董博:我国新型储能发展现状及展望

编辑:秋石 来源:太阳能发电网 编辑:admin 储能新型电力系统

(董博:电力规划设计总院能源科技创新研究院院长助理)
   
3月27日,在北京举行的2024中国国际清洁能源博览会“绿氢技术与氢电协同发展”专题论坛上,电力规划设计总院能源科技创新研究院院长助理董博就我国新型储能发展现状及展望进行了演讲,内容如下:

我国新型储能发展现状

根据国家能源局在电规总院设置的全国储能大数据平台的统计数据,截止到去年底,国家新型储能规模3149千瓦,这个数据在2022年底的时候是870万千瓦,在2023年6月底的时候1730万千瓦。也就是说去年的上半年翻了一番,去年下半年基本又翻了一番。

与2020年相比,我们国家用了三年时间就把新型储能规模翻了10倍。目前主要是配置在电源侧和电网侧。从地域上来看,华北、西北、华中这三个区域电网配置的新型储能规模基本上占到了全国的3/4的水平。
   
第二个特点,我国新型储能的技术呈现多元化。锂离子电池仍然是主导地位,超过了总规模的97%,但是我们可以看到很多新技术也在不断涌现。比如说我们300兆瓦的压缩空气储能预计今年会投产,百兆瓦的液流电池和兆瓦级飞轮都在不断涌现。
   
第三个特点,锂离子电池的造价在不断走低,这几年碳酸锂价格剧烈波动,从最高的大几十万美元每吨,现在基本稳定在11万左右每吨,剧烈波动。另外锂离子电池原材料大量依赖进口。整个电芯价格、系统集成的价格、EPC价格都在大幅度下降。
   
第四个特点,根据我国中电联统计的数据来看,新型储能现在调用的情况,整体来看并不是太好,我们折成每一天一次满充满放计做一次调用,调用最好是火电配储做一些调频的功能。由于调频辅助服务市场的驱动,火电配储调用次数是比较高的。再往下就是用户侧,利用它的峰谷差价套利,最差的就是新能源配储,整体调用情况不是很好。
   
第五个特点,全国各地陆续出台支持政策。包括容量租赁、电力现货、电力辅助服务、容量补偿等等,目前国家还没有出台统一的政策,各地出台的政策也就是能保障储能有一定的收益,但是想完全保障储能的收益目前来看难度比较大。而且并不是单一的政策能保障收益,一般都是采用一系列组合的政策来保障储能的部分收益。
   
第六个特点,我们把抽蓄和各种储能的特性做了一个对比,综合看抽水蓄能仍然是技术最成熟、造价相对最低、应用最普遍的一种储能技术。随着科技进步的发展,锂离子电池、压缩空气、钠离子电池它们都有不同的特点,比如说钠离子电池低温特性比较好,我们看能不能在东北做一些试点示范。压缩空气本身就有一些转动惯量,能够对电网提供一定的支撑,压缩空气和液流能够提供4到8小时长时的储能,后面我们希望利用各类储能的特点在新型电力系统中找到它不同的定位和角色。
   
新型储能在新型电力系统中的定位

首先明确一下新型电力系统的内涵,这是我国发布的新型电力系统发展蓝皮书里面的基本要求。它的内涵是满足经济社会高质量发展电力需求为首要目标,以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务,以源网荷储多相协同灵活互动为坚强支撑。为了实现双碳目标,为了接入极高比例的新能源构建的一个新型的电力系统。

新型电力系统也提出了四大体系的建设,其中有一大体系就是要储能的规模化布局应用体系。以前我们做电力系统的规划,主要是在源网荷三侧,新型电力系统的提出又增加了储能这一侧,单独把储能拿出来作为新型电力系统重要的组成部分。所以未来我们提新型电力系统主要是源网荷储四侧。

在国家发布的新型电力系统蓝皮书里面非常明确对储能提出了要求,比如说在三个阶段里面,在加速转型期,也就是现在到2030年,要求我们的储能多应用场景、多技术路线、规模化发展,满足日内平衡的需求。

在第二个阶段新型电力系统建设基本形成期,2030-2045年,对于储能的要求是规模化长时储能取得突破,满足日以上时间尺度平衡的要求。最后一个阶段巩固完善期,对储能的要求是覆盖全周期多类型储能协同运行,能源系统灵活性大幅提升。可以看到每个阶段对于储能都提出了不同的要求。

那么,新型储能如何在新型电力系统中定位?

第一个定位就是提升新能源的消纳。

目前来看,我国新能源发展速度非常快,去年接近3个亿的增量,这个规模是非常大的。为了满足新能源的消纳,我们提出要建设一定的储能,但是建设的储能是不是越多越好呢?

这里我们提出了一个概念,就是新能源的弃电,分为电量冗余性弃电和结构性弃电。

在电量冗余性弃电方面,即使增加储能也是没有效果的,我用电量大于发电量,储能只是能量的搬运工,它并没有大量消耗和产生能量,这时候储能不是万能的。这种情况下,我们叫电量冗余性弃电。

结构性弃电,也就是说我们的全年电量总体是平衡的,只是说它有结构的差异,比如说白天多、晚上少,比如说冬季多、夏季少,这时候为了满足能量的搬移,这时候储能就需要了。
   
举个例子,这个时候最开始增加储能的时候你就会发现,新能源的利用率会有一个明确提高,等你再增加储能的时候,新能源的利用率就不会上升了,而且达不到合理的利用水平,我们就说这个省的新能源配多了,储能能充分发挥效果的前提是这个省新能源的规模做合理的配置。
   
结构性弃电很好理解,比如说光伏装机比较多,电力系统是实时平衡的,所有电源的出力,比如说白天的时候大于负荷需求,就会产生弃电,这时候我通过增加储能把电存起来,晚上释放出去,这时候储能就有了工作位置,就是结构性的弃电。

第二个定位就是保障电力供应安全。

电力规划总院主要是做规划的,在做规划的阶段,未来最重要的就是保障我们国家电力供应的安全,我们把所有电源类型都放进去,发现在未来还是很难满足我们国家电力顶峰的需求。这个时候这个缺口怎么办,以前我们都是通过补煤电的形式保障我国电力供应安全,我们煤电在双碳目标下,“十四五”期间我们是适当增容增量,不能以限制容量增加下去,所以未来怎么办?

我们必须通过增加储能的方式保证电力系统顶峰的安全。这时候就涉及到我们到底是需要配多长的储能,很多省就提出了要求,比如4小时的,甚至更长的。
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