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儲能到底有多大空間?
發布時間:2019-07-16

 來源:北極星儲(chu)能網    

關鍵詞  

:2030年,新(xin)能源+=可(ke)調度發(fa)電,成本將低于現有煤電和氣電成本。這是BNEF所發(fa)布的(de)2019年(nian)《新能源市(shi)場(chang)長期展望》報(bao)告(gao)中給(gei)出(chu)的(de)預判(pan)。

在2019第六(liu)屆中(zhong)國(guo)國(guo)際光(guang)儲充大會上(shang),中(zhong)國(guo)電力(li)科學(xue)研究(jiu)院首席科學(xue)家(jia)、全國(guo)電力(li)儲能標委(wei)會副秘書長(chang)惠(hui)東教(jiao)授也對未來(lai)幾年(nian)電力(li)儲能的需求進行了分析,并得出以(yi)下三點結論:

1、2035年我國能(neng)源互聯網(wang)儲能(neng)(非抽蓄(xu))需求將達1.5-2億千瓦(wa);

2、鋰(li)離子電(dian)池將(jiang)率先實現商(shang)業化(hua);

3、百(bai)萬千瓦級儲(chu)能(neng)電站(zhan)和各類儲(chu)能(neng)在電網中的廣域協同、有序聚合是一個趨(qu)勢。

儲(chu)能到底有(you)多大(da)空間?

從電力需求來看,我國人均(jun)生活用(yong)電(dian)(dian)量701千(qian)瓦(wa)時(shi)(shi),相當于歐美國家60年(nian)(nian)代(dai)中(zhong)期,日本70年(nian)(nian)代(dai)中(zhong)期水平。與發達國家相比,目前中(zhong)國人均(jun)用(yong)電(dian)(dian)量較低,且用(yong)電(dian)(dian)結構不(bu)太合理,中(zhong)國發電(dian)(dian)裝(zhuang)機容(rong)量全世界(jie)第一,但燃(ran)煤火(huo)力(li)發電(dian)(dian)比例(li)過(guo)高,環保壓(ya)力(li)巨(ju)大。預(yu)計未(wei)來20年(nian)(nian)內,中(zhong)國電(dian)(dian)力(li)需求仍將持續(xu)增長。2018年(nian)(nian)我國人均(jun)全年(nian)(nian)用(yong)電(dian)(dian)量4956千(qian)瓦(wa)時(shi)(shi),2035年(nian)(nian)預(yu)計達到(dao)6500-7400千(qian)瓦(wa)時(shi)(shi)。

從新能源裝(zhuang)機規模來看,2035年前,新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)成為(wei)第一大(da)(da)(da)電源(yuan),風、光裝機規模分別為(wei)7億(yi)、6.5億(yi)千(qian)瓦(wa),全國風電、太陽能(neng)(neng)日最大(da)(da)(da)功(gong)率波(bo)動(dong)預(yu)計分別達1.56億(yi)、4.16億(yi)千(qian)瓦(wa),大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)超出電源(yuan)調節(jie)能(neng)(neng)力,迫切需要重新(xin)(xin)構建調峰體系,具(ju)備(bei)應對新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)5.3億(yi)千(qian)瓦(wa)日功(gong)率波(bo)動(dong)的調節(jie)能(neng)(neng)力。

從電力傳輸來看(kan),對于受端系(xi)統(tong),直(zhi)流(liu)大容量饋入(ru)時,系(xi)統(tong)頻(pin)率調節能(neng)(neng)力顯(xian)著下降。未來華東直(zhi)流(liu)饋入(ru)+新能(neng)(neng)源占比將超(chao)過50%,頻(pin)率穩定問題(ti)更加(jia)突出。

而儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)被認為是(shi)解決上述問題的(de)優(you)選方(fang)案。國際上針對儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)形(xing)成三(san)個共識:一是(shi)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)推動世界能(neng)(neng)源(yuan)清潔化(hua)、電氣(qi)化(hua)和(he)高(gao)(gao)效化(hua),破解能(neng)(neng)源(yuan)資源(yuan)和(he)環境約束,實現全球能(neng)(neng)源(yuan)轉型升級的(de)核(he)心技(ji)(ji)術(shu)(shu)之(zhi)一;二是(shi)面(mian)向未來高(gao)(gao)滲透的(de)新能(neng)(neng)源(yuan)接入(ru)與消(xiao)納,需(xu)要(yao)構建高(gao)(gao)比(bi)例、泛在化(hua)、可(ke)廣域協同的(de)儲(chu)能(neng)(neng)形(xing)態,并通過(guo)新能(neng)(neng)源(yuan)加儲(chu)能(neng)(neng),變(bian)革傳統(tong)電力(li)系(xi)統(tong)的(de)形(xing)態、結構和(he)功能(neng)(neng);三(san)是(shi)要(yao)堅(jian)實、有(you)序推動清潔能(neng)(neng)源(yuan)可(ke)持(chi)續發展,需(xu)要(yao)借助于低(di)邊界成本的(de)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。

儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)是構建能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源互聯(lian)網的(de)關鍵要(yao)素(su)。基于低成本、高性能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)技術(shu),采用集中式或分布式接(jie)入(ru),能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠(gou)構建高比(bi)例(li)、泛在化、可共享、可廣域(yu)協(xie)同的(de)儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)形態,為電(dian)力系統(tong)(tong)提供毫秒到數天的(de)寬時間(jian)尺度上的(de)靈(ling)活(huo)雙向調節能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力,改(gai)變(bian)電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)時空特性直至改(gai)變(bian)傳統(tong)(tong)電(dian)力系統(tong)(tong)即發即用、瞬時平衡的(de)屬性。

    2035年,我國能源(yuan)互(hu)聯網儲能(非(fei)抽(chou)蓄)需求將達1.5-2億千瓦。

2035年,風、光新(xin)能(neng)源裝機規模(mo)將(jiang)在當前基礎上增加(jia)(jia)3.6倍,超過70%分(fen)布在西、北部(bu)地(di)區,電力跨(kua)(kua)區優化(hua)配(pei)置需求(qiu)由當前的(de)0.8億千瓦(wa)增加(jia)(jia)到3.8億千瓦(wa)。未來(lai)新(xin)能(neng)源消(xiao)納形勢將(jiang)更加(jia)(jia)嚴峻,對跨(kua)(kua)區通(tong)道能(neng)力建設(she)、系統調峰能(neng)力提升、市場化(hua)機制建設(she)提出了新(xin)要求(qiu)。

從特高壓送端電網來(lai)看,新能(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)與負荷中心分布不平(ping)衡的格(ge)局(ju),促進了新能(neng)源(yuan)(yuan)基地及特(te)高壓(ya)電(dian)網建設,交直流特(te)高壓(ya)大受端電(dian)網逐步形成。風電(dian)、光伏等(deng)新能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)站配置(zhi)成為必然趨(qu)勢。

從特(te)高壓受(shou)端電網來看(kan),對于大功率(lv)接受(shou)區外(wai)來電(dian)的(de)受(shou)端電(dian)網(wang),電(dian)網(wang)調節能(neng)力(li)下降。直(zhi)(zhi)流閉鎖(suo)等永久(jiu)性故(gu)(gu)障(zhang)帶來大功率(lv)缺額(e)將(jiang)引發受(shou)端電(dian)網(wang)頻率(lv)穩定(ding)問題,直(zhi)(zhi)接制(zhi)約著交直(zhi)(zhi)流輸電(dian)工程(cheng)的(de)穩態最(zui)大輸電(dian)能(neng)力(li)。河(he)南100兆瓦(wa)電(dian)池(chi)儲能(neng)示范工程(cheng)便是為(wei)解(jie)決特(te)高(gao)壓閉鎖(suo)而建設的(de)。以河(he)南開展的(de)仿真研(yan)究為(wei)例(li),河(he)南境內若(ruo)配(pei)置6.7GW儲能(neng),額(e)定(ding)支撐時間6分鐘(響應速度100毫秒),可(ke)以有效避免(mian)特(te)高(gao)壓事故(gu)(gu)造成的(de)電(dian)網(wang)安(an)全故(gu)(gu)障(zhang),并將(jiang)天中直(zhi)(zhi)流和長(chang)南交流輸送能(neng)力(li)提升設計水平(增加700萬千(qian)瓦(wa)左右),按(an)年運行小時數5000小時,可(ke)以多送350億/年。

從電價體系來看,我國不(bu)同(tong)(tong)地(di)區省份(fen)的(de)峰(feng)(feng)谷電價(jia)(jia)不(bu)同(tong)(tong)、峰(feng)(feng)谷時段,同(tong)(tong)一(yi)省份(fen)不(bu)同(tong)(tong)容量(liang)工(gong)業用(yong)戶的(de)峰(feng)(feng)谷電價(jia)(jia)也(ye)不(bu)同(tong)(tong)。基(ji)于目(mu)前鋰離子電池儲能(neng)的(de)性價(jia)(jia)比水平,在江(jiang)蘇工(gong)業園區安裝儲能(neng),通(tong)過峰(feng)(feng)谷價(jia)(jia)差套(tao)利,有(you)(you)(you)望在5-8年(nian)收回投資(zi),而(er)儲能(neng)系統有(you)(you)(you)效服役時間(jian)(jian)為(wei)10年(nian)以(yi)上(shang)(shang)。峰(feng)(feng)谷差價(jia)(jia)套(tao)利是目(mu)前具有(you)(you)(you)盈利可能(neng)性,且有(you)(you)(you)市場價(jia)(jia)格體系支(zhi)撐的(de)一(yi)套(tao)商業模式(shi)。預計江(jiang)蘇有(you)(you)(you)800-1200萬kw,浙江(jiang)有(you)(you)(you)500-800萬kw,上(shang)(shang)海有(you)(you)(you)300-500萬kw,北(bei)京(jing)有(you)(you)(you)200-300萬kw,廣東有(you)(you)(you)600-1000萬kw的(de)裝機(ji)空(kong)間(jian)(jian)。

鋰電(dian)池率先商業化

得益于電(dian)(dian)動汽車產業的發展,帶動了鋰(li)離子電(dian)(dian)池成本的下(xia)降,鋰(li)電(dian)(dian)池在(zai)電(dian)(dian)力儲能應用具備一定的經(jing)濟性(xing)。如下(xia)表所示:

                                             

近年(nian)來,多種類(lei)型儲(chu)能(neng)技術產業化不斷(duan)進步,其中鋰(li)離(li)子電池儲(chu)能(neng)技術經濟(ji)性得到(dao)顯著提升(sheng),2018年(nian)其綜合度電成本接近0.4元(yuan)/度,2020年(nian)有望達到(dao)0.25元(yuan)/度,2030年(nian)接近0.12元(yuan)/度,儲(chu)能(neng)系統年(nian)利用小(xiao)時數達200小(xiao)時即可(ke)盈利。

以鋰離子電池為(wei)代(dai)表的電化(hua)學儲(chu)能(neng)(neng)技術經(jing)濟性得(de)到較(jiao)大提升(sheng),基(ji)于儲(chu)能(neng)(neng)電池的百兆瓦級系(xi)統集成技術取得(de)一定突破,電化(hua)學儲(chu)能(neng)(neng)技術逐步得(de)到示范或(huo)商業化(hua)應用,已在調(diao)峰調(diao)頻、系(xi)統備用、改善電能(neng)(neng)質量(liang)、可再(zai)生能(neng)(neng)源消納等方面發(fa)揮作(zuo)用。

未來電(dian)(dian)化(hua)學儲能(neng)(neng)本(ben)體(ti)將(jiang)進一步向長(chang)壽(shou)命(ming)、高(gao)安全、高(gao)效(xiao)率(lv)、低成本(ben)化(hua)方向發(fa)展(zhan),在新能(neng)(neng)源發(fa)電(dian)(dian)、用戶(hu)側等(deng)領域得到廣泛推廣應(ying)用;百(bai)萬千(qian)(qian)瓦級(ji)儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)站將(jiang)成為有效(xiao)的(de)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量(liang)(liang)調節資源,具有超長(chang)時間(jian)長(chang)度儲能(neng)(neng)技術將(jiang)提升終端(duan)戶(hu)用能(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)高(gao)效(xiao)利(li)用(替代(dai)抽蓄(xu));2025年百(bai)萬千(qian)(qian)瓦級(ji)儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)站經濟性超過抽蓄(xu)。各類儲能(neng)(neng)在電(dian)(dian)網中的(de)廣域協同、有序聚(ju)合,極(ji)大提升電(dian)(dian)網對功率(lv)平衡和電(dian)(dian)量(liang)(liang)平衡調控功能(neng)(neng),突破電(dian)(dian)力供需實(shi)時平衡的(de)限制。

大規模儲能應用(yong)與推廣(guang)對電網的變革

儲(chu)能系統綜合度電成本(ben)不斷下(xia)降,儲(chu)能系統有望(wang)在(zai)發電側用電側實(shi)現廣域布(bu)局(ju),當裝機容量達到一定比例,對電力系統的功(gong)能產生重大(da)影響。

以套(tao)利電力(li)差價(jia)為目標的(de)分(fen)布(bu)式儲能將(jiang)(jiang)(jiang)在用戶(hu)側實現廣泛應用,以收集日(ri)(ri)級(ji)別(bie)新能源(yuan)接入與消納的(de)儲能系統(tong)(tong)將(jiang)(jiang)(jiang)在發電側實現廣域布(bu)點安裝(zhuang)。當(dang)儲能系統(tong)(tong)廣域裝(zhuang)機(ji)比例達到10%以上,將(jiang)(jiang)(jiang)解決日(ri)(ri)級(ji)別(bie)電力(li)不平衡問題(ti),傳統(tong)(tong)電力(li)系統(tong)(tong)的(de)結構將(jiang)(jiang)(jiang)發生重(zhong)大(da)變化。

電(dian)(dian)動汽車的普及(ji)及(ji)海量V2G充電(dian)(dian)樁的激增(zeng),大量退(tui)役動力電(dian)(dian)池的在(zai)電(dian)(dian)網中梯次利用的推廣(guang),將對電(dian)(dian)力系統的結構產生重大影響。

動(dong)力電(dian)(dian)池(chi)(chi)技術儲備(bei)和發(fa)展態(tai)勢,將在3-5年(nian)基本消(xiao)除電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)的使用(yong)焦慮,支撐電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)大(da)規(gui)模應用(yong)與普及;預計2020年(nian),我國電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)累計保(bao)有(you)量(liang)(liang)將500萬(wan)輛,2030年(nian)保(bao)有(you)量(liang)(liang)將達(da)(da)5000萬(wan)輛以(yi)上,以(yi)配置(zhi)80kwh電(dian)(dian)池(chi)(chi)為參考,等效(xiao)儲能(neng)(neng)容量(liang)(liang)將達(da)(da)到40億(yi)kwh,同時電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)退役電(dian)(dian)池(chi)(chi)梯次利(li)用(yong)存量(liang)(liang)達(da)(da)4億(yi)kwh。由廣(guang)域分布的海量(liang)(liang)V2G充電(dian)(dian)樁,電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)以(yi)及車(che)(che)聯網自發(fa)形(xing)成(cheng)了容量(liang)(liang)巨(ju)大(da)的能(neng)(neng)源互聯網形(xing)態(tai),以(yi)及電(dian)(dian)能(neng)(neng)互動(dong)全新生(sheng)態(tai),將對電(dian)(dian)力系統的結構產生(sheng)重大(da)影響。

最后套用一(yi)句話來總結:儲能(neng)前途是光明的,但(dan)仍需(xu)走一(yi)段曲折道(dao)路。

 


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