從“剛性”到“柔性”

電力儲(chǔ)能是指：在發(fā)電容量大于負(fù)荷需求期間，可將電能以適當(dāng)形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在負(fù)荷需要時(shí)將儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)換為電能送入系統(tǒng)，或直接供負(fù)荷使用。儲(chǔ)能系統(tǒng)被認(rèn)為是未來(lái)電力系統(tǒng)中的必要組成部分，在發(fā)電、輸配電和用電等各個(gè)環(huán)節(jié)都有廣泛應(yīng)用。大規(guī)模電力系統(tǒng)儲(chǔ)能將在一定程度上改變發(fā)電、輸電、配電和用電同時(shí)完成的電力生產(chǎn)基本格局。通過(guò)在電力系統(tǒng)中增加存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，可使“剛性”的電力系統(tǒng)變得更加“柔性”，通過(guò)儲(chǔ)能，能夠平抑大規(guī)模清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來(lái)的波動(dòng)性，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性。

國(guó)網(wǎng)天津電力海旭道儲(chǔ)能站設(shè)備。李津 攝

必不可少的儲(chǔ)能

隨著我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的提出，未來(lái)新能源將成為電力供應(yīng)的主體。到2030年，我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。今年3月15日，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議對(duì)推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和作出全面動(dòng)員和系統(tǒng)部署，并明確指出要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

新能源大規(guī)模開發(fā)利用，給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)，迫切需要通過(guò)發(fā)展儲(chǔ)能等措施，提高系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。儲(chǔ)能技術(shù)可在提高可再生能源消納比例、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等方面發(fā)揮重要作用，對(duì)推動(dòng)構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，更好地服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和具有重要意義。

根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全球發(fā)展最成熟、裝機(jī)規(guī)模最大的儲(chǔ)能是抽水蓄能，電化學(xué)儲(chǔ)能緊隨其后。同時(shí)，以氫儲(chǔ)能技術(shù)、儲(chǔ)熱/冷技術(shù)、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)為代表的新型儲(chǔ)能技術(shù)也在越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景展現(xiàn)價(jià)值。截至2020年年底，我國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為3560萬(wàn)千瓦，電化學(xué)儲(chǔ)能占9.2%。

國(guó)網(wǎng)冀北電力 供圖

【專訪】

圍繞儲(chǔ)能技術(shù)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的作用等，《亮報(bào)》對(duì)國(guó)網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所高級(jí)工程師胡靜進(jìn)行了專訪。

《亮報(bào)》：儲(chǔ)能技術(shù)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，將發(fā)揮哪些作用？?jī)?chǔ)能發(fā)展現(xiàn)在面臨哪些主要問(wèn)題？

胡靜：在我國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的大背景下，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源作為清潔低碳的能源電力來(lái)源，將作為電源增長(zhǎng)的“主力軍”實(shí)現(xiàn)大規(guī)模加速發(fā)展。與此同時(shí)，電動(dòng)汽車、分布式能源等交互式用能設(shè)備廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)負(fù)荷特性，負(fù)荷預(yù)測(cè)難度加大。由于新能源具有波動(dòng)性、間歇性出力特性，電力系統(tǒng)從過(guò)去的“電源側(cè)可調(diào)，負(fù)荷側(cè)不可控”逐漸發(fā)展為“電源負(fù)荷均不可控”，加大了電力系統(tǒng)電力實(shí)時(shí)平衡的難度。儲(chǔ)能可實(shí)現(xiàn)電力的存儲(chǔ)和放出功能，起到了電力的暫時(shí)緩沖作用，就像是一個(gè)“水庫(kù)”，在局部地區(qū)新能源大發(fā)又無(wú)法得到有效消納時(shí)，將電力暫時(shí)存儲(chǔ)，等負(fù)荷有需求時(shí)再放出電力，不但可以使新能源電力高效利用，還可以緩解新能源對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊影響。

隨著儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性提升，儲(chǔ)能已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)“發(fā)—輸—配—用”等各個(gè)環(huán)節(jié)，將主要在以下幾個(gè)方面發(fā)揮重要作用：一是提升新能源利用水平。儲(chǔ)能通過(guò)平抑波動(dòng)、跟蹤出力和電能量時(shí)移三種途徑提高新能源消納能力。二是提高常規(guī)電源涉網(wǎng)性能。通過(guò)在常規(guī)電廠內(nèi)部裝設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，利用儲(chǔ)能快速、穩(wěn)定、精準(zhǔn)的充放電功率調(diào)節(jié)特性，可提高常規(guī)電源調(diào)峰調(diào)頻能力。三是提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。儲(chǔ)能可充分發(fā)揮參與系統(tǒng)調(diào)峰、參與系統(tǒng)調(diào)頻、參與系統(tǒng)主動(dòng)支撐等功能，有效提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。四是保障輸配電功能。儲(chǔ)能可緩解或替代因負(fù)荷增大而引起的輸配電改造升級(jí)；可解決大電網(wǎng)無(wú)法延伸覆蓋的偏遠(yuǎn)山區(qū)、海島等地區(qū)的供電問(wèn)題；可為未來(lái)先進(jìn)柔性直流配電網(wǎng)提供功率調(diào)節(jié)支撐。五是拓展需求側(cè)應(yīng)用。通過(guò)在需求側(cè)（用戶側(cè)）安裝儲(chǔ)能，除了為用戶提供削峰填谷、需量管理等功能外，還可實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)一體化、充換儲(chǔ)一體化等多種利用模式。

儲(chǔ)能發(fā)展面臨的主要問(wèn)題包括：一是儲(chǔ)能目前成本還相對(duì)較高，屬于“奢侈品”，若大規(guī)模應(yīng)用，將在一定程度上提高全社會(huì)用能成本。二是大容量、長(zhǎng)時(shí)間、跨季節(jié)調(diào)節(jié)的儲(chǔ)能技術(shù)還有待突破，以新能源為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)由極端天氣導(dǎo)致的新能源長(zhǎng)時(shí)間出力受限的情況，目前儲(chǔ)能技術(shù)還無(wú)法完全有效解決該問(wèn)題。三是缺乏儲(chǔ)能統(tǒng)籌規(guī)劃。目前，我國(guó)尚未對(duì)新型儲(chǔ)能進(jìn)行系統(tǒng)層面的儲(chǔ)能規(guī)劃，未來(lái)電力系統(tǒng)面臨轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不足、調(diào)節(jié)資源缺乏、支撐能力不足等問(wèn)題，而儲(chǔ)能可在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都發(fā)揮作用，用于解決系統(tǒng)問(wèn)題。四是現(xiàn)有商業(yè)模式單一，盈利水平受限。除用戶側(cè)峰谷電價(jià)套利、火電調(diào)頻以及個(gè)別新技術(shù)儲(chǔ)能示范有電價(jià)支持外，其余儲(chǔ)能項(xiàng)目暫時(shí)無(wú)法從相關(guān)鼓勵(lì)政策和市場(chǎng)機(jī)制中找到具有穩(wěn)定收益率預(yù)期的商業(yè)模式。五是電化學(xué)儲(chǔ)能的安全、消防和環(huán)保回收等問(wèn)題還有待解決。近期北京的儲(chǔ)能電站事故造成嚴(yán)重后果，給儲(chǔ)能發(fā)展敲響了一記警鐘，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

總之，儲(chǔ)能在快速發(fā)展的同時(shí)，仍然面臨規(guī)劃、技術(shù)、安全、運(yùn)營(yíng)等問(wèn)題，需要多方共同努力，促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。