從“剛性”到“柔性”

電力儲能是指：在發(fā)電容量大于負荷需求期間，可將電能以適當形式的能量儲存起來，在負荷需要時將儲存的能量轉(zhuǎn)換為電能送入系統(tǒng)，或直接供負荷使用。儲能系統(tǒng)被認為是未來電力系統(tǒng)中的必要組成部分，在發(fā)電、輸配電和用電等各個環(huán)節(jié)都有廣泛應(yīng)用。大規(guī)模電力系統(tǒng)儲能將在一定程度上改變發(fā)電、輸電、配電和用電同時完成的電力生產(chǎn)基本格局。通過在電力系統(tǒng)中增加存儲環(huán)節(jié)，可使“剛性”的電力系統(tǒng)變得更加“柔性”，通過儲能，能夠平抑大規(guī)模清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來的波動性，提高電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性和靈活性。

  國網(wǎng)天津電力海旭道儲能站設(shè)備。李津 攝

必不可少的儲能

隨著我國“雙碳”目標的提出，未來新能源將成為電力供應(yīng)的主體。到2030年，我國風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。今年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議對推動碳達峰、碳中和作出全面動員和系統(tǒng)部署，并明確指出要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

新能源大規(guī)模開發(fā)利用，給電網(wǎng)安全運行帶來挑戰(zhàn)，迫切需要通過發(fā)展儲能等措施，提高系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。儲能技術(shù)可在提高可再生能源消納比例、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行等方面發(fā)揮重要作用，對推動構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，更好地服務(wù)碳達峰、碳中和具有重要意義。

根據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全球發(fā)展最成熟、裝機規(guī)模最大的儲能是抽水蓄能，電化學儲能緊隨其后。同時，以氫儲能技術(shù)、儲熱/冷技術(shù)、壓縮空氣儲能技術(shù)為代表的新型儲能技術(shù)也在越來越多的應(yīng)用場景展現(xiàn)價值。截至2020年年底，我國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模為3560萬千瓦，電化學儲能占9.2%。

國網(wǎng)冀北電力 供圖

【專訪】

圍繞儲能技術(shù)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的作用等，《亮報》對國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所高級工程師胡靜進行了專訪。

《亮報》：儲能技術(shù)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，助力“雙碳”目標實現(xiàn)過程中，將發(fā)揮哪些作用?儲能發(fā)展現(xiàn)在面臨哪些主要問題?

胡靜：在我國構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和“雙碳”目標驅(qū)動的大背景下，風能、太陽能等新能源作為清潔低碳的能源電力來源，將作為電源增長的“主力軍”實現(xiàn)大規(guī)模加速發(fā)展。與此同時，電動汽車、分布式能源等交互式用能設(shè)備廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)負荷特性，負荷預(yù)測難度加大。由于新能源具有波動性、間歇性出力特性，電力系統(tǒng)從過去的“電源側(cè)可調(diào)，負荷側(cè)不可控”逐漸發(fā)展為“電源負荷均不可控”，加大了電力系統(tǒng)電力實時平衡的難度。儲能可實現(xiàn)電力的存儲和放出功能，起到了電力的暫時緩沖作用，就像是一個“水庫”，在局部地區(qū)新能源大發(fā)又無法得到有效消納時，將電力暫時存儲，等負荷有需求時再放出電力，不但可以使新能源電力高效利用，還可以緩解新能源對電力系統(tǒng)的沖擊影響。

隨著儲能技術(shù)經(jīng)濟性提升，儲能已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)“發(fā)—輸—配—用”等各個環(huán)節(jié)，將主要在以下幾個方面發(fā)揮重要作用：一是提升新能源利用水平。儲能通過平抑波動、跟蹤出力和電能量時移三種途徑提高新能源消納能力。二是提高常規(guī)電源涉網(wǎng)性能。通過在常規(guī)電廠內(nèi)部裝設(shè)儲能系統(tǒng)，利用儲能快速、穩(wěn)定、精準的充放電功率調(diào)節(jié)特性，可提高常規(guī)電源調(diào)峰調(diào)頻能力。三是提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。儲能可充分發(fā)揮參與系統(tǒng)調(diào)峰、參與系統(tǒng)調(diào)頻、參與系統(tǒng)主動支撐等功能，有效提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。四是保障輸配電功能。儲能可緩解或替代因負荷增大而引起的輸配電改造升級;可解決大電網(wǎng)無法延伸覆蓋的偏遠山區(qū)、海島等地區(qū)的供電問題;可為未來先進柔性直流配電網(wǎng)提供功率調(diào)節(jié)支撐。五是拓展需求側(cè)應(yīng)用。通過在需求側(cè)(用戶側(cè))安裝儲能，除了為用戶提供削峰填谷、需量管理等功能外，還可實現(xiàn)光儲一體化、充換儲一體化等多種利用模式。

儲能發(fā)展面臨的主要問題包括：一是儲能目前成本還相對較高，屬于“奢侈品”，若大規(guī)模應(yīng)用，將在一定程度上提高全社會用能成本。二是大容量、長時間、跨季節(jié)調(diào)節(jié)的儲能技術(shù)還有待突破，以新能源為主導的新型電力系統(tǒng)可能會出現(xiàn)由極端天氣導致的新能源長時間出力受限的情況，目前儲能技術(shù)還無法完全有效解決該問題。三是缺乏儲能統(tǒng)籌規(guī)劃。目前，我國尚未對新型儲能進行系統(tǒng)層面的儲能規(guī)劃，未來電力系統(tǒng)面臨轉(zhuǎn)動慣量不足、調(diào)節(jié)資源缺乏、支撐能力不足等問題，而儲能可在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都發(fā)揮作用，用于解決系統(tǒng)問題。四是現(xiàn)有商業(yè)模式單一，盈利水平受限。除用戶側(cè)峰谷電價套利、火電調(diào)頻以及個別新技術(shù)儲能示范有電價支持外，其余儲能項目暫時無法從相關(guān)鼓勵政策和市場機制中找到具有穩(wěn)定收益率預(yù)期的商業(yè)模式。五是電化學儲能的安全、消防和環(huán)保回收等問題還有待解決。近期北京的儲能電站事故造成嚴重后果，給儲能發(fā)展敲響了一記警鐘，相關(guān)標準和管理規(guī)范有待進一步加強。

總之，儲能在快速發(fā)展的同時，仍然面臨規(guī)劃、技術(shù)、安全、運營等問題，需要多方共同努力，促進儲能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

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