新能源产业在世界范围内的兴起,给中国提供了一个绝佳的赶超发达国家、建立世界性产业领导地位的历史机遇。但由于新能源的系统建设投资成本相对较高,与传统火力发电相比在上网价格上处于明显劣势,我们目前还缺乏先进的大容量电池储能技术,许多风力发电场经常发生“弃风”、“停机”的现象,产生大量的投资浪费。今年以来,继“2•24”甘肃酒泉风电机组大规模脱网事故之后,国家电力监管委员会5月5日再次通报4月发生的甘肃酒泉和河北张家口两起大规模风机脱网事故。据统计,中国风力发电场的平均“弃风”水平是欧洲平均水平的三倍。
可再生能源缘何“被浪费”
为了保障可再生能源的发展,在立法层面,我国于2005年通过了《可再生能源法》(2006年1月1日起实施,2009年作出修正),该法规定“国家实行可再生能源发电全额保障性收购制度”。
现实情况却造成风能以及其他新能源发电设备撂荒现象,究其原因主要有两个:第一,相关体制没有理顺。对新增火电装机容量提出可再生电力装机比例的要求,本意虽好,但造成的后果是,某些企业为了拿到新火电站的批文,千方百计、不惜低价或亏本竞标,也要拿下新能源发电项目。这样造成一个不良影响,即形成了极低的、扭曲市场价格的新能源并网标竿价,此前0.69元/千瓦时的光伏发电让众多业内人士惊呼“看不懂”,即是明显例证。第二,投资方无意引进和发展先进的储能技术。先进的储能技术是解决新能源发电并网的关键,但是如上所述,大多数新能源发电站的投资方不愿投资价格较高的储能技术,他们的理想方案是建造更多的火电厂,以新能源发电和火电混送实现并网,因为火力发电有巨大的利润空间。
还上网电价以真实成本
为解决可再生能源,特别是风能并网瓶颈问题,国内现在采用的方案主要有两个,其一是通过风火电混送并网,打捆输送,即为风电场配套火力发电厂,将风电等新能源电力与火电混合接入电网,这固然能够降低可再生能源电力的不稳定性,但是,这需要建造更多的火电厂,进一步增加污染排放,因此并不符合国家节能减排的政策。其二是使用抽水蓄能,将不稳定的风电转化为水能,再用水能发电。但抽水蓄能电站的选址存在诸多限制,有赖于特殊的山麓、丘陵等地理结构,无法大范围使用。而且抽水蓄能还需要当地有充足的水资源,但我国目前的风电基地大多处于水资源缺乏的甘肃及内蒙等地,当地缺乏建造大规模的抽水蓄能电站的条件。相比于以上两种手段,电池储能电站是目前解决风电并网难题较为有效的手段。
目前新能源上网电价并未真实反映其成本,尤其缺少对并网成本考虑。风能、太阳能上网电价只是计算了投入设备和风场运行维护成本,并未将上网配套设施尤其是储能的成本计算在内,这造成了风电企业对于提高风电平稳输出水平等技术缺乏积极性,所以建议将风电并网水平与成本挂钩,在上网电价中统筹考虑对提高风电场并网水平的补贴。
大容量电池储能系统与风电等可再生能源发电装置联合运行,可以补偿风电出力波动,提高风电出力的平稳性,从而实现风能的大规模并网。因此,为风能等可再生能源配装合适的大容量电池储能系统是解决我国目前风能发电并网瓶颈的最有效途径。
近年来,日本、美国、欧洲及中东地区国家正在大力推广和应用先进的大容量电池储能技术,并将该技术配套于风能等可再生能源的并网,例如墨西哥和美国南加州正在建设中的总规模为1600万千瓦的风电场已经开始配套100万千瓦钠硫电池储能系统。实际上,使用钠硫储能系统不仅可以配套于新能源并网,还有利于降低电网负荷峰谷差,获得节能减排效益。以万元GDP耗能1000千瓦时计算,1兆瓦的钠硫储能系统按每天满发出力7小时运行,每年可减少城市停电和限电造成的GDP损失约2550万元,这还不包括某些特殊企业因为停电而造成的损失。
大容量储能“有心无力”
为了赶上世界储能技术的发展步伐,目前我国也正在积极研发各种先进的电池储能技术(如钠硫电池、锂电池等)。我国第一个兆瓦级电池储能站—5兆瓦锂电池储能站日前也在深圳并网成功。然而,由于锂电池的使用寿命较短,容量较小,近期内仍无法解决大规模新能源发电的上网问题。
目前世界上实现百兆瓦级大容量的储能电池只有钠硫电池,为此中科院上海硅酸盐所和上海电力公司合作,自主研发储能用钠硫电池,并已经实现100千瓦/800千瓦时钠硫电池储能电站成功并网运行,在上海世博会期间对外进行了中试阶段成果的展示,但由于国内保温和陶瓷烧结等工艺的限制,该技术离商业化生产和应用还需要至少6年时间,对解决大规模新能源发电并网的问题仍是“远水救不了近火”。
如果从国外直接进口钠硫储能设备,虽可马上满足风电并网的需求,但由于全球的钠硫电池年产量不足200兆瓦,而且供不应求,订单已排至2016年,显然是僧多粥少。面对庞大的中国风电基地,单靠进口钠硫电池远远不能满足储能需求。因此,建议国家有关部门应考虑尽快引进先进的钠硫电池技术,在国内建设大规模生产基地,以满足国内快速发展的风能等可再生能源发电并网的急迫需求。具体建议如下:
一是国家在风力等可再生能源发电项目的建设或招投标过程中应当强制要求建设单位配装规定比例的电池储能系统(锂电池或钠硫电池),对于已建成的风力发电项目因为没有配套储能系统而无法发电并网,应要求增加配装规定比例的电池储能系统。
可以先在全国第一个千万千瓦级的大型风电基地—甘肃省酒泉风电场建立一个50兆瓦钠硫电池储能系统示范项目,并在取得成功经验后尽快在国内建立生产基地,将这一产品的高端技术吸收并进一步提高。
二是电池储能系统的建设成本应计入风力等可再生能源发电项目的总建设成本,并在国家上网电力收购价格中予以补贴。
三是国家鼓励通过建设生产基地的方式引进国外先进的钠硫储能电池技术,一方面可以提高钠硫电池设备产能,满足国内可再生能源电力的配装需求;另一方面可以通过这种方式消化吸收先进技术,争取早日实现自主国产钠硫电池储能系统。(作者 段祺华 全国政协委员 上海市工商联副主席)