中國儲能網(wǎng)訊:隨著我國西北部地區(qū)棄風(fēng)、棄光的加劇,儲能被寄予厚望。6月7日,國家能源局出臺了《關(guān)于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補償(市場)機制試點工作的通知》(國能監(jiān)管[2016]164號),提出建設(shè)用儲能進行“電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻,促進可再生能源電力消納”的試點。
與其被棄掉,把電量存起來將來賣錢,總是有收益的。然而,現(xiàn)階段用儲能解決消納問題真的劃算嗎?先來看一下儲能的形式。
一、儲能形式的分類
二、各種儲能形式的特點
1、機械儲能
1)抽水蓄能
2)飛輪儲能
3)壓縮空氣儲能
2、電化學(xué)儲能
1)鉛酸蓄電池
鉛蓄電池應(yīng)用歷史最悠久,價格便宜,應(yīng)用最廣泛;但其缺點是功率密度和能量密度低,使用壽命短、存在嚴重的酸液污染和鉛污染。
鉛蓄電池儲能效率一般只有60%~80%。普通富液鉛蓄電池,若采用兩階段恒流充電方法,后期充電效率不到10%。
鉛已被列入六種有害物質(zhì)限制范圍。從環(huán)境保護的角度考慮,鉛酸儲能電池將逐步被綠色高效新型蓄電池替代,最終退出市場將是必然趨勢,但在較長時期內(nèi),仍將是常規(guī)儲能應(yīng)用蓄電池的主力產(chǎn)品。
2)鋰離子電池
鋰離子電池的顯著優(yōu)勢是:綠色無污染、高性能、長壽命、高效率, 已成為新型蓄電池發(fā)展的趨勢。依據(jù)正極材料不同,鋰離子蓄電池可分為多種體系,當(dāng)前技術(shù)比較成熟的是:
錳酸鋰蓄電池、磷酸亞鐵鋰蓄電池、鈷酸鋰蓄電池等。
目前,鋰離子蓄電池的能量密度是鉛酸蓄電池的3~4倍,使用壽命是鉛蓄電池的4~6倍。雖然當(dāng)前的制造成本仍高于鉛酸蓄電池,但從全生生命周期內(nèi)經(jīng)濟性考慮,鋰離子蓄電池已經(jīng)顯著優(yōu)于鉛酸蓄電池。
然而,鋰離子蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和產(chǎn)品研究仍不能滿足使用要求;且鋰離子蓄電池成組后,安全性大幅下降,使用壽命大幅縮短,甚至存在發(fā)生蓄電池燃燒、爆炸等惡性事故的危險。
3)鈉硫電池
鈉硫電池是以鈉作為陽極,硫作為陰極,Beta-氧化鉬陶瓷為隔膜和電解質(zhì)雙重作用制成的電池。
其特點是:比能量高、重量輕;功率密度高,可大電流放電;使用壽命可達到10~15年;理論比能量高達760Wh/kg;沒有自放電現(xiàn)象;可以完全放電。
4)液流電池
液流電池是一種結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)蓄電池完全不同的電化學(xué)儲能裝置, 其特點是以各自單獨循環(huán)的電解液為正極和負極。按正極和負極使用的電解液不同,分為全釩液流電池、釩溴液流電池、多硫化鈉/溴液流電池等多個體系。
液流電池的特點是:
額定功率與容量沒有關(guān)系,容量大小僅與作為正極和負極的電解液儲存量的多少及電解液的濃度有關(guān)。
可以通過增加電解液的儲存量和提高電解液的濃度,增加電池的容量,為制造超大容量電池提供了條件。
具有電化學(xué)極化小,可100%深度放電、儲存壽命長的特點。
三、儲能的經(jīng)濟性評價
楊裕生教授很久之前便提出了儲能裝置的“經(jīng)濟效益指數(shù)”,用于衡量儲能的經(jīng)濟性。其計算公式如下:
其中:
存儲的電能的進價為Rin、出價為Rout,能量轉(zhuǎn)換效率為η
1kWh的初始投資為C,運行成本為C0,儲能裝置的充放電深度為DOD,壽命為L年
則儲能項目的利潤率P=(YCC-1)×100%
從上表來看,目前儲能項目在沒有補貼的情況下,無法實現(xiàn)盈利。
以一個具體的案例進行說明:
性能優(yōu)良的鉛酸電池1MWh,按照以下條件考慮:
1)電池初始投資1元/Wh、維護成本0.05元/kWh。
2)放電深度70%、充放電1500次、充放電效率80%。
假設(shè)棄掉的風(fēng)、光電量成本為0元/kWh,則:
考慮到風(fēng)、光項目發(fā)電畢竟需要設(shè)備維護,風(fēng)、光項目的度電成本為0.2元/kWh考慮,則放出每度電成本為1.49元/kWh。而目前我國最高的工商業(yè)電價,在尖峰時刻,也就能達到1.4元/kWh左右。因此,就目前的情況而言,在沒有補貼的情況下,用儲能解決風(fēng)、光限電問題是不具備經(jīng)濟可行性的。