劉吉臻院士：要找準儲能(néng)在新(xīn)型電(diàn)力系統中(zhōng)的定位

分(fēn)布時間：2023-10-18 發布人：admin

當前，全球儲能(néng)産(chǎn)業處于快速增長(cháng)期。數據顯示，截至2022年底，全球已投運電(diàn)力儲能(néng)項目規模近2.4億千瓦，同比增長(cháng)15%。2022年新(xīn)增規模超3000萬千瓦。其中(zhōng)，中(zhōng)國(guó)、歐洲和美國(guó)新(xīn)增規模占比分(fēn)别為(wèi)36%、26%、24%，三者合計占全球新(xīn)增市場的86%。

其中(zhōng)，電(diàn)化學(xué)儲能(néng)是增長(cháng)主體(tǐ)。2022年底，全球電(diàn)化學(xué)儲能(néng)累計裝(zhuāng)機近4500萬千瓦，年均增長(cháng)率達80%，锂離子電(diàn)池仍占主導地位。

具(jù)體(tǐ)到我國(guó)，截至2022年底，全國(guó)新(xīn)型儲能(néng)裝(zhuāng)機規模約870萬千瓦，平均儲能(néng)時長(cháng)2.1小(xiǎo)時。已投運新(xīn)型儲能(néng)項目中(zhōng)，锂離子電(diàn)池占比約94.5%、鉛酸（碳）電(diàn)池占比約1.7%、液流電(diàn)池占比約1.6%，壓縮空氣儲能(néng)發展提速，占比約2%。

在中(zhōng)國(guó)工(gōng)程院院士、華北電(diàn)力大學(xué)教授劉吉臻看來，與全球電(diàn)力80億千瓦的總裝(zhuāng)機相比，當前新(xīn)型儲能(néng)裝(zhuāng)機數量仍相對較小(xiǎo)。“這個數字看起來好像很(hěn)大，但其實還處于萌芽狀态，尤其是在電(diàn)力系統中(zhōng)，在大規模新(xīn)能(néng)源消納過程中(zhōng)，新(xīn)型儲能(néng)基本沒有(yǒu)發揮出顯著作(zuò)用(yòng)，隻相當于用(yòng)幾個礦泉水桶來儲存長(cháng)江水。”

“将來儲能(néng)能(néng)起到多(duō)大作(zuò)用(yòng)暫且不說，這些儲能(néng)裝(zhuāng)在哪裏呢(ne)？”劉吉臻說，“裝(zhuāng)在電(diàn)源側，如果棄電(diàn)棄掉了2毛錢，儲起來需要1塊錢，那還儲它幹什麽？裝(zhuāng)在電(diàn)網側，我考察了不下5個這樣的儲能(néng)調峰電(diàn)站，讓他(tā)們把這幾個月運行數據調出來，他(tā)們卻調不出來；有(yǒu)的更尴尬，基本沒有(yǒu)真正用(yòng)上，而實際上，用(yòng)的話也解決不了大問題。”

在劉吉臻看來：“讓儲能(néng)走在正确的道路上并發揮應有(yǒu)的作(zuò)用(yòng)，就像下一盤象棋，不是不喜歡‘車(chē)、馬、炮’，而是如何很(hěn)好地調遣它們，把這盤棋赢了，這才是我們所需要的。儲能(néng)是篇大文(wén)章，有(yǒu)很(hěn)好的前景。如果能(néng)攻克其中(zhōng)的種種難題，那距離實現能(néng)源轉型、‘雙碳’目标就非常近了。”

劉吉臻指出，從近期、中(zhōng)期、遠(yuǎn)期來看，一定要把儲能(néng)的定位搞清楚。

“首先，希望儲能(néng)促進新(xīn)能(néng)源大規模開發和消納。”劉吉臻表示，一方面促進新(xīn)能(néng)源本地消納，在新(xīn)能(néng)源富集地區(qū)通過建設系統友好型新(xīn)能(néng)源電(diàn)站、新(xīn)能(néng)源場站配儲能(néng)、共享儲能(néng)等形式，平滑輸出功率、減少新(xīn)能(néng)源棄電(diàn)、保障新(xīn)能(néng)源高效消納利用(yòng)。另一方面，支撐大規模新(xīn)能(néng)源外送，對“沙戈荒”大型新(xīn)能(néng)源基地，提升外送通道利用(yòng)率和通道可(kě)再生能(néng)源電(diàn)量占比。

“以‘沙戈荒’大型新(xīn)能(néng)源基地為(wèi)例，現在是新(xīn)能(néng)源配火電(diàn)、配抽蓄，必要的電(diàn)化學(xué)儲能(néng)配比還是需要的，但首先要搞清楚配多(duō)少、怎麽用(yòng)。”劉吉臻說，在電(diàn)網側，希望儲能(néng)能(néng)夠支撐電(diàn)網安(ān)全穩定運行，支撐電(diàn)力保供、提升系統調節能(néng)力、應急備用(yòng)、延緩輸配電(diàn)設備投資、提高電(diàn)網運行穩定水平。在負荷側，則希望儲能(néng)能(néng)夠保障用(yòng)戶靈活高效用(yòng)電(diàn)。

劉吉臻表示：“現在從世界範圍來看，在兩類場景用(yòng)得比較多(duō)。一類是在用(yòng)戶側，以美國(guó)為(wèi)例，其市場電(diàn)價有(yǒu)時相差十倍甚至百倍，在極端高電(diàn)價下，有(yǒu)些用(yòng)戶就會用(yòng)儲能(néng)電(diàn)站的電(diàn)，便宜、有(yǒu)回報，能(néng)夠做到商(shāng)業化。另一類是分(fēn)布式屋頂光伏，配備儲能(néng)後可(kě)形成一個相對穩定的供電(diàn)系統。目前，儲能(néng)在需求側的應用(yòng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于網側和源側。‘風光配儲’這個路徑肯定不是最優路徑。”

據介紹，當前新(xīn)型儲能(néng)技(jì )術路線(xiàn)多(duō)樣，其中(zhōng)已規模化應用(yòng)的技(jì )術包括锂離子電(diàn)池儲能(néng)、液流電(diàn)池儲能(néng)、壓縮空氣儲能(néng)，處于試點示範階段的技(jì )術包括鈉離子電(diàn)池儲能(néng)、抽汽蓄能(néng)、壓縮二氧化碳儲能(néng)、重力儲能(néng)、氫（氨）儲能(néng)、飛輪儲能(néng)等，此外還有(yǒu)固态電(diàn)池儲能(néng)、金屬空氣電(diàn)池儲能(néng)、熱泵儲能(néng)等技(jì )術處于研發攻關階段。

劉吉臻指出：“對于新(xīn)型儲能(néng)的技(jì )術需求，主要根據應用(yòng)場景、儲能(néng)規模、儲能(néng)時長(cháng)以及應用(yòng)地區(qū)的不同來選擇。”比如，從應用(yòng)場景來看，如果用(yòng)于新(xīn)能(néng)源大規模開發，要考慮功率和能(néng)量的多(duō)樣化路線(xiàn)；如果用(yòng)于電(diàn)力保供，要考慮轉動慣量支撐和響應速度；如果用(yòng)于應急備用(yòng)，要考慮占地面積、安(ān)全性及能(néng)量密度；如果用(yòng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)等電(diàn)網末端區(qū)域，則要考慮經濟性和保供。從儲能(néng)規模來看，在10—100兆瓦等級中(zhōng)，锂離子電(diàn)池是最主要的技(jì )術路線(xiàn)，壓縮空氣儲能(néng)将成為(wèi)新(xīn)型儲能(néng)的主要技(jì )術路線(xiàn)之一。100兆瓦以上，锂離子電(diàn)池探索吉瓦時級應用(yòng)，壓縮空氣儲能(néng)建成單機300兆瓦，全釩液流電(diàn)池建成百兆瓦級。另外，不同的儲能(néng)時長(cháng)需求和應用(yòng)地區(qū)，适用(yòng)的技(jì )術路線(xiàn)也不同。

“我們要對新(xīn)型儲能(néng)技(jì )術進行工(gōng)程示範，實踐出真知，隻有(yǒu)在工(gōng)程示範的過程中(zhōng)，才有(yǒu)可(kě)能(néng)發現問題、解決問題，而不是憑空坐(zuò)而論道。在這一過程中(zhōng)，我們要始終堅持産(chǎn)學(xué)研用(yòng)一體(tǐ)化，一定要把通過技(jì )術攻關解決重大難題放在首位，核心還是要圍繞低成本、高安(ān)全和規模化方向補齊現有(yǒu)技(jì )術短闆。”劉吉臻表示。

“在新(xīn)型電(diàn)力系統中(zhōng)，儲能(néng)有(yǒu)兩個問題需要考慮，第一個是放在哪裏，第二個是種類的選擇。解決這兩個問題，核心要素有(yǒu)兩條，一是安(ān)全性，二是經濟性。把這兩點抓住，我們的工(gōng)作(zuò)就有(yǒu)成效，就會實現‘清潔低碳、安(ān)全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能(néng)’的新(xīn)型電(diàn)力系統建設目标。”劉吉臻說。