未來儲能應用領域哪個最有潛力?
這幾年,無論是在用戶側、電力輔助服務,還是新能源并網等領域,儲能發(fā)揮的價值越來越明顯,但是,受經濟效益的影響,儲能商業(yè)模式依然在探索中,未來儲能的真正發(fā)展空間在哪里?它的潛力究竟要怎樣挖掘?小編在參加了由中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟舉辦的“儲能國際峰會暨展覽會2018(ESIE2018)”后,有一些思考跟大家分享!
根據CNESA全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計,截至2017年底,中國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模28.9GW,同比增長19%,其中,抽水蓄能占比最大,接近99%,其次是電化學儲能裝機規(guī)模,為389.8MW,同比增長45%。從中國新增投運的電化學儲能項目的應用分布上看,2017年,用戶側領域的新增裝機規(guī)模所占比重最大,為59%,其次是集中式可再生能源并網領域,所占比重接近25%。
儲能為新能源提供“增值服務”
目前新能源占比越來越高,能源結構正在面臨轉型,這些能源革命為能源互聯(lián)網的發(fā)展和催生提供了一定的機遇。能源互聯(lián)網最大的特點就是互聯(lián)網+的特性,儲能是能源互聯(lián)網的基石,也是能源戰(zhàn)略實施的關鍵要素。新能源快速發(fā)展帶來的電力系統(tǒng)靈活性和消納問題,暴露了傳統(tǒng)電力運行和調度機制存在的瓶頸,也進一步提高了儲能在集中式可再生能源并網領域的應用價值和發(fā)展?jié)摿ΑN磥砉夥L電、水電等新能源將占國家能源很大的比重,儲能行業(yè)對整個國家的能源行業(yè)而言是非常重要的行業(yè),近年來,國家也在推動多能互補、風光儲輸等示范工程,儲能不僅能促使新能源更有效的利用,減少棄風棄光,同時,也可以平抑發(fā)電出力,提高電能質量,參與電網負荷平衡。
在新能源并網領域,拿光伏為例,最初的時候,光伏成本很高,企業(yè)的精力都投入到降低成本、技術研發(fā)等方面,但隨著市場成熟,技術突破,太陽能發(fā)電的成本快速下降,未來有希望實現(xiàn)平價上網,這就為儲能發(fā)展帶來機遇,儲能可以改善光伏發(fā)電的質量,減輕電網調頻壓力,目前有很多光伏+儲能的項目投入運行,通過實踐證明了儲能在新能源并網領域發(fā)揮的價值。
2017年,陜西省定邊縣光伏發(fā)電裝機容量達到150萬千瓦,2016年,全縣棄光率約10%,陜西定邊10MWh鋰電池儲能項目旨在通過削峰填谷緩解當地光伏電站棄光現(xiàn)象,該項目采用猛獅科技自主研發(fā)設計的模塊化MW級并網集裝箱式電池儲能電站技術,該項目聯(lián)合光伏電站運行,吸納未并網電力,按照光伏上網電價上網,削峰填谷,促進就地消納。
市場化是儲能在電網的出路
電力系統(tǒng)分為發(fā)輸變配用等五個環(huán)節(jié),需要厘清儲能在各個環(huán)節(jié)的應用價值,通過開放的電力市場和靈活的市場化價格機制去體現(xiàn)儲能的商業(yè)化價值。
在發(fā)電側,儲能可以參與電力輔助服務,例如調峰調頻、現(xiàn)貨市場等,我國電力輔助服務市場依然在探索期,關于電力輔助服務定價、交易機制尚未完善,很多計劃參與輔助服務的儲能企業(yè)存在觀望態(tài)度。對于調峰調頻,隨著新能源裝機量的上升,為保持穩(wěn)定性和實時平衡性,調峰調頻需求激增,是儲能企業(yè)參與調峰調頻的巨大市場,然而,我國電儲能參與輔助服務仍然是“躲在”火電機組之后,電儲能設施作為獨立主體提供輔助服務的項目尚未出現(xiàn),隨著各地輔助服務市場建設工作相繼啟動,儲能有望在調頻輔助服務領域率先實現(xiàn)商業(yè)化應用。而對于現(xiàn)貨市場而言,當規(guī)模化的儲能電站能夠參與現(xiàn)貨市場,對電價波動的抑制以及電網運行安全性都有一定的益處。只要市場化定價、市場化提供服務,儲能就會有更多的發(fā)展空間。目前應用最多的就是聯(lián)合火電機組進行調頻,其具有諸多優(yōu)勢,比如調節(jié)速度快、調節(jié)精度高、響應時間短、提高調節(jié)深度,同時,機組性能指標得到提升,減少AGC及調峰考核,增加AGC補償費用。
在儲能參與電力輔助服務方面,北京睿能世紀采用儲能系統(tǒng)和火電機組聯(lián)合運行,構成新的電力調頻電源,既解決了傳統(tǒng)火電機組調節(jié)速率慢、折返延遲和誤差大的缺點;又彌補了儲能系統(tǒng)由于能量有限增加電網調頻難度的劣勢,以晉能集團山西光熱電廠9MW儲能聯(lián)合調頻項目為例,該項目為火電機組配套建設容量為9MW/4.5MW的先進儲能系統(tǒng),改造后的發(fā)電機組AGC調頻性能Kp達到5.0以上,儲能系統(tǒng)總體充放電效率約為88%,電廠AGC調頻考核補償扭虧為盈,明顯提升企業(yè)效益。
在輸變電方面,由于我國的電網太堅強,不像國外電網,建設規(guī)模不大,所以輸電和變電應用儲能的可能性不大,近幾年看不到機會。
而在配電環(huán)節(jié),眾所周知,這是我國比較薄弱的環(huán)節(jié),以廣東為例,部分地區(qū)配變低電壓問題很突出,用戶投訴問題嚴重,臨時改造線路擴容升級耗費時間,這時儲能就被大家所注意,然而,據有關人士透露,從成本方面考慮,初步算下來儲能的成本比升級改造變壓器和線路要貴一倍以上,這是個難題,如果未來能隨著儲能電池的成本下降,配電側的市場是很大的。
在用戶側,據統(tǒng)計,2017年儲能新增裝機中,用戶側儲能裝機占比最多,無論是削峰填谷,還是需求側響應,儲能發(fā)揮的價值都已經被證實,對企業(yè)而言,最普遍的盈利點是峰谷價差,但是單純靠峰谷電價差,儲能的價值不會被完全體現(xiàn),即使成本降至很低,也沒有辦法體現(xiàn)出調節(jié)性能非常好的特點。
由南都電源投資建設的無錫新加坡工業(yè)園區(qū)智能配網儲能電站,提供了一個很好的示范作用,該儲能電站總功率20MW,總容量為160MW,是目前全球規(guī)模最大的商業(yè)化運營儲能電站,該電站投運之后,每天高峰時段可給園區(qū)提供2萬KVA負載調劑能力,降低了工業(yè)園區(qū)變電站變壓器的負載率,緩解了工業(yè)園區(qū)變壓器的增容速度。
對于電網而言,儲能給電力系統(tǒng)帶來的最大沖擊是運轉模式的改變,包括商業(yè)模式,如果能回歸電力系統(tǒng)的真正商品屬性,儲能的發(fā)展空間會非常大。
任何一個行業(yè)的發(fā)展,都是不可以完全依靠政策去發(fā)展的,對于儲能而言,政策不能作為未來發(fā)展的依靠,一定要借助市場化運作,產生聚合效應,通過一主多輔的形式,在發(fā)揮主功能的前提下,也能響應平臺的調配,發(fā)揮其它輔助的功能,享受其它的盈利模式,充分發(fā)揮儲能的資源,響應電網的調峰調頻,形成商業(yè)模式,這才是儲能在電網未來的發(fā)展方向。
動力電池的梯次利用是儲能的另一個東風
2017年,新能源汽車銷量達到了77.7萬輛,據預測,我國馬上迎來動力電池退役的高峰期,國家也出臺了很多相關政策,以此來促進動力電池回收利用行業(yè)的發(fā)展。隨著電動汽車的應用普及和動力電池的大規(guī)模退役,會加速退役電池儲能市場的興起,動力電池回收可以分為拆解和梯次利用兩大方面,動力電池的梯次利用可以帶來很多好處,目前新電池成本比較高,是限制儲能大規(guī)模推廣應用的重要原因,而梯次利用能降低儲能的工程造價,同時比較環(huán)保,有良好的經濟社會價值。
這幾年國內外很多機構都開展了梯次利用的研究。在國內主要有三類參與到其中,第一類是電動汽車企業(yè),比如比亞迪、北汽新能源等。第二類是儲能用戶,像鐵塔集團、電網公司等。第三類是屬于第三方做儲能的機構,比如上海煦達。而國外做梯次利用的主要是車廠。
在國內,已經有動力電池梯次利用的項目順利投運,上海蔚來汽車在2018年2月25日之前,建設完成2個梯次利用儲能電站,北京普萊德新能源電池科技有限公司建設了MWh級梯次電池儲能系統(tǒng),是國內首次MWh級梯次動力電池儲能系統(tǒng)應用,以退役汽車電池包(磷酸鐵鋰電池)作為主體,經過雙向PCS,并通過中低壓配電室接入到用戶端配電側網絡。
據了解,梯次利用可以降低項目的投資成本,減少回本周期,很多企業(yè)都已經布局其中,但是,梯次利用有以下幾方面還需進行探索與突破:
一安全方面:由于早期的電池性能較差,沒有考慮到后期回收等問題,在設計上存在尺寸不統(tǒng)一、參數各有不同、追溯信息不完整等問題,導致電池的梯次利用存在很大的安全問題。
二技術方面:動力電池梯次利用要經過檢測、拆解、重組等環(huán)節(jié),而對電池的檢測環(huán)節(jié)上,并沒有先進的技術與標準,并且目前大部分還是依靠人工檢測,同時,早期電池并沒有統(tǒng)一的標準,這對電池的重組造成了很大的困難。
三成本方面:動力電池拆解、檢測、重組等環(huán)節(jié)都需要耗費大量的人力、物力、財力等,很多企業(yè)在技術上還沒有很大突破,這在無形之中又增加了梯次利用的成本。
隨著動力電池退役量的增大,以及國家政策上的支持,梯次利用市場一定會迎來爆發(fā)!
微電網、多能互補、電力輔助服務、現(xiàn)貨市場等,儲能無論是借助于政策支持還是技術突破、成本下降,肯定會迎來春天,我們一起期待!
責任編輯:繼電保護
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