储能产业发展突破点是技术创新
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储能产业发展突破点是技术创新
2018年以来,我国电化学储能市场出现爆发式增长,其中电网侧储能新增装机比重首次超过用户侧,占比达到42.85%。但进入2019年,储能产业罕见下滑,一季度,国内新增投运电化学储能项目的装机规模仅为50.5兆瓦,同比下降13.7%,环比更是下降84.2%。
我国电力储能的市场前景如何?储能商业化之路还要走多远?华能清洁能源技术研究院储能研究所所长刘明义认为,当前,我国电力行业储能正呈现出平稳发展态势,突破安全和技术的关口后,储能的商业化应用市场潜力巨大。
储能成电力行业“新宠”
储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。随着各国政府对储能产业的相关支持政策陆续出台,储能市场投资规模不断加大,产业链布局不断完善,商业模式日趋多元,应用场景加速延伸。
电能具有发输供用实时平衡的特点,储能技术的出现,改变了电力工业即发即用的传统模式。当前,储能技术在电力系统细分领域的应用,主要包括可再生能源接入储能、电网调峰、调频储能、配电侧分布式储能和用户侧分布式微网储能。
近年来,我国储能市场规模保持高速增长。数据显示,2011~2018年,储能年均增长率约为50%。从装机规模看,截至2018年底,中国已投运储能项目累计装机规模31.3吉瓦,占全球市场总规模的17.3%。其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为29.99吉瓦;电化学储能的累计装机规模位列第二;从地域分布看,抽水蓄能主要分布在华东地区、南方电网经营区内各省份和华北地区,电化学储能则主要集中于新能源富集地区和负荷中心地区;从应用场景看,抽水蓄能主要在电网侧承担调频、事故备用、黑启动等任务,电化学储能则在电源侧、电网侧和用户侧都有应用。
刘明义在接受记者采访时指出,物理储能的优势在于全生命周期造价低、安全性高,同时可以做大规模。他认为,抽水蓄能仍然是目前最成熟、最经济的储能技术,短期内,在储能应用中仍将占据主导地位。而相较于物理储能,电化学储能效率更高、配置灵活、响应更快速,目前,各种应用场景正不断被开发出来。
近年来,随着可再生能源装机规模迅猛增长,弃水、弃风、弃光等问题日益突出,而储能是解决这些问题最具有前景的技术。“对电力行业而言,储能并不是刚需,如何发挥储能优势,使它成为必需品,可再生能源是一个重要的点。在以清洁化、低碳化为总体目标的能源转型发展之路上,我国需要发展风电、光伏发电等新能源。储能在提升电网灵活性、安全性、稳定性,提高可再生能源消纳水平方面具有独特优势,新能源发电市场的快速发展为储能带来了巨大的发展机遇。”刘明义表示。
储能技术产业化发展有利于推动非化石能源大规模的应用,更有利于推进我国在全球新一轮能源技术革命和产业变革中抢占先机及国际影响力。让能源转型和应对气候变化的蓝图成为现实,必须加快储能技术与产业的发展。
越是市场过热之时,越需要冷静思考。储能产业背后的商业模式、市场机制、安全标准等是否足够健全、能否支撑储能产业持续健康发展,促成储能产业真正商业化发展的条件是否具备等都是现阶段需要透过项目建设热潮进行深思的问
题。
目前,储能已经逐渐从电力行业的“新生儿”成长为“新宠”,通过近两年总体发展的现状来看,电化学储能累计装机规模仍维持增长,只是发展速度稍有波动。刘明义认为,一个新兴市场出现这种情况十分正常,市场过热发展反而不利于企业静下心来认真思考,直线高速增长并非好事。
“储能+可再生能源”组合模式是最大亮点
近年来,随着光伏、风电成本的下降,可再生能源的商业化应用逐渐成为可能。而可再生能源发电的瞬时性和不稳定性以及消纳问题严重拖慢了行业发展的步伐。随着能源结构的调整,可再生能源占比不断提升,而储能的优势决定了其与可再生能源发展息息相关。刘明义表示,储能与可再生能源的结合是我国乃至全球储能技术应用的必然发展趋势。
实际上,国内近几年已经出现了可再生能源与储能结合的成功实践。记者了解到,今年7月,青海全省实现连续15天全部清洁能源供电,打破全清洁能源连续供电时长世界纪录。全清洁能源供电的背后,除了青海省良好的风光资源条件外,离不开储能技术的强力支持。据悉,此次参与青海“绿电15日”的储能电站为鲁能海西100兆瓦共享储能电站,15天内累计放电50.12万千瓦时,有效发挥了调频调峰、平衡输出、缓解波动等作用。目前,除了青海,山西、江苏、浙江等地区均已开展储能应用示范等工作,推动储能与光伏、风电等可再生能源结合的发展。
据刘明义介绍,华能集团青海格尔木时代新能源光伏储能电站项目,是中国首座规模最大的商业化光储电站,主要包含光伏电站1座,储能电站1座。其中光伏电站容量为50兆瓦,全部采用310瓦多晶组件,设立50个常规集中式1
兆瓦子方阵,以5回35千伏电缆电路接入站内35千伏母线,经35千伏线路送至光伏园区110千伏汇集站,经升压后并入电网。
该电站实现了以储能技术平滑和调控波动电源、保障新能源发电高比例接入电力系统的成功应用示范,电站的储能系统与光伏系统的结合,可有效弥补和抑制光伏发电的随机性、间歇性和不稳定性,对改善光伏发电品质,协助电网调峰,平滑输出电能,提高电网稳定性等具有重要的作用。“电站通过两年多的运行,充分验证了大规模储能和新能源联合运行的良好效果,‘储能+可再生能源’模
式正在不断发挥效应。”刘明义说。
根据国家能源局公布的数据显示,2018年,新疆、甘肃和内蒙古三省区弃风弃光电量超过300亿千瓦时,占全国总弃风弃光电量90%以上。在破解这一困局的过程中,储能的作用进一步凸显,成为能源市场的“刚需”。西部地区因其特殊的地理位置与环境因素,清洁能源存在消纳难、外送难、调控难等问题,储能是清洁能源得以充分开发利用的最佳技术支撑和有效的解决途径,且西部可再生能源对储能技术应用的推动,势必将成为中国储能行业快速发展的重要支撑。
华能集团布局的“两线”、“两化”战略,在西部地区建设大型电网友好型清洁能源基地,积极研发大规模储能技术,在大规模的能源基地配备一定比例的储能系统,可以有效地起到平滑输出、基地调峰、提升大型能源基地电能质量的作用。
安全是目前产业亟需解决的难题
2018年7月,韩国全罗南道灵岩风电场储能电站的火灾事故,引发了全球对于储能系统安全问题的关注。火灾爆炸是储能系统最大的安全风险,此外,来自于电气系统的高电压和来自于电池系统的有害化学物质等也会对人体造成伤害。
如同21世纪初期的光伏产业,当前的电池储能行业也是一个体量不大但飞速增长的市场。据不完全统计,2018年,中国的电化学储能新增装机超过600兆瓦。而截至2017年底,中国电化学储能累计装机才390兆瓦,2018年装机量已经超越了过去几年的总和。
过去两年,储能市场逐渐升温,各路资本相继进入,参差不齐。进入一个全新的行业,不少企业也是“摸着石头过河”,需要和客户一起挖掘市场,找到新型的应用场景,逐步探索出储能的商业发展模式。在市场不成熟的前提下,从业主、投资商到设备商,更在意的是价格和成本,对产品的风险控制和安全并没有足够的认识。
同时,在目前多种技术路线并存的情况下,安全性成为储能产业发展所需要面对的一大难题。例如,大功率充放电对电池寿命的影响、频繁充放对电池剩余电量的影响等。同时,储能系统是一个复杂的体系,不同的技术路线所发生安全问题的原因不尽相同。