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儲能前沿技術 引領世界能源變革

發布時間: 2014-11-12 09:30:09    來源: 電氣中國雜志 
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[摘要]過去30年,中國經歷了高速的經濟發展,但也為此付出了沉重的環境代價,能源轉型迫在眉睫。伴隨我國新能源產業的迅速發展,儲能技術及其產業的發展日漸成為各方關注的重點。

  “在儲能技術領域,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驗。由于國內研究起步晚,相關技術與國外還有差距,特別是在飛輪儲能等先進儲能系統方面經驗還較欠缺。此外,在電力電子接口、儲能系統高效轉換等技術方面,國外也處于領先狀態。”中國科學院院士程時杰表示。

  目前大規模儲能技術中只有抽水蓄能技術比較成熟,主要用于電網的調峰、調頻以及應急保障,以及輔助核電站進行功率調節。但是,受地理環境、建設周期較長的約束,以及沒有適當的價格政策,我國抽水蓄能電站裝機比例小于歐日等國。為適應智能電網發展,降低可再生能源接入對電網的沖擊,提高電網的“兼容性”,維護電網安全穩定運行,除發展抽水蓄能外,應大力發展布置靈活的電池儲能技術,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的技術標準體系將勢在必行,嚴格的技術標準和規范化管理是驅動儲能產業發展的重要動力。如西班牙等國就規定所有風電在上網前必須向電網提供風機出力曲線和發電短期預測曲線,誤差不能超過一定比例,否則將受到懲罰。這會倒逼發電商主動采用預測技術和儲能技術,從而實現新能源發電與電網建設的良性發展。但我國對新能源入網至今沒有強制性的流程和技術要求,很多企業認為只要發出電,不論多少、優劣,電網就必須全額接收,在這種情況下,發電企業自然沒有動力采用儲能技術。因此需要制定完善的儲能接入技術標準,推動大容量儲能技術及其接入的產業化進程。

  近兩年,儲能在中國市場的熱點應用集中體現在分布式發電及微網、風電場、光伏電站儲能和電動汽車領域。

  分布式發電及微網主要應用在解決無電人口用電、孤島微網等方面。隨著分布式光伏暫行辦法、解決無電地區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、東福山島風光儲柴項目、南麂島微網項目等。儲能在該領域的迅速發展,既是偏遠地區無電人口用電問題亟需解決的迫切市場需求,也是中國政府產業政策推動的結果。

  用戶端“光伏+儲能”的模式也是近兩年的熱點,用戶可以實現能源的自給自足,削減電費,同時還可用作應急電源。該模式在日本和德國的市場比較成熟,比亞迪、力神等國內廠商的產品也成功打入了這兩個海外市場。而在國內,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。

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

  2012年6月,國務院出臺了新能源汽車產業發展規劃,提出“到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛;到2020年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛、累計產銷量超過500萬輛,燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展。”儲能技術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相關的應用角度都有較大的發展空間。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,降低電網壓力。

  除了上述領域,儲能在調頻領域的應用也值得關注,原國家電監會推行的“兩個細則”已經為我國調頻領域建立了一個“準市場”,尤其是在京津唐區域電網內,自動發電控制補償的金額已經達到區域電量市場的0.3%左右。雖然相比美國幾個主要ISO范圍內0.7%~1.5%的比例,中國的AGC調頻補償金額還相對較少,但已經可以在此規則下開展一些商業化試點項目。

  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頻系統掛網運行,這是中國第一個以提供電網調頻服務為主的兆瓦級儲能系統示范項目,目的是驗證儲能在電力調頻領域中的商業價值。盡管我國在調頻輔助服務市場方面,與美國還有較大差距,但相信未來將有更多的儲能企業能夠看到調頻領域的商業機會,參與到這一市場中來。

  儲能產業在我國還處于發展的初期階段,雖然現階段還沒有與儲能相關的政策體系和價格機制,但作為新興產業,儲能已越來越受到政府能源部門和科技部門的關注和支持。國家關于儲能產業發展規劃正在逐步建立中,應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、電力系統和有關科研院所的共同努力下,中國儲能產業將得到持續不斷的發展。

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