資約4億元，即每兆瓦儲能的總投入為2000萬元，每兆瓦風(fēng)電需要花費的儲能投入400萬元。
根據(jù)國家能源局統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截至2011年底，我國風(fēng)電裝機容量47000兆瓦，記者按照張北儲輸項目20%的儲能設(shè)備配比計算，所需的儲能一次性投入一共為1880億元；而去年全年風(fēng)電平均利用小時數(shù)為1903，累計風(fēng)電發(fā)電量為890億千瓦時，記者以國家發(fā)改委2009年制定的風(fēng)電標桿上網(wǎng)電價最高價格0.61元/千瓦時來算，如果棄風(fēng)高達15%-35%，實際損失約為81.44億元-190.02億元。
當然，以上的計算尚未考慮儲能電站的實際效率等因素，這個數(shù)據(jù)并不能說明全部問題，但不可否認的是，許多人認為，相對于儲能技術(shù)所投入的巨大成本，棄風(fēng)是否是更具經(jīng)濟性的選擇？
“棄風(fēng)是一種手段，從以上數(shù)據(jù)的表面看來，為了解決棄風(fēng)而上儲能設(shè)備，肯定是棄風(fēng)顯得更為經(jīng)濟。但對一個風(fēng)電場來說，棄風(fēng)不是唯一的問題，風(fēng)電質(zhì)量、風(fēng)電預(yù)測、風(fēng)電低壓穿越、風(fēng)電帶給電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)度等問題，儲能技術(shù)都能給其帶來效益。”
遲永寧也向記者提到，美國威斯康星州公用電力的北方環(huán)型輸電網(wǎng)5個節(jié)點使用了6臺小型低溫超導(dǎo)儲能電站。“電站2000年6月起開始運行，在此后3年半運行中，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)每千瓦時的造價來看，抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋅‐空氣電池成本較低。盡管近年來其他儲能電池的成本都成下降趨勢，但在較長的時間內(nèi)，還很難和抽水蓄能等在造價上形成競爭。另外，飛輪儲能，超級電容儲能、超導(dǎo)儲能從造價上看更適合提供短時功率型應(yīng)用。先進鉛酸電池?zé)o論從每千瓦時造價還是每千瓦造價來看，都有一定優(yōu)勢，但該技術(shù)尚未成熟，所以并沒有得到廣泛推廣。
政策制定激勵了誰？
目前全球?qū)δ艿恼咧С种饕谐掷m(xù)投入多種儲能技術(shù)的基礎(chǔ)研發(fā)、直接資金支持重點項目、上馬示范項目論證儲能系統(tǒng)應(yīng)用、財政補貼對使用儲能技術(shù)的用戶方進行鼓勵等四種形式?，F(xiàn)階段我國已將普遍將儲能定義為重點支持的技術(shù)領(lǐng)域，但尚未出臺獨立的儲能支持、和產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。
俞振華提到，我國目前還沒有針對用戶側(cè)儲能系統(tǒng)的付費機制。事實上，可再生能源并網(wǎng)儲能技術(shù)的接入目前在全球都沒有統(tǒng)一的付費標準，而我國的相應(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)該為儲能技術(shù)帶來的效益買單呢？
“這的確很難說，在我國現(xiàn)有電力體制和儲能技術(shù)的研究條件下，情況更復(fù)雜?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)對用戶端應(yīng)用來說，儲能技術(shù)可以起到調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度預(yù)測、平滑等作用。目前我國儲能方面的技術(shù)和相關(guān)的政策機制都不完善，對用戶端經(jīng)濟效益缺乏定量定性的研究，也沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，因此就不好做成本的比較。企業(yè)無標準可循，用戶無標準可參照，應(yīng)盡快接入標準的制定，避免出現(xiàn)標準滯后于市場的現(xiàn)象，在國際標準中爭取更多話語權(quán)。”俞振華對本報記者說。
“儲能技術(shù)可以給用戶側(cè)帶來多重效益，但目前高價格是制約用戶認同并使用儲能的瓶頸。因此在現(xiàn)階段，政府對用戶補貼政策的制定將是有效促進儲能在電力用戶端使用的有力手段。”白皮書中提到，“將儲能示范項目有計劃、按步驟的應(yīng)用于電力系統(tǒng)，制定切實可行的計劃，驗證儲能的各項功能，還應(yīng)該重視儲能應(yīng)用所帶來的社會和經(jīng)濟效益。只有具備這兩種效益，未來儲能才有可能建立商業(yè)模式，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”
“同時，儲能企業(yè)應(yīng)加強與電網(wǎng)的溝通、交流，了解電網(wǎng)企業(yè)對儲能接入電網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)標準要求。”遲永寧對本報記者說。
此外，國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員張永偉也提出對可再生能源并網(wǎng)要實行強制性儲能配比要求，并建議這個比例為15%-20%，同時還提出實行對電網(wǎng)公司強制性配比要求和對儲能產(chǎn)品的強制性認證制度，加快制定行業(yè)標準，堅持“先標準，后制造”的發(fā)展機制。
對于張永偉的觀點，許多風(fēng)電場主表示，上馬儲能電站的最大受益者在于電網(wǎng)企業(yè)，因此，儲能電站的投資主體是誰，政策補貼的受益者是誰，是必須厘清的問題。
“現(xiàn)階段，國家還是要多鼓勵示范項目，這樣才有更多更精確的數(shù)據(jù)可以參考。我國這幾年在儲能方面已經(jīng)做了不少工作，還應(yīng)該進一步加大儲能技術(shù)應(yīng)用研究的支持投入。”俞振華告訴本報記者。
白皮書同時還指出，在開發(fā)儲能基礎(chǔ)研發(fā)的同時，要不斷的發(fā)掘和掌握國際先進技術(shù)，保持和提升國內(nèi)儲能廠商技術(shù)的競爭力。另外，還可以支持這些企業(yè)通過投資、合作、收購等方式整合國際上先進的儲能技術(shù)，提升國內(nèi)儲能技術(shù)的成熟度。從原材料、生產(chǎn)工藝、管理系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)入手，促進國內(nèi)儲能技術(shù)的發(fā)展。
