隨著電化學儲能技術(shù)經(jīng)濟性快速進步和電網(wǎng)公司向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型的步伐加快,大規(guī)模電網(wǎng)側(cè)儲能的投資建設(shè)在2018年拉開了示范應(yīng)用的大幕。
我國目前投產(chǎn)與在建的電網(wǎng)側(cè)儲能主要分布在負荷中心和清潔能源基地。江蘇、河南、湖南、浙江、廣東等省份電力負荷增速屢創(chuàng)新高,同時面臨煤電停緩建帶來的負荷缺口問題,電網(wǎng)側(cè)儲能成為解決短時調(diào)峰問題的選擇之一;青海和甘肅等西北部省份是我國實施清潔能源戰(zhàn)略的重點區(qū)域,新能源發(fā)電占比較高,在該區(qū)域部署電網(wǎng)側(cè)儲能有助于改善新能源并網(wǎng)特性,提高電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力,推動新能源在更廣范圍內(nèi)進行消納。
據(jù)介紹,電網(wǎng)側(cè)儲能電站具有充電和放電交互的兩種狀態(tài),目前在電網(wǎng)中是按照一般電站來進行管理,未納入用戶站模式進行管理,因此,建在變電站內(nèi)的儲能站難以按照峰谷電價差進行收益。電網(wǎng)側(cè)的儲能站是電網(wǎng)建設(shè)的剛需,是迎峰度夏、延緩電網(wǎng)投資的有效措施,但現(xiàn)在缺乏合理的商業(yè)模式,投資收益難以衡量,未來儲能電站租賃費用是要通過市場競爭逐步形成。
在商業(yè)模式上,與會專家表示,電網(wǎng)側(cè)儲能安全隱患未能完全解決,且成本疏導壓力巨大,近中期發(fā)展也面臨一定挑戰(zhàn)。目前通過租賃服務(wù)模式提供儲能系統(tǒng)服務(wù)來看,收益模式并不清晰。
2019年國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司分別發(fā)布了《國家電網(wǎng)公司關(guān)于促進電化學儲能健康發(fā)展的指導意見》和《關(guān)于促進電化學儲能發(fā)展的指導意見(征求意見稿)》,為電網(wǎng)側(cè)儲能發(fā)展提供了方向性指導。
目前投資建設(shè)電網(wǎng)側(cè)儲能電站主要分為兩種,一是各級電網(wǎng)企業(yè)直接投資儲能電站項目;二是系統(tǒng)集成商或第三方服務(wù)機構(gòu)向電網(wǎng)企業(yè)提供儲能系統(tǒng)租賃服務(wù)。當電儲能不計入輸配電定價成本,租賃服務(wù)模式目前來看或?qū)⒊蔀殡娋W(wǎng)側(cè)儲能發(fā)展的主要推動方向。
預(yù)計未來電網(wǎng)側(cè)儲能裝機規(guī)模還將保持快速發(fā)展趨勢,布局也將從負荷中心逐漸向其他區(qū)域擴散。
用戶側(cè)儲能目前商業(yè)模式較為清晰,通過峰谷價差套利和節(jié)省容量電費實現(xiàn)盈利,但在實際運行中效率、循環(huán)壽命等可能難以達到測算條件,投資回報率低于預(yù)期,部分投資項目存在試水搶占市場份額和消化動力電池產(chǎn)能心態(tài)。
由于政府降電價要求,峰谷價差發(fā)展不確定性較強,若儲能系統(tǒng)成本下降速度及幅度不能與峰谷價差變化程度匹配的話,用戶側(cè)儲能市場或?qū)⑦M入調(diào)整期。
以下為部分嘉賓發(fā)言主要內(nèi)容:
許慶強 國網(wǎng)江蘇省電力公司營銷部智能用電處副處長
國網(wǎng)江蘇省電力公司營銷部智能用電處副處長許慶強在《客戶側(cè)儲能分析研究和國網(wǎng)并網(wǎng)服務(wù)》主旨報告中指出,目前江蘇客戶側(cè)儲能建成投運70座電站,其中鉛炭電池24座,619兆瓦,占總裝機規(guī)模82.2%;磷酸鐵鋰電池34座電站,95.6兆瓦時,占比為12.7;鉛酸電池6座,21.8兆瓦時,占比為2.9%;三元電池為5座,15.6兆瓦時,占比達2%;鈉硫電池1座,1.6兆瓦時,占比達0.2%。
許慶強表示,隨著光伏產(chǎn)品何儲能設(shè)備成本降低,越來越多的光儲一體化電站投入運行,為了更多地使用和消納新能源,需加大儲能電站的容量配比,用戶存在向電網(wǎng)放電的明顯需求,需政府出臺允許客戶側(cè)儲能向電網(wǎng)放電的政策和價格機制。在當前客戶側(cè)儲能電站投資回報周期過長的情況下,需充分利用現(xiàn)有的補貼優(yōu)惠政策(蘇州為例),積極探索參與售電業(yè)務(wù)和電力需求側(cè)響應(yīng)活動,并尋求儲能電站退役電池再利用渠道,獲取額外收益。
劉佳璐 深圳市科陸電子科技股份有限公司副總工
深圳市科陸電子科技股份有限公司副總工劉佳璐在《能源互聯(lián)網(wǎng)背景下電網(wǎng)側(cè)儲能電站解決方案》主旨報告中指出,變電站作為鏈接骨干電網(wǎng)與中壓配電網(wǎng)的重要樞紐,負擔承上啟下的作用,接入儲能系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心可以發(fā)揮電網(wǎng)對下級供電區(qū)域的有效調(diào)節(jié)能力。新型變電站除了“變電站、儲能電站和數(shù)據(jù)中心”外,額外的新功能真正發(fā)揮了樞紐、共享、平臺的作用。
據(jù)介紹,科陸累計交付儲能系統(tǒng)規(guī)模超過450兆瓦時,項目類型涵蓋電廠側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)等。同時,目前規(guī)劃和投建中儲能項目已達600兆瓦時。
陳旭海 中國電建集團福建省電力勘測設(shè)計院有限公司配網(wǎng)公司副總經(jīng)理
中國電建集團福建省電力勘測設(shè)計院有限公司配網(wǎng)公司副總經(jīng)理陳旭海在《鋰離子電池儲能電站站房式和預(yù)制艙式方案探討》主旨報告中分別從電站的安全設(shè)計、能耗要求、建設(shè)周期、投資回收期、項目壽命、能量密度、單組電柜多、征地困難、布置受限、設(shè)備選型、集成水平、靈活性布置、運行環(huán)境、安裝調(diào)試、高溫、高寒等級等方面做了相應(yīng)介紹。
陳旭海表示,儲能集裝箱成本根據(jù)設(shè)計要求不同,一般40尺標準集裝箱價格達15—40萬之間,按照百兆瓦級儲能電站計算,集裝箱成本達千萬以上。
徐敢峰 江蘇太湖能谷科技有限公司董事長
江蘇太湖能谷科技有限公司董事長徐敢峰在《5G時代的儲能技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)》報告中指出,結(jié)合5G技術(shù)應(yīng)用,可以提高對儲能系統(tǒng)的監(jiān)測、運維能力,可以加大對電池的健康狀況預(yù)測能力,延長電池壽命、提升安全系數(shù),實時提升電源穩(wěn)定性,同時可以優(yōu)化負載監(jiān)測,提升負載平衡能力。
劉北 盛弘股份儲能微網(wǎng)事業(yè)部總監(jiān)
盛弘股份儲能微網(wǎng)事業(yè)部總監(jiān)劉北在《下一代儲能電氣系統(tǒng)的發(fā)展方向分析》報告中指出,目前儲能電站項目建設(shè)投資回報期偏長,8年左右,儲能系統(tǒng)含變壓器的整體轉(zhuǎn)換效率為85%左右,每提高一個點的效率,可以增加0.5個點回報率。
劉北指出,電池組大規(guī)模并聯(lián),不同電池電壓并聯(lián)瞬間,沖擊電流極大,燒壞電路;某組電池故障時,會導致整個系統(tǒng)的停機;電池的短板效應(yīng)會導致放大電池組間的不平衡,加大電池損壞風險和火災(zāi)風險。
據(jù)介紹,目前盛弘股份電網(wǎng)側(cè)儲能累計裝機達40兆瓦,戶用儲能系統(tǒng)已超過1000套,用戶側(cè)儲能裝機量超過30兆瓦,無電地區(qū)微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)超過200套以上。
程林 清華大學電機系特別研究員
清華大學電機系特別研究員程林教授在《基于廣義儲能資源的虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)研究》主旨報告中指出,廣義儲能=實際儲能+虛擬儲能,他提供的新思路是要充分挖掘負荷側(cè)資源(分布式電源、儲能、可控負荷)為電力系統(tǒng)提供靈活調(diào)控能力。在價值體現(xiàn)上,他認為,儲能為用戶帶來的價值體現(xiàn)在峰谷套利+降低需用功率;為電網(wǎng)帶來的價值體現(xiàn)在削峰填谷、提高設(shè)施利用率。同時在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)和虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)與難點課題研究兩方面進行了相應(yīng)分享。
馮曉濱 科華恒盛股份有限公司新能源事業(yè)部售前總監(jiān)
科華恒盛股份有限公司新能源事業(yè)部售前總監(jiān)馮曉濱在《用戶側(cè)儲能及邊緣計算應(yīng)用探討》中指出,5G時代下微站及室分數(shù)量將呈現(xiàn)幾何式增加,小微站/桿站數(shù)量急劇增長,離人也越來越近。相應(yīng)帶來數(shù)據(jù)中心三級分化建設(shè),分別是室偏遠地區(qū)的超大規(guī)模計算與存儲的中央云數(shù)據(jù)中心;市區(qū)中心的區(qū)域邊緣數(shù)據(jù)中心以及本地用戶的邊緣數(shù)據(jù)中心。因此完善的運維系統(tǒng),有效融合各個模塊,讓數(shù)據(jù)中心及儲能系統(tǒng)運維管理更智慧,更安全。
馮曉濱指出,儲能系統(tǒng)的應(yīng)用引入,不僅可以利用“削峰填谷”,提高設(shè)備的利用率,減緩電力系統(tǒng)的波動,保證電網(wǎng)出力的穩(wěn)定性;同時,儲能毫秒級的相應(yīng)時間可以快速地為電網(wǎng)安全運行提供應(yīng)急功率支撐,提高供電的可靠性及能源利用綜合效益。
李忠 南京國臣直流配電科技有限公司總經(jīng)理
南京國臣直流配電科技有限公司總經(jīng)理李忠《儲能系統(tǒng)的直流故障類型及保護措施》主旨報告中指出,儲能直流側(cè)保護裝置的系統(tǒng)化開發(fā)可以解決保護的可靠性、快速性、選擇性、靈敏性,保護的專用性、成套性以及安裝的便捷性。可以盡快發(fā)現(xiàn)問題、切除故障支路,控制故障范圍、降低事故損失。
葉沛鋒 沈陽沙爾特寶電器有限公司亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理
沈陽沙爾特寶電器有限公司亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理葉沛鋒《從元器件的微觀看儲能系統(tǒng)的安全》中指出,電池儲能系統(tǒng)是本質(zhì)不安全的東西,很難通過單一技術(shù)手段消除危險,還需要通過電流、信息安全等綜合措施預(yù)防風險。熔斷器、斷路器及接觸器等器件要從雙向分斷能力、短時間的過載能力、高接通能力、外殼防火、接點粘合、組件更換等安全角度充分考量。
韓肖清 太原理工大學電氣與動力工程學院院長
太原理工大學電氣與動力工程學院院長韓肖清在《氫儲能系統(tǒng)及其在山西發(fā)展前景探討》報告中指出,氫儲能的電-氫-電的綜合效率約為45%左右,相比鋰電池等其他儲能技術(shù)能源轉(zhuǎn)換效率較低。因此,在火電廠配備氫儲能從經(jīng)濟性和實用性角度來說,沒有投資的必要,但在負荷低谷時段或者新能源波動較強的時段,配置于網(wǎng)側(cè)和荷側(cè)的氫儲能可以保證供電條件下避免火電機組頻繁啟停。
韓肖清表示,電轉(zhuǎn)氫效率83.7%,氫氣轉(zhuǎn)電53.7%,若回收損失的熱能進行熱點聯(lián)產(chǎn),綜合效率可達到80%以上。
韓肖清指出,就目前氫能的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建和相關(guān)成本而言,必須要有足夠力度的政策支持,才能推動氫網(wǎng)絡(luò)起步?,F(xiàn)有的儲能參與市場機制尚不完善,不利于氫儲能加入市場體系中。如何設(shè)計合理的儲能服務(wù)計量方法,按照實際貢獻補償,激發(fā)氫能資源的市場積極性,成為推動我國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;蜕虡I(yè)化的前提。
韓肖清認為,利用核能、生物質(zhì)能制氫尚不成熟,利用風能或太陽能等可再生能源制氫則存在效率低、綜合成本高;儲氫密度、儲氫安全性和儲氫成本之間的平衡關(guān)系尚未解決,離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有一定差距;用氫環(huán)節(jié)的便利性和成本控制難以兼顧等問題。
韓肖清指出,推動氫能發(fā)展要解決的最核心問題是大規(guī)模存儲和高覆蓋率傳輸。氫能的制備與儲運技術(shù)是重點解決的核心問題,是氫能規(guī)模化應(yīng)用的前提,基于氫能和電能的全自治獨立的分布式能源系統(tǒng)可能成為未來能源網(wǎng)絡(luò)的主要形式之一。
劉勇 中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長
劉勇表示,儲能作為未來發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),依然面臨安全、成本、壽命以及環(huán)境壓力,需要業(yè)界同仁齊心協(xié)力共同推進。未來三年,中美韓儲能市場將保持快速增長態(tài)勢,對于系統(tǒng)集成商而言,投資儲能是堅定的方向,還需要著重解決系統(tǒng)安全問題、壽命問題、成本問題、回收問題以及盈利模式。同時,也要結(jié)合分布式能源服務(wù)市場向綜合服務(wù)能源服務(wù)商方向轉(zhuǎn)變。從而更好地應(yīng)對行業(yè)整體挑戰(zhàn),為將來可持續(xù)發(fā)展做好準備。
因此,與會專家建議建議進一步明確儲能市場主體地位,完善儲能市場價格機制,著重為儲能發(fā)展提供良好的市場生存環(huán)境,為儲能商業(yè)模式拓展提供空間;建立儲能電站價值功能的回報機制;推動與完善電力現(xiàn)貨市場體系建設(shè),通過開放的電力市場,儲能要挖掘自身價值功能,主動參與靈活性的電力市場化交易獲得收益。