編者按:"儲(chǔ)能技術(shù)與可再生能源的結(jié)合能有效解決可再生能源穩(wěn)定輸出和提升系統(tǒng)發(fā)電效益的難題,儲(chǔ)能在促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)與就地消納具有較大的應(yīng)用價(jià)值和光明的市場前景。
目前黃河水電已在青海共和建成光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目,茶卡地區(qū)風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目預(yù)計(jì)年內(nèi)投產(chǎn),積極為海南州水光風(fēng)儲(chǔ)多能互補(bǔ)清潔能源基地建設(shè)提供支撐。
西部地區(qū)是我國的能源生產(chǎn)基地,也是可再生能源資源的富集區(qū)。近年來,西部地區(qū)多數(shù)省份風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量增長迅速,一批可再生能源發(fā)電園區(qū)和配套的產(chǎn)業(yè)基地應(yīng)勢而起。據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長、中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)主任委員陳海生介紹,截止2018年5月全國儲(chǔ)能裝機(jī)前十的省份,西部陜甘青寧新藏六省區(qū)合計(jì)占到全國已投運(yùn)項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的25%??梢哉f,西部省份在儲(chǔ)能應(yīng)用方面處于非常重要的地位。
就西部省份儲(chǔ)能應(yīng)用特點(diǎn)來講,可再生能源+儲(chǔ)能的靈活多元應(yīng)用是主要方向,原國務(wù)院參事吳宗鑫認(rèn)為可再生能源是推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
根據(jù)電科院的情景分析,到2050年,我國風(fēng)電、光伏發(fā)電將成為電力的主導(dǎo),分別占到總發(fā)電量的21%至24%。如何解決大量可再生能源接入電網(wǎng)帶來的波動(dòng),儲(chǔ)能將成為關(guān)鍵技術(shù)。目前我國正在進(jìn)行各種儲(chǔ)能技術(shù)的研究和示范。
國家電投黃河上游水電開發(fā)有限公司總經(jīng)理魏顯貴認(rèn)為新能源發(fā)電優(yōu)勢明顯,但是由于出力與負(fù)荷不平衡給電網(wǎng)帶來很大的限制,黃河水電想通過儲(chǔ)能技術(shù)解決新能源出力不平衡問題,從而使新能源友好地發(fā)展。目前黃河水電已在青海共和建成光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目,茶卡地區(qū)風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目預(yù)計(jì)年內(nèi)投產(chǎn),積極為海南州水光風(fēng)儲(chǔ)多能互補(bǔ)清潔能源基地建設(shè)提供支撐。
在2018中國儲(chǔ)能西部論壇期間,中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟還組織考察了共和實(shí)證基地光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目。電站位于青海省共和縣的塔拉灘上,平均海拔2920m,包括20MW光伏發(fā)電和16MWh電站儲(chǔ)能。2018年6月26日,該電站順利并網(wǎng)。
魏顯貴介紹,黃河水電研究新能源電站儲(chǔ)能技術(shù)的意義在于,實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電和用電的供需平衡,改善新能源電能質(zhì)量,提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性,參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻,提高光伏風(fēng)電資源利用率,進(jìn)而推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。
青海共和電站光伏儲(chǔ)能電站承擔(dān)了各種新技術(shù)的試驗(yàn)任務(wù),其中發(fā)電系統(tǒng)采用了當(dāng)前各類新技術(shù),包括固定+單面、固定+雙面、平單+單面、平單+雙面、垂直+雙面;儲(chǔ)能系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰、三元鋰、鋅溴液流和全釩液流各類電池,并且在交流側(cè)和直流側(cè)均有嘗試;在實(shí)際運(yùn)行中,分別設(shè)置了20%/25%/30%限功率情況下光儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合能量搬移、調(diào)峰調(diào)頻、平滑出力、跟蹤計(jì)劃不同功能需求的控制策略。其目的是對儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池特性、容量配比、系統(tǒng)匹配以及控制策略進(jìn)行研究。
儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域大有可為
從現(xiàn)有儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模來看,除抽水蓄能外,電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)比例最高。據(jù)中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)不完全統(tǒng)計(jì),截至2017年底,中國已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到389.8MW,其中鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大,達(dá)到227MW。而從近期國內(nèi)投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目來看,儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目主要是鋰電池,且是三元鋰和磷酸鐵鋰并駕齊驅(qū);電網(wǎng)調(diào)峰項(xiàng)目則是以磷酸鐵鋰為主;用戶側(cè)鉛炭電池和鋰電池各有千秋;而在發(fā)電側(cè)領(lǐng)域,則呈現(xiàn)出儲(chǔ)能技術(shù)百家齊放的格局,從黃河水電已并網(wǎng)的光伏儲(chǔ)能和正在招標(biāo)的風(fēng)電儲(chǔ)能也能看出,三元鋰、磷酸鐵鋰、鋅溴液流、全釩液流都有涉及,這一方面說明儲(chǔ)能技術(shù)具體應(yīng)用性能仍有待驗(yàn)證,另一方面也說明儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)應(yīng)用前景巨大,平滑輸出、電能質(zhì)量、調(diào)峰調(diào)頻都將成為儲(chǔ)能的用武之地。
從技術(shù)角度出發(fā),普能世紀(jì)黃綿延認(rèn)為目前液流電池的市場份額雖只有4%,卻是匹配光伏和風(fēng)電的理想儲(chǔ)能技術(shù)。液流電池壽命周期超過20年,可匹配風(fēng)光設(shè)施的使用年限;幾乎可無限循環(huán)的進(jìn)行深度充放電;在超過4小時(shí)的儲(chǔ)存時(shí)間條件下優(yōu)勢明顯,用于光伏發(fā)電移峰和風(fēng)電輸出平衡;50%SOC運(yùn)行性能優(yōu)異,適用于風(fēng)電平衡;功率與容量可獨(dú)立配置,方便隨時(shí)擴(kuò)充容量。
當(dāng)然每一種場景應(yīng)用,都需要判斷哪種儲(chǔ)能技術(shù)最適合;每一種技術(shù),也需要確定最適合哪種應(yīng)用市場。
目前,隨著可再生能源并網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用已經(jīng)開始在技術(shù)示范的基礎(chǔ)上尋求商業(yè)化突破,儲(chǔ)能在跟蹤發(fā)電計(jì)劃中的作用也得到了驗(yàn)證。但是,儲(chǔ)能與可再生能源配套應(yīng)用的局限性還比較突出,系統(tǒng)收益的多樣性和投資價(jià)值還難以充分實(shí)現(xiàn),仍然面臨著多方面的問題。例如集中式可再生能源并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)收益單一,除存儲(chǔ)棄電之外,儲(chǔ)能其余功能價(jià)值難以全面體現(xiàn);集成儲(chǔ)能資源難以發(fā)揮規(guī)模效應(yīng),促進(jìn)可再生能源消納能力有限;電力市場開放程度有限,難以獲得多重收益等。
針對上述問題,史玉波認(rèn)為應(yīng)從政策、市場、宣傳三方面進(jìn)行規(guī)范和引導(dǎo)。政策上,結(jié)合地方特點(diǎn)出臺(tái)支持政策,明確儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行管理流程。市場層面,完善市場規(guī)則并對可再生能源發(fā)電效果進(jìn)行評價(jià),激勵(lì)可再生能源場站提升發(fā)電質(zhì)量;加速推進(jìn)市場化交易進(jìn)程,建立跨省跨區(qū)交易渠道,減少區(qū)域內(nèi)棄風(fēng)棄光電量;加快建立輔助服務(wù)市場,構(gòu)建儲(chǔ)能參與系統(tǒng)服務(wù)的按效果付費(fèi)機(jī)制,為儲(chǔ)能獲取價(jià)值增值創(chuàng)造平臺(tái)。第三,推動(dòng)風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)創(chuàng)新應(yīng)用模式建設(shè),總結(jié)項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),驗(yàn)證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和商業(yè)模式;支持和引導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營單位優(yōu)先享受電力市場化改革紅利,在用戶直接交易、綠色電力消納和參與輔助服務(wù)市場等方面予以支持,進(jìn)一步降低儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營成本。
黃河水電魏顯貴也認(rèn)為應(yīng)盡快研究出臺(tái)支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策,建立儲(chǔ)能電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制,而且在電網(wǎng)調(diào)度層面應(yīng)適應(yīng)儲(chǔ)能電站的運(yùn)行方式。
原標(biāo)題:實(shí)地考察全國首個(gè)光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目!儲(chǔ)能在可再生能源領(lǐng)域大有可為