對(duì)于電網(wǎng)而言,發(fā)展電池儲(chǔ)能技術(shù)或者可以從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性,大規(guī)模擴(kuò)大可再生能源發(fā)電的份額,切實(shí)提高上并網(wǎng)率和系統(tǒng)穩(wěn)定性

太陽能發(fā)電

對(duì)于電網(wǎng)而言,發(fā)展電池儲(chǔ)能技術(shù)或者可以從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性,大規(guī)模擴(kuò)大可再生能源發(fā)電的份額,切實(shí)提高上并網(wǎng)率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)于政府而言,制定更有針對(duì)性和有差別性的差別電價(jià)政策,不但有助于推動(dòng)電池儲(chǔ)能技術(shù)的盈利能力,還可以在更大程度上優(yōu)化電力資源配置,提高電力系統(tǒng)的總體發(fā)電效率。

研究還有很大的局限性,沒有就儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展對(duì)提高可再生能源滲透率,以及對(duì)分布式和微電網(wǎng)發(fā)展的影響進(jìn)行評(píng)估??梢哉f,研究還難以證明目前儲(chǔ)能技術(shù)的有效性,而僅僅是想簡單地看看儲(chǔ)能技術(shù)究竟離我們有多遠(yuǎn)。但這種探索性的研究是重要的,因?yàn)橐坏﹥?chǔ)能技術(shù)突破,世界的能源市場可能會(huì)發(fā)生巨大變化,這種變化將使得我們的能源消費(fèi)更加清潔,電網(wǎng)和發(fā)電廠能夠更加高效地運(yùn)行,可再生能源的使用比重也能得以大幅度提高。由于這種改變才剛剛開始,沒有能夠直接感受到這些變化的影響,因此也很容易將其忽視。

電池儲(chǔ)能是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵

中國不但有著世界最大的用電需求,也是世界上最大的可再生能源發(fā)電國,因此中國對(duì)全球可再生能源發(fā)展舉足輕重。可再生能源發(fā)電發(fā)展最大的問題是可再生能源發(fā)電的間歇性與不可預(yù)測性。一方面,可再生能源的發(fā)電集中時(shí)間段與用電時(shí)間段存在著不一致性。風(fēng)電發(fā)電高峰一般集中在晚上,太陽能發(fā)電的高峰集中在白天。而工業(yè)用電的用電曲線較為平緩,居民用電則呈現(xiàn)白天、晚上兩個(gè)高峰。另外,隨著季節(jié)、天氣的變化,可再生能源發(fā)電與用電曲線都會(huì)有相應(yīng)的變化。中國大部分地區(qū)春季風(fēng)力發(fā)電輸出最大;光伏發(fā)電夏天輸出最高,而且發(fā)電隨天氣原因劇烈變化而具有不可預(yù)測性。

這些對(duì)于電網(wǎng)來說,都是麻煩。傳統(tǒng)的解決方案主要集中在兩個(gè)方案:一是利用較為靈活的發(fā)電設(shè)施與之配合,形成穩(wěn)定的總輸出,應(yīng)用較為廣泛的是天然氣發(fā)電與可再生能源發(fā)電相結(jié)合。二是將可再生能源發(fā)電的能量進(jìn)行儲(chǔ)存,儲(chǔ)能傳統(tǒng)方法是轉(zhuǎn)換為熱能等形式,如儲(chǔ)熱、熱水系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合。而不涉及能量轉(zhuǎn)換的電力儲(chǔ)能方法,以往的應(yīng)用中,主要表現(xiàn)為抽水蓄能電站。

以上兩個(gè)方案都不能從根本上解決可再生發(fā)電到達(dá)一定規(guī)模比例后,難以維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題。第一個(gè)方法存在兩個(gè)主要限制:一是應(yīng)用不夠廣泛,較多應(yīng)用于分布式系統(tǒng);二是涉及到燃料價(jià)格因素,成本不可控。第二個(gè)方法的主要局限在于,抽水蓄能電站工作時(shí),其能量來源從根本上來說,同樣是來源于化石能源。因此,抽水蓄能雖然有利于減少電網(wǎng)的波動(dòng)性,但對(duì)節(jié)能減排并沒有本質(zhì)上的好處。另外,抽水蓄能電站的應(yīng)用受到選址、成本與利益分配等多方面限制因素影響。

因此,如果更為長遠(yuǎn)來看這個(gè)問題,電池儲(chǔ)能可能是解決可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定性的最有效經(jīng)濟(jì)方案。電池儲(chǔ)能的好處在于,可大可小,容易與各種規(guī)模的可再生能源發(fā)電相結(jié)合;充電放電快速,直接電與電轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)換效率高。其限制的最大因素在于經(jīng)濟(jì)性,以及與成本相關(guān)聯(lián)的充放電效率、安全性、壽命。傳統(tǒng)上都認(rèn)為電池儲(chǔ)能的成本高難以商業(yè)運(yùn)營。

這個(gè)狀況正在迅速改變,近期電池技術(shù)的突破,使得電動(dòng)汽車等大規(guī)模電池應(yīng)用已經(jīng)較為普遍,而直接與電力系統(tǒng)結(jié)合的電池儲(chǔ)能的嘗試也已經(jīng)開始。特斯拉的PowerWall和Powerpack,單體峰值電量為3kW,可儲(chǔ)存10kWh電量,充放電能效92%,可以通過簡單拼接進(jìn)一步擴(kuò)大至1000倍。特斯拉希望借此改變?nèi)祟惖挠秒娔J剑破鹉茉锤锩?,推?dòng)可再生能源的普及。現(xiàn)在看來,特斯拉不是在吹牛。

對(duì)于可再生能源與儲(chǔ)能結(jié)合的系統(tǒng),儲(chǔ)能策略對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的重要性可能高于儲(chǔ)能設(shè)備本身成本的重要性。因此,政府在大力推進(jìn)儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)展的同時(shí),也應(yīng)當(dāng)倡導(dǎo)電池儲(chǔ)能與可再生能源發(fā)電的結(jié)合,積極建立試點(diǎn),扶持可再生能源與儲(chǔ)能結(jié)合系統(tǒng)的試驗(yàn)性項(xiàng)目,在實(shí)踐中找到最適應(yīng)中國現(xiàn)狀,最適應(yīng)項(xiàng)目安裝地點(diǎn)的儲(chǔ)能策略,為日后大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電的利用打下良好的基礎(chǔ)。

與工業(yè)用電結(jié)合的分布式光伏項(xiàng)目可能是電池儲(chǔ)能最易介入,而且是最容易盈利的主體??稍偕茉磁c儲(chǔ)能相結(jié)合的系統(tǒng),要想其達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益,關(guān)鍵在于對(duì)可再生能源發(fā)電的有效預(yù)測。因此,政府在大力發(fā)展風(fēng)能、光伏的同時(shí),也應(yīng)該建立平臺(tái),及時(shí)更新分享相關(guān)發(fā)電與氣候數(shù)據(jù),提供有效的發(fā)電預(yù)測信息。

對(duì)于電網(wǎng)而言,發(fā)展電池儲(chǔ)能技術(shù)或者可以從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性,大規(guī)模擴(kuò)大可再生能源發(fā)電的份額,切實(shí)提高上并網(wǎng)率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)于政府而言,制定更有針對(duì)性和有差別性的差別電價(jià)政策,不但有助于推動(dòng)電池儲(chǔ)能技術(shù)的盈利能力,還可以在更大程度上優(yōu)化電力資源配置,提高電力系統(tǒng)的總體發(fā)電效率。

結(jié)論和政策建議

儲(chǔ)能技術(shù)作為新能源發(fā)展和電動(dòng)汽車的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其技術(shù)突破將改變整個(gè)世界的能源格局。可以說,儲(chǔ)能技術(shù)是開啟新能源時(shí)代的鑰匙,一旦儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行,將為人類打開一扇通往新能源時(shí)代的門。對(duì)于中國而言,電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能技術(shù)和風(fēng)電、太陽能的有效結(jié)合,除了清潔發(fā)展,還可以形成對(duì)石油的有效替代,保障能源安全,因此,政府應(yīng)該重視儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于傳統(tǒng)的能源企業(yè),尤其需要重視儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展,利益所在,其重要性不言而喻。

因此,“十三五”能源戰(zhàn)略規(guī)劃需要重點(diǎn)關(guān)注清潔能源、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能的技術(shù)創(chuàng)新,因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新導(dǎo)致的成本下降是確定、可靠和永久性的。政府應(yīng)該將儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新、石油替代和清潔能源發(fā)展作為能源安全的組成部分。

可見,儲(chǔ)能技術(shù)不容忽視。近年來的技術(shù)進(jìn)步使得儲(chǔ)能技術(shù)漸行漸近,在可以預(yù)見的將來,儲(chǔ)能技術(shù)的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性將因技術(shù)進(jìn)步而得到進(jìn)一步增強(qiáng),這種變化將可能深刻地影響世界的能源供應(yīng)方式和能源結(jié)構(gòu),這將對(duì)傳統(tǒng)的能源企業(yè)以及我們的生活方式產(chǎn)生巨大的影響。

[責(zé)任編輯:趙卓然]

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