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中科院大连化学物理研究所研究员张华民:大规模长时储能将成为刚需

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国电力报 发布时间:2022-01-27 浏览:

中国储能网讯:——访中国科学院大连化学物理研究所研究员张华民

日前,内蒙古自治区人民政府发布《关于加快推动新型储能发展的实施意见》(以下简称《实施意见》)。随着大规模储能技术被认定是支撑可再生能源普及的战略性技术后,新型储能发展路径应运而生。

新型储能是指除抽水蓄能以外,以输出电力为主要形式并对外提供服务的储能项目,以电化学储能为主。内蒙古风能、太阳能资源丰富,开发潜力巨大。新型储能在内蒙古区域内推行效果的成功与否,将直接影响着源网荷储一体化和多能互补实施路径的有效推行。

中国电力报:此次《实施意见》提出,到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。建成并网新型储能装机规模达到500万千瓦以上。您认为《实施意见》的发布对于储能发展最大机会在哪里?

张华民:实现“双碳”目标是我国向世界做出的庄严承诺。建立“新能源+储能”的新型电力系统是实现“双碳”目标的主要途径。到目前为止,我国以电化学储能为代表的新型储能累计装机容量中,锂离子电池储能系统占90%的市场份额,储能时长通常在2小时左右。由于风能、太阳能等可再生能源发电受自然界的风速、风向、昼夜、阴晴天气的影响,具有间歇性、不可控特征,电网中火电比例降低、可再生能源发电比例大幅度提高后,为保证电网安全、稳定、可靠供电,长时储能技术将成为刚需。

该实施意见的发布,为长时储能技术的发展和实际应用提供了很好的机遇。也就是说,长时储能技术的发展和应用,将为建立“新能源+储能”新型电力系统,实现“双碳”目标提供有力的技术支撑。

中国电力报:《实施意见》中提出,新建市场化并网新能源项目,配建储能规模原则上不低于新能源项目装机容量的15%,储能时长4小时以上。配建比例2022年后根据情况适时调整。大规模长时储能的专业化定义是怎样的?现阶段的应用如何?

张华民:在2021年,美国能源部发布了支持长时储能的相关报告,把长时储能定义为至少连续运行(放电)时间为10小时,使用寿命在15至20年。2021年11月,在苏格兰格拉斯哥举行的联合国气候变化峰会上,来自包括英国石油公司、西门子能源公司、Highview Power公司、Form Energy公司等25家能源和科技公司的高管成立了长时储能理事会。该理事会旨在就长时储能技术对企业、政府和公用事业公司进行宣传和教育,并制定激励政策支持大规模部署长时储能系统。

由该长时储能理事会与麦肯锡公司近日合作编写的调查报告指出,长时储能系统的部署可能在未来几年加快进行,尤其是在各国继续扩大可再生能源部署的情况下。一旦可再生能源发电量达到电力系统60%至70%的市场份额,长时储能系统将会成为“成本最低的灵活性解决方案”。

截至2021年10月底,我国可再生能源发电累计装机容量达到10.02亿千瓦,突破10亿千瓦大关,比2015年底实现翻番,占全国发电总装机容量的比重达到43.5%。要在2030年实现碳达峰目标,预计到2030年,可再生能源发电总装机容量将达到60%以上,会超越火电成为绝对的主力电源。届时,遇到无风天气或连续的阴雨天气时,由于火电厂的装机容量大幅度减少,要保证新型电力系统的安全、稳定供电,就需要长时储能电站提供电网负荷需要的电力。因此,长时储能是建设“新能源+储能”的新型储能系统,实现“双碳”目标的关键核心技术,必须引起高度重视。我国在加速布局可再生能源发电装机容量的同时,应该同步部署长时储能系统,以适应建立“新能源+储能”新型电力系统的需要。

中国电力报:《实施意见》中提到的储能时长4小时以上是否符合国际组织定义的长时储能,还是引导我国储能发展的趋势所在?这与先进国家是否存在差距?急需在哪些环节加快布局重点赶上?

张华民:《实施意见》中明确指出“新建市场化并网新能源项目,配建储能规模原则上不低于新能源项目装机容量的15%,储能时长4小时以上;配建比例2022年后根据情况适时调整。”,科技部布署的“十四五”储能重大专项中要研究开发的是“4小时储能技术”,只是着眼于锂离子电池储能技术,加上锂离子电池的安全性等问题,远远满足不了实现“双碳”目标的需要。内蒙古自治区的《实施意见》,从建设“新能源+储能”的新型储能系统的实际需要出发,与时俱进在全国率先提出“储能时长4小时以上;配建比例2022年后根据情况适时调整。”的规定,尽管储能市场离“国际长时储能理事会”和发达国家的长时储能要求还有一定差距,但明确指出配建比例2022年后根据情况适时调整,将会引导我国储能技术发展的方向。

我国的电化学储能装机容量90%为锂离子电池技术,但目前的锂离子电池储能技术难以满足“新能源+储能”的新型储能系统对长时储能的需求。因此,继续部署和支持高安全性、使用寿命大于15年、环境友好的长时技术的研究开发和工程应用。

中国电力报:“双碳”目标提出后,大规模长时储能的应用场景是否会发生变化?

张华民:2030年后,在我国新型电力系统中,可再生能源的比例将会大幅度提高,火力发电的比例将会大幅度降低,电网调峰的作用将由火电调峰电站移交给储能电站,长时段阴雨天时,太阳能电池的发电量将大幅度降低,要保证电力系统的安全、稳定供电,需要大功率、长时储能系统发挥作用。

中国电力报:深挖大规模长时储能项目的经济性,您认为应该最先解决的是哪些环节?

张华民:在电网中增加储能系统,无论是电网侧、电源侧还是用户侧,都需要增加投入,就和当年做环保一样,需要增加成本。首先,储能设备制造商应该加大研发投入,开发出高安全性、生命周期中性价比高、环境友好(包括电池报废后的无害化处理)的储能装备,降低设备成本。

另一方面,既然储能是国家实现“双碳”目标的重大需求,国家就应该像发展新能源汽车、太阳能电池等产业一样,制定出可有效执行的价格补偿机制和相应的长时储能产业政策,例如抽水储能的两部电价政策,推进长时储能产业的健康发展,让储能技术为建立新型电力系统,实现“双碳”目标保驾护航。

另外,国家应重点支持综合能量转换效率应对标抽水储能,综合能量转换效率应大于70%,使用寿命大于15年,考虑长时储能系统的成本时,必须包括电池报废后的无害化处理成本。

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关键字:长时储能系统

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