不久前，國家能源局下發(fā)《關(guān)于促進(jìn)電儲(chǔ)能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》，明確了電儲(chǔ)能參與調(diào)頻調(diào)峰輔助市場服務(wù)的地位。
儲(chǔ)能種類多種多樣，主要分為物理儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能等類型。近年來，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)受到各國關(guān)注，據(jù)美國能源部DOE項(xiàng)目庫不完全統(tǒng)計(jì)，至2014年初，由美國、日本、歐盟、澳大利亞和我國等實(shí)施的MW及以上規(guī)模的儲(chǔ)能示范工程達(dá)180余項(xiàng)，其中電化學(xué)化儲(chǔ)能示范數(shù)量近百項(xiàng)，項(xiàng)目數(shù)占比為53%，在電化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目數(shù)中，鋰離子電池所占比重最高，達(dá)48%。
在眾多的儲(chǔ)能技術(shù)中，除了抽水蓄能之外，其它儲(chǔ)能技術(shù)還處于半商業(yè)化或研發(fā)階段。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不足是阻礙儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用推廣的一個(gè)重要原因。儲(chǔ)能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，可以體現(xiàn)在循環(huán)壽命、效率、全壽命周期發(fā)電、成本等方面。從目前實(shí)際發(fā)展來看，儲(chǔ)能中經(jīng)濟(jì)型最好的，當(dāng)屬鋰離子電池。例如，2011年，鋰離子電池(含電池管理系統(tǒng)) 售價(jià)是3750元/千瓦時(shí)，當(dāng)時(shí)循環(huán)壽命只能算2000次，如果計(jì)算了效率、PCS、運(yùn)維周期和建設(shè)周期的折舊，電池的全壽命周期的度電成本是2.94 元。近年來，鋰離子電池性能不斷提升，而成本不斷下降，到2015年底，其電成本數(shù)已經(jīng)降到7毛錢左右，預(yù)計(jì)到2018年底，其度電成本能降到3-4毛錢，這個(gè)價(jià)格基本上保障電力用戶利用電力峰谷差價(jià)實(shí)現(xiàn)套利。鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展實(shí)際上得益于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的突破。近年來，國內(nèi)外對(duì)動(dòng)力鋰離子電池研發(fā)投入很大，有力地推動(dòng)了鋰離子電池的技術(shù)進(jìn)步，此外，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，以及產(chǎn)線的巨大投入，也有效降低了電池的成本。
事實(shí)上，自2015年起，國家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)支持儲(chǔ)能發(fā)展的政策。而隨著一系列政策利好，電力儲(chǔ)能技術(shù)或正迎來新風(fēng)口。
行業(yè)加速正當(dāng)時(shí)
隨著中國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來20年內(nèi)，中國電力需求仍將持續(xù)增長。但與發(fā)達(dá)國家相比，目前中國人均用電量較低，且中國的用電結(jié)構(gòu)可調(diào)整余地較大，中國用電的三個(gè)大頭分別是：73.5%的工業(yè)用電，11.8%的商業(yè)用電和11.8%的居民用電。而在美國、日本、德國、法國和韓國，工業(yè)用電的比例并沒有那么高，和商業(yè)用電和居民用電呈現(xiàn)三駕馬車的局面。同時(shí)，中國發(fā)電裝機(jī)容量世界第一，但燃煤火力發(fā)電比例過高、環(huán)保壓力巨大。電源結(jié)構(gòu)面臨巨大變革。
目前中國正在大力發(fā)展可再生能源，由于風(fēng)電、光伏發(fā)電出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性特征，大規(guī)模可再生能源接入和消納仍然面臨困難，致使“三北”地區(qū)棄風(fēng)棄光嚴(yán)重。此外，大量分布式電源接入為配電網(wǎng)的控制保護(hù)和運(yùn)行管理帶來挑戰(zhàn)。
更重要的是，我國城市負(fù)荷增加過快，這與局部的線路負(fù)載不均有關(guān)——有的地方根據(jù)不夠用，有的地方負(fù)載卻是空的。城市用電結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生變化，例如傳統(tǒng)的商場用電量較少(變壓器容量較小)，近年來電商對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)的沖擊下，商場(或商業(yè)中心)不得不引入餐飲及娛樂游戲場所，致使用量增大，需要增容。電動(dòng)汽車也是一個(gè)例子，電動(dòng)汽車需要有場地和配電資源，配電容量不足的地方，充電樁將無法安裝，因此這些問題也和城市快速增長、用電結(jié)構(gòu)有關(guān)系。
上述形勢為儲(chǔ)能應(yīng)用市場的形成帶來機(jī)會(huì)。隨著，儲(chǔ)能技術(shù)的不斷成熟和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的不斷提升，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用只是一個(gè)時(shí)間和契機(jī)的問題。
儲(chǔ)能應(yīng)用的發(fā)展方向
十三五期間，儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的方向：
一是儲(chǔ)能參與可再生能源發(fā)電從本地應(yīng)用向系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用發(fā)展。理論上看，集中式儲(chǔ)能發(fā)電的趨勢可能要從過去的發(fā)電由單點(diǎn)接入點(diǎn)向系統(tǒng)級(jí)發(fā)展，由單點(diǎn)接入的向多點(diǎn)的綜合儲(chǔ)能發(fā)展，由功能性的接入到需求型導(dǎo)向應(yīng)用發(fā)展，通俗上看，就是分布式儲(chǔ)能要實(shí)現(xiàn)高度融合。
二是儲(chǔ)能系統(tǒng)從單一功能走向多元化，由儲(chǔ)能終端的用電多樣化到最后形成聚合統(tǒng)一發(fā)揮作用。根據(jù)儲(chǔ)能的本體來講，重點(diǎn)是鋰離子電池。這時(shí)候長壽命、低成本、高安全是未來技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。
三是從功能性示范到需求導(dǎo)向型應(yīng)用發(fā)展。目前，儲(chǔ)能的示范工程以展示新型儲(chǔ)能技術(shù)，并對(duì)其技術(shù)適用性進(jìn)行評(píng)估為目的，未來儲(chǔ)能應(yīng)用將更多從電網(wǎng)切實(shí)功能需求出發(fā)，完善相關(guān)理論基礎(chǔ)，建立模型和工具。
四是分散式儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮。未來，通過儲(chǔ)能的時(shí)空調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)功率與能量流的二次分配，承載多能源有效融合，研制儲(chǔ)能能源路由器核心裝備，契合新型用電及多種能量互動(dòng)，開發(fā)三位一體的新型智慧控制系統(tǒng)，開展基于儲(chǔ)能融合多能源接入、能量交互及新型用電的一體化工程示范。
而從應(yīng)用角度來講，儲(chǔ)能在可再生能源應(yīng)用比例和裝機(jī)比例明顯增加，在分布式和微網(wǎng)應(yīng)用中增長速度也被重點(diǎn)關(guān)注。
在發(fā)電側(cè)，可以通過儲(chǔ)能技術(shù)快速響應(yīng)速度，在進(jìn)行輔助動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)提高火電機(jī)組的效率，減少碳排放，同時(shí)，避免動(dòng)態(tài)運(yùn)行對(duì)機(jī)組壽命的損害，減少設(shè)備維護(hù)和更換設(shè)備的費(fèi)用。此外，儲(chǔ)能可以降低或延緩對(duì)新建發(fā)電機(jī)組容量的需求。
輸配電領(lǐng)域?qū)⑹莾?chǔ)能應(yīng)用的最主要的領(lǐng)域，調(diào)頻、電壓支撐、調(diào)峰、備用容量無功支持、緩解線路阻塞、延緩輸配電擴(kuò)容升級(jí)和變電站直流電源領(lǐng)域，都將發(fā)揮儲(chǔ)能技術(shù)的價(jià)值。
在用戶側(cè)，由于用戶的個(gè)性化和互動(dòng)化的需求要求比較高，儲(chǔ)能已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域有所應(yīng)用。未來，除了幫助電力用戶實(shí)現(xiàn)分時(shí)段電價(jià)管理的手段，在電價(jià)較低時(shí)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，在高電價(jià)時(shí)放電之外，儲(chǔ)能可以幫助用戶在自身用電負(fù)荷較低的時(shí)段對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備充電，在需要高負(fù)荷時(shí)，利用儲(chǔ)能設(shè)備放電，從而降低自己的最高負(fù)荷，達(dá)到減低容量費(fèi)用的目的，在電能質(zhì)量方面，其可以提高供電質(zhì)量和可靠性。(作者系中國電科院首席專家)
