2015年,新增光伏装机1513万千瓦,光伏发电累计装机容量4318万千瓦,成为全球光伏发电装机容量最大的国家。全国全年平均利用小时数为1133小时,平均弃光率12.62%(不含蒙西)。西北部分地区出现较为严重的弃光现象,其中,甘肃全年平均利用小时数为1061小时,弃光率达31%;新疆全年平均利用小时数为1042小时,弃光率达26%。
面对严峻的风、光消纳困境,日前有传闻称,国家能源局已叫停了甘肃、吉林、黑龙江、内蒙古、宁夏、新疆等省(区)新增新能源项目建设规模,(重启之日)待弃风限电有效缓解后另行研究。
化解弃光,突破行业困局,储能技术无疑将发挥重要作用。Maxwell高级应用工程师李毅山博士近日在演讲中指出,光伏发电过程中受天气影响的输出波动会影响并网电能质量,而储能技术具有瞬时大功率充放电的特性,能有效平抑波动,稳定其对电网的输出。
光伏+储能的示范
专家普遍认为,储能有多种用途,是解决可再生能源发电不连续、不稳定、不可控性,实现跟踪计划发电,实现安全稳定供电的必要手段。
关于储能的经济效益,“电池储能伴随着可再生能源普及应用而产生。”中科院大连化学物理研究所首席研究员张华民表示,“因此,储能的效益必须从经济效益、社会效益、环境效益、健康效益、幸福指数等多方考量。”
“就我了解,国内已有储能企业布局弃光发电场,储能应用还是有商机的,不是大家普遍认为的储能经济不可行,但目前储能是用作调峰还是平滑出力输出,前者应该取决于成本,后者取决于调度政策。第二,目前储能电池技术降成本的最有效途径是提升储能系统在实际应用场景下的循环寿命。这一点业界正在努力,包括现有储能技术的改进以及新型低成本储能技术的研发。”中国科学院电工研究所储能技术研究组组长陈永翀对记者坦言。
在上海普天中科能源技术总工程师杨锦成看来,储能或许并非是解决弃风、弃光最经济有效的途径。“因为储能可用于平滑短期波动,弃光的核心问题在于外送通道不畅、本机负荷不足,外地用电需求不振,作为短期负荷缓冲调节增强电网友好的措施可以,要解决电力供需结构性问题,有些缘木求鱼。”
现阶段,中国针对储能尚未出台补贴政策,但不少储能示范项目如雨后春笋般涌现,以张北风光储输项目最为典型,另外一些储能商业项目,如海外调频市场、微型电网市场、离网市场上,应用比例也在不断走高。
“电价信号是最有效、最经济的手段。不过储能的示范项目也要做,发展新兴战略产业不是一朝一夕的事。”大连融科储能技术应用部总监杨洋进一步向记者阐述。
依旧不温不火
储能地位日益提高,国家也制定了相应的储能产业“十三五”规划。但从市场来看,储能产业始终不温不火,储能产业发展的症结在哪?中科院大连化学物理研究所首席研究员张华民为,制约储能行业发展的原因主要是三个方面。
首先,新技术,特别是新能源的发展周期一般都比较长,在发展初期,通常需要国家的产业政策给予扶持。像风能发电、太阳能光伏电池及电动汽车的发展都是如此。尽管党和国家高度重视储能产业发展,2015年10月,党的第十八届五中全会上通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中明确指出,“推动低碳循环发展。推进能源革命,加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。加强储能和智能电网建设,发展分布式能源,推行节能低碳电力调度。”2014年11月19日,国务院办公厅发布的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》确立了储能为9个重点创新领域之一,大容量储能为20个重点创新方向之一。但由于没有颁布产业界期望的储能产业扶持政策,储能产业始终不温不火。
其次,社会对储能产业的战略意义和社会效益的认识有待提高。美国、德国、日本等工业先进国家都在大幅削减对环境造成严重污染的化石能源发电,普及应用风能、太阳能等可再生能源发电,储能技术是可再生能源普及应用的瓶颈技术。所以,把储能定位为战略新兴产业加大支持力度。但我国煤炭消费量大,在造成了环境污染的同时,也造成大量的弃风、弃光。为治理雾霾,需要支付巨额环境成本,但治标不治本。所以,我认为储能必须从国家能源资源、能源安全和环境健康的战略高度去综合考虑。
再次,从电力市场化角度看,我国电力市场开放程度不高,储能的价值收益无法体现,储能的买单机制尚未形成,严重阻碍了储能产业的发展。例如,储能在调峰和调频方面相比传统的水电、火电有明显的技术优势,但是目前从国家电网两个细则上看,没有将储能纳入到调峰、调频等辅助服务中并给予一定的经济补偿。
发展思路
厦门大学能源经济协同创新中心林伯强认为,根据目前储能技术的进展,我国在未来的政策制定上,应该充分考虑储能在消纳可再生能源以及提升电网稳定性等方面的正外部性,设计合理的储能价格补偿机制和市场准入机制。同时结合目前电力现状,对储能技术从研发到应用进行有力扶持。
首先,重视储能技术来帮助电网消纳可再生能源。目前各地“弃风弃光”现象严重,电网建设与可再生能源发展速度脱节是很重要的一个原因。而电网建设成本往往是巨大的。储能系统能够帮助可再生能源电站进行调峰和平稳输出,在不增加电网容量的情况下提升可再生能源的消纳能力。问题的关键在于储能的成本由谁来承担。储能转移电力的成本与光伏的上网电价相当,电源企业是没有动力进行投资的。如果能在上网电价的基础上设置一个储能补贴价格,使得储能投资相对有利可图,最终就有可能形成电网与电源企业双赢的结果。
其次,应该重视储能在分布式电网中的应用。我国电力的特点是负荷中心远离电源中心,东部电力输入省份往往要为远距离输电的成本支付较高的电价。发展分布式电网,则可以降低电网的输送成本。但是,在目前条件下,分布式的风电和太阳能同样也面临着波动性,加上其布局分散,对电网会造成冲击。储能装置则可以帮助提升分布式的渗透率,可以参考分布式太阳能的补贴方式,设置储能电价,以增加储能系统在分布式中的应用。
再次,通过优化市场机制,促进储能发展。应降低储能系统的入网障碍,允许储能作为电源参与到供电服务中,并对储能提供的调峰调频服务等进行补偿。同时可以制定更加灵活的电价政策,鼓励通过价格套利等方式充分发挥储能调峰的功能。
最后,应加大对于技术研发和产业发展的扶持力度。影响储能投资经济性的,除了单位容量的成本之外,还包括储能系统的寿命(循环次数)、衰减率、能量转换效率等因素。这无论对单体的电池品质,还是整体控制系统都提出了较高的要求。客观来说,目前技术上国内厂商与美国和日本的企业还存在较大的综合差距,但并不存在赶不上的距离。鉴于储能技术在清洁发展中的地位和可能带来的社会收益,政府应该对其进行税收优惠和补贴,可以根据储能应用能带来的社会效益,设计合理有效的补贴政策,可以投资直补,也可以贷款利率优惠或拉大峰谷电价差等。
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