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電池儲能未來發(fā)展之路

核心提示:2017年儲能政策不斷迎政策利好,與此同時(shí),電動汽車市場的強(qiáng)力需求拉低了動力電池價(jià)格,但即便如此,中國電池儲能市場仍未見大的起色。
   2017年儲能政策不斷迎政策利好,與此同時(shí),電動汽車市場的強(qiáng)力需求拉低了動力電池價(jià)格,但即便如此,中國電池儲能市場仍未見大的起色。
  
  縱觀全球電池儲能市場,英國繼續(xù)保持旺盛發(fā)展勢頭,領(lǐng)跑全球;美國、澳洲、韓國都有百兆瓦級儲能項(xiàng)目落地;歐洲、日本、印度、中東等地區(qū)各種商業(yè)儲能示范項(xiàng)目紛紛亮相。
  
  關(guān)于電池儲能,筆者想談幾點(diǎn)看法:
  
  一、電池儲能地位
  
  從外部來看,我國是一個(gè)能源進(jìn)口大國,60%的一次能源依賴進(jìn)口,這給能源安全戰(zhàn)略帶來很大風(fēng)險(xiǎn);從內(nèi)部來看,我國電源結(jié)構(gòu)體系中,煤電消耗占比60%以上(2016年以前),改善能源結(jié)構(gòu),積極發(fā)展新能源和清潔綠色能源無疑成當(dāng)務(wù)之急。
  
  風(fēng)能和太陽能是新能源發(fā)電的絕對主力,但均具有波動大、難預(yù)測等特點(diǎn),而電池儲能具有調(diào)度響應(yīng)快、配置靈活、控制精準(zhǔn)、環(huán)境友好等特點(diǎn),成為新能源發(fā)電的最佳搭檔,這已是行業(yè)共識并得到了國家相關(guān)部門認(rèn)可。
  
  雖然燃?xì)獍l(fā)電和抽水蓄能電站也能完成一部分新能源調(diào)峰工作,但平滑輸出和調(diào)頻效果遠(yuǎn)不及電池儲能。集中在同一個(gè)地方的風(fēng)電與光伏發(fā)電雖然可自然平衡一部分輸出波動(如風(fēng)光互補(bǔ)效應(yīng)),不過既無風(fēng)又無光的時(shí)刻也會時(shí)有發(fā)生,因此配套一定規(guī)模的電池儲能電站是新能源電站實(shí)現(xiàn)跟蹤計(jì)劃發(fā)電的終極選擇。
  
  據(jù)國家權(quán)威部門預(yù)測,到2030年,我國風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到8.33億千瓦。假設(shè)按2%的比例來配套儲能,新能源發(fā)電配套用儲能裝機(jī)將至少達(dá)到1600萬千瓦。
  
  與新能源發(fā)電配套的儲能電站有多種存在形式,光儲一體、風(fēng)儲一體、風(fēng)光儲一體等,從使用效果、利用效率、調(diào)度方便和商業(yè)模式等幾方面綜合考量,筆者認(rèn)為百兆瓦以上規(guī)模的獨(dú)立儲能電站將占主流位置。
  
  二、電池儲能價(jià)值
  
  電池儲能既有經(jīng)濟(jì)價(jià)值,更有社會價(jià)值(經(jīng)濟(jì)價(jià)值以外的各種價(jià)值),從某些角度來看,其社會價(jià)值遠(yuǎn)超過其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,比如其軍事價(jià)值、電力安全價(jià)值、能源戰(zhàn)略價(jià)值等。僅從經(jīng)濟(jì)價(jià)值來說,主要看其規(guī)模大小和使用場合,如充電寶只能解決一兩個(gè)手機(jī)用戶一天的移動使用問題;家庭儲能或備電應(yīng)急儲能電源,只能解決一家一戶的部分用電或臨時(shí)停電問題;用戶側(cè)儲能通常只考慮利用峰谷電價(jià)差削峰填谷以及需求側(cè)響應(yīng)等問題。
  
  上述列舉的幾種儲能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)回報(bào)期都比較長或者沒有,甚至還存在一定的投資風(fēng)險(xiǎn)(比如用戶側(cè)儲能就有可能因?yàn)榉骞炔顑r(jià)變小而延長預(yù)估回報(bào)期)。
  
  相比之下,大規(guī)模儲能(100MWh以上)因響應(yīng)速度快和控制精準(zhǔn)以及具有雙向調(diào)節(jié)等特性,如能被電網(wǎng)調(diào)度使用在調(diào)頻調(diào)峰等電網(wǎng)安全策略領(lǐng)域,社會價(jià)值巨大,同時(shí)回報(bào)也豐厚(主要是調(diào)頻服務(wù)費(fèi)、容量服務(wù)費(fèi)等),然而前提是要有開放的電力市場(包括電力輔助服務(wù)市場)。
  
  三、未來電池儲能的主戰(zhàn)場
  
  盡管新能源微電網(wǎng)、分布式光伏發(fā)電以及用戶側(cè)調(diào)峰(削峰填谷)都會用到儲能技術(shù),筆者認(rèn)為電池儲能大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹请娋W(wǎng)側(cè)輸配電等方面。百兆瓦以上規(guī)模的、獨(dú)立的、可被電網(wǎng)直接調(diào)度的電池儲能電站,不僅可以保證電網(wǎng)的供電安全,還可以提高局部地區(qū)電能質(zhì)量,電池儲能甚至還將顛覆傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)規(guī)則,提高設(shè)備利用率,減少資源浪費(fèi),延緩增容建設(shè)周期。
  
  隨著未來電力市場的逐步放開,電力現(xiàn)貨交易和電力輔助服務(wù)市場必將催生大批儲能電站的誕生。
  
  四、大規(guī)模電池儲能應(yīng)用的主要壁壘
  
  近兩年在一些會議上經(jīng)常會聽到一些如“儲能技術(shù)不過關(guān)”、“電池成本太高”等言論,這與我們現(xiàn)有對儲能的認(rèn)知相去甚遠(yuǎn)。
  
  從機(jī)理上來講,電池儲能技術(shù)與電動汽車技術(shù)同宗同源。以比亞迪電動汽車和電池儲能為例,使用的是同樣的動力電池,電池管理系統(tǒng)(BMS)和換流系統(tǒng)(PCS)也基本采用同樣的技術(shù)和產(chǎn)品,一部電動汽車就是一個(gè)小型移動儲能電站。一個(gè)有目共睹的事實(shí)是,近幾年我們國家電動汽車市場發(fā)展迅速,很多成熟技術(shù)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。
  
  由于電動汽車市場規(guī)模迅速增大,動力電池價(jià)格也在逐年下降。預(yù)計(jì)2018年儲能用磷酸鐵鋰電池電芯價(jià)格將達(dá)到每瓦時(shí)1元水平。按此價(jià)格計(jì)算,2小時(shí)磷酸鐵鋰電池儲能電站的整體造價(jià)已經(jīng)降到抽水蓄能電站的1/2以下水平(目前抽蓄電站千瓦造價(jià)約6000元)。在標(biāo)準(zhǔn)工況(室溫25±5攝氏度,充放電倍率0.5C,95%DOD)下,磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命可達(dá)8000次以上(70%以上剩余容量)。按此計(jì)算,2小時(shí)磷酸鐵鋰系統(tǒng)的度電成本約為0.25元,與火電成本相當(dāng)。
  
  以上計(jì)算僅是衡量電池儲能經(jīng)濟(jì)價(jià)值的參考方法之一。儲能價(jià)值體現(xiàn)在,盡管電池儲能系統(tǒng)本身并不能發(fā)電,但是在電網(wǎng)的發(fā)、輸、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)中,電池儲能意義重大,需要逐步認(rèn)識、不斷發(fā)現(xiàn)。
  
  根據(jù)儲能聯(lián)盟全球儲能項(xiàng)目庫的不完全統(tǒng)計(jì),截至2017年第三季度,全球已投運(yùn)電化學(xué)儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)2244.4MW。就此來看,筆者認(rèn)為影響中國電池儲能市場發(fā)展的主要原因不在于技術(shù)和成本,而在于電網(wǎng)觀念的轉(zhuǎn)變、電力市場的開放程度以及國家的扶持政策等方面。
  
  可喜的是,國內(nèi)正在逐步開放電力市場,一種可能的情況是在華南和華東兩個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(或許還有西北地區(qū))先行試點(diǎn),逐步開放電力現(xiàn)貨市場和電力輔助服務(wù)市場。此外,售電市場也將同步開放,未來的3-5年內(nèi),中國開放的電力市場值得期待。
  
  近期國家能源局發(fā)布的《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制工作方案》,無疑是電池儲能行業(yè)的政策利好消息,雖然距離落地實(shí)施還有一段距離,但中國已走在全球最大電池儲能市場的征途中。

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