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儲能前沿技術(shù) 引領(lǐng)世界能源變革

發(fā)布時間: 2014-11-12 09:30:09    來源: 電氣中國雜志 
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[摘要]過去30年,中國經(jīng)歷了高速的經(jīng)濟發(fā)展,但也為此付出了沉重的環(huán)境代價,能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫。伴隨我國新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,儲能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸成為各方關(guān)注的重點。

  “在儲能技術(shù)領(lǐng)域,國外特別是美國和日本研究起步早,成果多并有豐富的工程實際經(jīng)驗。由于國內(nèi)研究起步晚,相關(guān)技術(shù)與國外還有差距,特別是在飛輪儲能等先進儲能系統(tǒng)方面經(jīng)驗還較欠缺。此外,在電力電子接口、儲能系統(tǒng)高效轉(zhuǎn)換等技術(shù)方面,國外也處于領(lǐng)先狀態(tài)。”中國科學(xué)院院士程時杰表示。

  目前大規(guī)模儲能技術(shù)中只有抽水蓄能技術(shù)比較成熟,主要用于電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻以及應(yīng)急保障,以及輔助核電站進行功率調(diào)節(jié)。但是,受地理環(huán)境、建設(shè)周期較長的約束,以及沒有適當(dāng)?shù)膬r格政策,我國抽水蓄能電站裝機比例小于歐日等國。為適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展,降低可再生能源接入對電網(wǎng)的沖擊,提高電網(wǎng)的“兼容性”,維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,除發(fā)展抽水蓄能外,應(yīng)大力發(fā)展布置靈活的電池儲能技術(shù),包括各類蓄電池,如鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池以及超級電容器等。

  中電普瑞科技有限公司電氣工程師牛萌還表示,提出適合我國的大容量新能源及儲能技術(shù)的技術(shù)標準體系將勢在必行,嚴格的技術(shù)標準和規(guī)范化管理是驅(qū)動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要動力。如西班牙等國就規(guī)定所有風(fēng)電在上網(wǎng)前必須向電網(wǎng)提供風(fēng)機出力曲線和發(fā)電短期預(yù)測曲線,誤差不能超過一定比例,否則將受到懲罰。這會倒逼發(fā)電商主動采用預(yù)測技術(shù)和儲能技術(shù),從而實現(xiàn)新能源發(fā)電與電網(wǎng)建設(shè)的良性發(fā)展。但我國對新能源入網(wǎng)至今沒有強制性的流程和技術(shù)要求,很多企業(yè)認為只要發(fā)出電,不論多少、優(yōu)劣,電網(wǎng)就必須全額接收,在這種情況下,發(fā)電企業(yè)自然沒有動力采用儲能技術(shù)。因此需要制定完善的儲能接入技術(shù)標準,推動大容量儲能技術(shù)及其接入的產(chǎn)業(yè)化進程。

  近兩年,儲能在中國市場的熱點應(yīng)用集中體現(xiàn)在分布式發(fā)電及微網(wǎng)、風(fēng)電場、光伏電站儲能和電動汽車領(lǐng)域。

  分布式發(fā)電及微網(wǎng)主要應(yīng)用在解決無電人口用電、孤島微網(wǎng)等方面。隨著分布式光伏暫行辦法、解決無電地區(qū)人口用電問題等政策的出臺,國家開展了一系列的分布式微網(wǎng)項目,如西藏阿里光伏儲能項目、青海玉樹分布式光水蓄互補系統(tǒng)、東福山島風(fēng)光儲柴項目、南麂島微網(wǎng)項目等。儲能在該領(lǐng)域的迅速發(fā)展,既是偏遠地區(qū)無電人口用電問題亟需解決的迫切市場需求,也是中國政府產(chǎn)業(yè)政策推動的結(jié)果。

  用戶端“光伏+儲能”的模式也是近兩年的熱點,用戶可以實現(xiàn)能源的自給自足,削減電費,同時還可用作應(yīng)急電源。該模式在日本和德國的市場比較成熟,比亞迪、力神等國內(nèi)廠商的產(chǎn)品也成功打入了這兩個海外市場。而在國內(nèi),由于沒有完善的補貼政策,初期投資較大,成本回收期較長,因此這一類的安裝案例并不多,但隨著未來相關(guān)政策的出臺,以及儲能成本的降低,“光伏+儲能”在中國將有廣闊的市場前景。

  儲能在風(fēng)電場和光伏電站領(lǐng)域的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在降低高比例可再生能源并網(wǎng)的不穩(wěn)定性,提高可再生能源發(fā)電的利用小時數(shù),有效解決嚴重的“棄風(fēng)”、“棄光”問題。2012年,國家能源局分別發(fā)布了風(fēng)電和光伏發(fā)電的“十二五”規(guī)劃,其中,要求風(fēng)電到2015年的發(fā)展目標位為100GW,2020年為200GW;太陽能光伏發(fā)電到2015年的發(fā)展目標為35GW,2020年為50GW。規(guī)劃在極大地促進可再生能源發(fā)電發(fā)展的同時,也給儲能帶來了很好的機遇。張北風(fēng)光儲輸項目、臥牛石風(fēng)電項目、煤窯山風(fēng)電項目等都是近兩年運行比較成功的案例。

  2012年6月,國務(wù)院出臺了新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,提出“到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產(chǎn)銷量力爭達到50萬輛;到2020年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達200萬輛、累計產(chǎn)銷量超過500萬輛,燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展。”儲能技術(shù)無論從新能源汽車動力電池的角度,還是未來新能源汽車與電網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用角度都有較大的發(fā)展空間。目前,北京高安屯、青島薛家島都建成了大型的電動汽車充換儲放一體化電站,此外,黑龍江、福建還建成了光儲式充換電站,利用可再生能源的電力為電動汽車充電,降低電網(wǎng)壓力。

  除了上述領(lǐng)域,儲能在調(diào)頻領(lǐng)域的應(yīng)用也值得關(guān)注,原國家電監(jiān)會推行的“兩個細則”已經(jīng)為我國調(diào)頻領(lǐng)域建立了一個“準市場”,尤其是在京津唐區(qū)域電網(wǎng)內(nèi),自動發(fā)電控制補償?shù)慕痤~已經(jīng)達到區(qū)域電量市場的0.3%左右。雖然相比美國幾個主要ISO范圍內(nèi)0.7%~1.5%的比例,中國的AGC調(diào)頻補償金額還相對較少,但已經(jīng)可以在此規(guī)則下開展一些商業(yè)化試點項目。

  2013年9月16日,北京石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲能電力調(diào)頻系統(tǒng)掛網(wǎng)運行,這是中國第一個以提供電網(wǎng)調(diào)頻服務(wù)為主的兆瓦級儲能系統(tǒng)示范項目,目的是驗證儲能在電力調(diào)頻領(lǐng)域中的商業(yè)價值。盡管我國在調(diào)頻輔助服務(wù)市場方面,與美國還有較大差距,但相信未來將有更多的儲能企業(yè)能夠看到調(diào)頻領(lǐng)域的商業(yè)機會,參與到這一市場中來。

  儲能產(chǎn)業(yè)在我國還處于發(fā)展的初期階段,雖然現(xiàn)階段還沒有與儲能相關(guān)的政策體系和價格機制,但作為新興產(chǎn)業(yè),儲能已越來越受到政府能源部門和科技部門的關(guān)注和支持。國家關(guān)于儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃正在逐步建立中,應(yīng)用示范的財政補貼也在逐步推進中。雖然還有許多問題有待解決,但在政府政策的支持下,儲能廠商、電力系統(tǒng)和有關(guān)科研院所的共同努力下,中國儲能產(chǎn)業(yè)將得到持續(xù)不斷的發(fā)展。

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