新能源高比例发展 储能装备前景广阔
■ 中国工业报 李芳蕾 日前,在2020中国电力规划发展论坛上,中国华电集团战略规划部副主任罗锦华从我国储能发展现状、新能源高比例情景下出现的问题、储能对新能源高质量发展的促进作用以及储能发展的有关建议等四个方面对我国储能产业的发展现状及前景进行了分析总结。 全球储能技术多样 中国位列第二 相关数据显示,截至2020年2月18日,全球包括抽水蓄能、电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能和储热技术在内累计运行的储能项目装机规模为1.9亿千瓦,共1686个在运项目。其中,抽水蓄能350个、1.8亿千瓦,电化学储能1023个、405万千瓦,储热220个、328万千瓦,其他机械储能80个、261万千瓦,储氢13个、2万千瓦。抽水蓄能占全球储能装机总量的95%,电化学储能和储热各占2%左右,其他机械储能占比约为1%。罗锦华指出,目前,美国、中国的储能装机规模居于全球前两位,美国3340万千瓦,中国3230万千瓦。技术成熟度方面,抽水蓄能依然是全球迄今为止应用最多、成本最低、技术最成熟的储能方式;其次是电化学储能,其应用范围的广泛性和发展潜力非常值得关注。此外,如飞轮储能等机械储能在一定情景内也具备一定发展前景。 新能源高比例发展 电力波动影响运行 罗锦华系统分析了我国新能源高比例发展情境下出现的问题。近年来,我国风光电发展迅速,装机容量已跃居世界首位。截止到2020年上半年,我国风电累计装机2.17亿千瓦、光伏发电累计装机2.16亿千瓦,风光电占全国电源总装机容量的21.12%,发电量占10.33%。风光电的快速发展,为我国加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系作出了重要贡献。但新能源发电因其固有的波动性、间歇性和随机性特点,随着新能源电源的快速发展,电力系统调峰能力不足的问题凸显。同时,我国是 《巴黎协议》的签署国,以及温室气体减排和环境污染防治的要求,决定我国在 “十四五”及今后,新能源将成为我国能源消费的增量主体,电网内灵活性资源不足与电网安全稳定运行之间的矛盾将更加突出。 此外,新能源电源一次调频能力不足,主动调压能力有限,随着新能源出力占比不断增加,造成发电侧跟踪响应电网频率变化的一次调频能力持续下降。新能源发电大规模替代常规发电机组,导致主网短路容量大幅下降和无功分层分区平衡能力弱化,给电网电压支撑和调节能力带来极大影响。如果单纯依靠增加传统稳定电源来解决尖峰负荷时段供应能力不足的问题,需要付出极大的经济代价,同时也使得电力系统的整体效率降低。 储能平滑电力输出 需提升综合效益 罗锦华认为,我国发展一定规模、稳定、可调节的灵活性电源符合能源现阶段发展的需要,对于新能源高质量发展具有很好促进作用。一是通过储能等灵活性调节资源来补充日趋紧张的调峰资源,促进系统的安全稳定运行;二是通过平抑出力,在风光电随环境资源变化导致功率波动时,储能系统进行快速充放电以调整输出功率,实现输出功率的平滑稳定;三是通过储能控制策略调节储能系统的充放电过程,提高新能源机组跟踪调度计划的能力,使实际输出功率尽可能地接近计划出力曲线。具体体现在: 提供辅助服务,进一步促进新能源消纳。从国外电力市场的经验来看,储能的配置能够填补高比例新能源接入后产生的调峰缺口,解决新能源送出线路阻塞等问题。储能的应用还将培育和壮大其上下游企业,与新能源集成发展,促进新能源消纳,降低弃风、弃光率,从而推进清洁能源转型,产生良好的社会效益。 完善需求侧响应,提升电网安全稳定运行水平。我国阶段性、地域性的电力供应紧张仍时有发生,特别是随着新能源电动汽车产业的快速发展,随着用户行为多样性的不断增加,通过储能设施来进一步完善需求响应,可以有效实现负荷削峰,可以更加灵活地参与电网功率平衡。而且,储能还具有四象限运行特性,电网稳态下可以提高新能源涉网特性,电网暂态下可根据系统需要提供功率支撑,可以提高特高压送出线路输送容量,进一步提升电网安全稳定运行水平。 实现电能存储,提高电力系统综合经济效益。储能与新能源联合优化,可以减少发电侧和配套电网的投资,提高电力系统的综合效益。目前,新型储能设备不断涌现,技术手段不断优化,随着储能成本的逐渐下降,为大规模配置储能提供了条件。 做好整体布局 加快市场建设 为了促进新形势下储能行业的更好发展,罗锦华提出了如下建议: 重视储能定位,做好储能在各环节的布局。要正确评估储能在发-输-供-用各环节及提升电力系统综合效益中的作用,科学做好储能在电力系统各环节的布局与容量配置,将各类储能纳入能源电力规划体系,统一规划,从空间、规模、技术等方面给予政策引导。制定抽水蓄能电站价格核定办法和电价审批实施细则,以促进抽水蓄水电站的可持续发展,保障电网安全和能源供应安全。 强化产业扶持,促进储能在各领域的发展。近期国家能源局综合司 《关于开展 “风光水火储一体化” “源网荷储一体化”的指导意见》征求意见稿,为储能设施在未来电力系统中发挥更大作用带来了机遇。建议可以从鼓励、优化新能源出力等方面给予加装储能的新能源电站更多优惠政策。 推进市场建设,加快储能参与电力市场进程。罗锦华认为,储能参与电力市场的价值可分为三个方面:容量价值、能量价值和辅助服务价值。储能可参与不同市场、提供不同的能源服务,并通过相应的价格机制获得收益。不同的价格机制与服务相互关联,需要统筹协调储能资源的分配。 提升技术水平,促进储能行业高质量发展。针对储能的特定需求,一是要开发高能量密度、高转换效率、长寿命、高安全性、大容量的新型储能技术,以降低储能系统的应用成本;二是要开发高准确度的监测和控制技术,实现储能系统的优化运行和状态预测,以提升储能的技术经济性。 完善标准体系,引领储能技术标准推广。近年来,我国在储能领域已经开展了大量科研与实践活动,具有了一定的技术积累与应用经验,初步具备了建立储能技术标准体系的条件。制定和完善储能产业链各个环节的技术标准,推动储能技术标准化建设工作,是实现储能产业规模化、工程化应用的先决条件。此外,还要进一步解决国内标准和国际标准对接和转化问题,这就需要政府、社会团体、产业链相关方、高校科研院所及第三方检测认证机构共同参与完善,为储能的良性发展奠定好坚实的基础。
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