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    構建新一代電力系統過程中儲能將具有吸引力

    發布時間:2021-02-22 瀏覽數:59

    要實現碳達峰、碳中和目標,到2030年我國風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上,這要求電力系統要更加靈活。與煤電靈活性改造、建設氣電等調節技術手段相比,儲能技術多樣化,具有廣闊的應用前景,如電動汽車、新能源+儲能、光儲充一體化等各種儲能技術正加快應用到電力系統各環節。但同時,動力電池等儲能細分領域小、散、亂,發展缺乏統籌規劃。因此,面對構建新一代電力系統的迫切需求,儲能機遇與挑戰并存。

    電力系統

    眾所周知,隨著儲能技術逐漸深入應用,其在新能源并網消納、電網運行控制等方面發揮的作用正日益顯現。據預測,到2050年,我國風電、光伏發電占總裝機的比例將接近70%,儲能尤其是電池儲能技術將應用到電力系統發、輸、配、變、用、調等各個環節,有效解決高比例可再生能源的接入問題,助力構建新一代電力系統。

    提升系統靈活性的可靠手段

    在落實碳中和目標、保障能源安全、加快推進能源轉型的背景下,“十四五”我國可再生能源將快速發展,“雙高”(高比例可再生能源、高比例電力電子裝備)電力系統特征日趨顯著。同時,存量調節資源呈現枯竭化,轉動慣量、電力和調峰平衡、頻率調節、電壓支撐等問題將逐漸凸顯,電網安全穩定運行面臨重大挑戰。為提高電力系統的靈活性,在電源側和電網側調節手段均難以滿足大規模新能源并網消納需求的情況下,儲能將具有吸引力。

    源、網、荷、儲各側將共同構建未來電力系統靈活調節資源體系,儲能作為性能優異的靈活調節資源,將具有廣泛的應用前景。從發揮作用層面來看,儲能可以更有效地滿足因新能源大規模接入和用能方式升級帶來的系統平衡新需求;從發展前景方面來看,傳統的電力系統靈活調節電源具有一定局限性,儲能是我國未來提升系統靈活性較為重要和可靠的手段;從發展高級層面來看,儲能屬于提升系統靈活性的增量資源,要在充分挖掘存量資源的基礎上,進行統籌開發;從發展平臺層面來看,需要發揮電網的平臺作用,引導電源側、電網側、用戶側各側儲能共同發揮作用。

    對于“十四五”儲能在新一代電力系統中的定位,從短期來看,由于缺乏獨立的主體身份,儲能更多是和新能源、火電、用戶等主體綁定在特定領域里發揮作用,應用場景也較單一。由于儲能在促進新能源接入和消納、電網安全高效運行、提高用戶用電體驗和經濟性等電力系統的發、輸、配、用等各個環節均能發揮作用,因此需從全局性、系統性、整體性上看待儲能在未來電力系統中的價值。

    儲能產業發展不能就儲能論儲能,需要站在整個國民經濟的高度,全面考慮系統調節資源成本的投入,統籌儲能發展,使儲能發揮其應有價值,又能獲得收益。

    亟需解決諸多關鍵問題

    目前,我國以電化學儲能為代表的新一代非抽蓄儲能發展態勢強勁,儲能產業發展已從技術示范進入商業化初期發展的新階段。但同時,“在形成源網荷儲協同消納新能源的格局中,亟需技術突破。如果能快速降低新型儲能技術的成本,儲能將得到更廣泛的應用,甚至顛覆傳統電力系統模式。如果短期內還難以實現技術的顯著突破,那么建立合理的源荷儲協同機制就顯得非常必要。

    一方面,通過交易機制或需求響應機制讓源荷儲之間能更好地互動和平衡,提高能源利用效率和經濟性;另一方面,可以將其打包為一個整體參與到電力系統的平衡運行中,以發揮更大價值,如負荷聚集商、虛擬電廠就是典型的聚集“源荷儲”資源并發揮更大作用與效果的模式,而基于增量配電網或微電網的多能互補系統則可以發揮“網”的作用,進一步提升源網荷儲協同優化的價值。

    未來儲能快速發展需要重視多個關鍵問題,要統籌儲能發展規劃,引導儲能合理布局、有序發展。我國在推動儲能產業發展時應注重規劃先行,從安全效益、經濟效益、社會效益等角度進行綜合衡量,結合“十四五”電力需求及電源發展趨勢預測,考慮成本變化、環保要求等因素,在提高電力系統安全可靠性的前提下,以能耗低、投資優、可再生能源充分消納等為目標,統籌不同技術類型和應用需求,測算各地區合理的儲能建設時序與規模,滾動規劃區域電網儲能容量,引導儲能有序發展。

    同時,要明確儲能在部分細分應用場景下的市場準入,完善交易規則。如完善新能源配置儲能、共享儲能、電網側獨立儲能的參與電力電量交易的市場準入、調度運行管理和交易機制;推動形成電化學儲能參與有償調壓、容量備用、黑啟動的市場化運營規則;建立健全電能量市場、輔助服務市場、容量市場,實現抽水蓄能電站在市場中的“長協采購+現貨市場”的收入方式;推動形成聚合儲能、虛擬電廠、V2G(車網互動)等電力新業態用戶側儲能參與電力市場的規則。

    對于特定場景儲能和抽水蓄能要考慮其公共屬性,適當納入監管范圍。同時,對于特定場景儲能,如保障系統安全、保障輸配電功能等無法從市場獲利的場景,若無第三方投資建設,可通過電網公司兜底建設,并通過完善輸配電價機制進行疏導。

    儲能成本呈快速下降態勢

    對于未來五年儲能發展的前景,業內人士均持樂觀態度。據統計,截至2020年底,我國風電裝機2.81億千瓦、光伏發電裝機2.53億千瓦,合計達5.34億千瓦,根據相關機構預測,到“十四五”末,我國風光發電累計裝機規模將達10億千瓦以上,波動性新能源發電量占比將超過15%。

    根據IEA(國際能源署)的研究結論,如果波動性可再生能源滲透率超過15%,電力供需平衡難度更大,需系統性地提高電力系統的靈活性,而現有設施和改進運行方式難以滿足這一要求,尤其是在我國缺乏成熟的電力市場的情況下,這一問題會更加突出。儲能可為電力系統提供調頻、備用、調峰、黑啟動等調節能力,從目前各地區輔助服務市場規則條文來看,基本明確了儲能參與輔助服務市場的身份,獨立儲能電站和聯合儲能電站形式均被允許參與電力輔助服務。

    儲能未來發展很大程度上取決于儲能和新能源的技術經濟進步性和政策機制的影響。從目前的發展趨勢來看,“十四五”期間儲能、光伏發電、風電仍將實現較快的技術進步和成本下降,新能源配置儲能、用戶側儲能、分布式光儲等項目的收益水平將逐步提升,迎來規?;l展。同時,在政策機制方面,隨著我國電力輔助服務市場和現貨市場的市場機制逐步健全完善,除削峰填谷和需量管理外,儲能可從市場上獲取更多收益,將成為電力系統中活躍的主體之一。

    從儲能成本來看,根據CNESA(中關村儲能產業技術聯盟)預測,磷酸鐵鋰儲能的度電成本在“十四五”末將下降至0.18-0.27元/千瓦時,在當前基礎上下降50%以上。隨著儲能度電成本的快速下降,“十四五”期間,儲能會呈現加速發展趨勢。未來光伏+儲能將創造更多更安全可靠的發電場景,同時,其具備快速響應電網調頻等眾多優勢。

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