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必不可少的储能面临哪些主要问题?

作者:中国储能网新闻中心 来源:亮报 发布时间:2021-10-15 浏览:

从“刚性”到“柔性”

电力储能是指:在发电容量大于负荷需求期间,可将电能以适当形式的能量储存起来,在负荷需要时将储存的能量转换为电能送入系统,或直接供负荷使用。储能系统被认为是未来电力系统中的必要组成部分,在发电、输配电和用电等各个环节都有广泛应用。大规模电力系统储能将在一定程度上改变发电、输电、配电和用电同时完成的电力生产基本格局。通过在电力系统中增加存储环节,可使“刚性”的电力系统变得更加“柔性”,通过储能,能够平抑大规模清洁能源发电接入电网带来的波动性,提高电网运行的安全性、经济性和灵活性。

国网天津电力海旭道储能站设备。李津 摄

必不可少的储能

随着我国“双碳”目标的提出,未来新能源将成为电力供应的主体。到2030年,我国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。今年3月15日,中央财经委员会第九次会议对推动碳达峰、碳中和作出全面动员和系统部署,并明确指出要构建以新能源为主体的新型电力系统。

新能源大规模开发利用,给电网安全运行带来挑战,迫切需要通过发展储能等措施,提高系统灵活调节能力。储能技术可在提高可再生能源消纳比例、保障电力系统安全稳定运行等方面发挥重要作用,对推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系,更好地服务碳达峰、碳中和具有重要意义。

根据不完全统计,目前全球发展最成熟、装机规模最大的储能是抽水蓄能,电化学储能紧随其后。同时,以氢储能技术、储热/冷技术、压缩空气储能技术为代表的新型储能技术也在越来越多的应用场景展现价值。截至2020年年底,我国已投运储能项目累计装机规模为3560万千瓦,电化学储能占9.2%。

【专访】

围绕储能技术在构建新型电力系统,实现碳达峰、碳中和目标的作用等,《亮报》对国网能源研究院新能源与统计研究所高级工程师胡静进行了专访。

《亮报》:储能技术在构建新型电力系统,助力“双碳”目标实现过程中,将发挥哪些作用?储能发展现在面临哪些主要问题?

胡静:在我国构建新型电力系统和“双碳”目标驱动的大背景下,风能、太阳能等新能源作为清洁低碳的能源电力来源,将作为电源增长的“主力军”实现大规模加速发展。与此同时,电动汽车、分布式能源等交互式用能设备广泛应用,改变了传统负荷特性,负荷预测难度加大。由于新能源具有波动性、间歇性出力特性,电力系统从过去的“电源侧可调,负荷侧不可控”逐渐发展为“电源负荷均不可控”,加大了电力系统电力实时平衡的难度。储能可实现电力的存储和放出功能,起到了电力的暂时缓冲作用,就像是一个“水库”,在局部地区新能源大发又无法得到有效消纳时,将电力暂时存储,等负荷有需求时再放出电力,不但可以使新能源电力高效利用,还可以缓解新能源对电力系统的冲击影响。

随着储能技术经济性提升,储能已广泛应用于电力系统“发—输—配—用”等各个环节,将主要在以下几个方面发挥重要作用:一是提升新能源利用水平。储能通过平抑波动、跟踪出力和电能量时移三种途径提高新能源消纳能力。二是提高常规电源涉网性能。通过在常规电厂内部装设储能系统,利用储能快速、稳定、精准的充放电功率调节特性,可提高常规电源调峰调频能力。三是提升系统调节能力。储能可充分发挥参与系统调峰、参与系统调频、参与系统主动支撑等功能,有效提高系统调节能力。四是保障输配电功能。储能可缓解或替代因负荷增大而引起的输配电改造升级;可解决大电网无法延伸覆盖的偏远山区、海岛等地区的供电问题;可为未来先进柔性直流配电网提供功率调节支撑。五是拓展需求侧应用。通过在需求侧(用户侧)安装储能,除了为用户提供削峰填谷、需量管理等功能外,还可实现光储一体化、充换储一体化等多种利用模式。

储能发展面临的主要问题包括:

一是储能目前成本还相对较高,属于“奢侈品”,若大规模应用,将在一定程度上提高全社会用能成本。

二是大容量、长时间、跨季节调节的储能技术还有待突破,以新能源为主导的新型电力系统可能会出现由极端天气导致的新能源长时间出力受限的情况,目前储能技术还无法完全有效解决该问题。

三是缺乏储能统筹规划。目前,我国尚未对新型储能进行系统层面的储能规划,未来电力系统面临转动惯量不足、调节资源缺乏、支撑能力不足等问题,而储能可在发电侧、电网侧和用户侧都发挥作用,用于解决系统问题。

四是现有商业模式单一,盈利水平受限。除用户侧峰谷电价套利、火电调频以及个别新技术储能示范有电价支持外,其余储能项目暂时无法从相关鼓励政策和市场机制中找到具有稳定收益率预期的商业模式。

五是电化学储能的安全、消防和环保回收等问题还有待解决。近期北京的储能电站事故造成严重后果,给储能发展敲响了一记警钟,相关标准和管理规范有待进一步加强。

总之,储能在快速发展的同时,仍然面临规划、技术、安全、运营等问题,需要多方共同努力,促进储能产业健康有序发展。

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