为推动支撑新型电力系统建设的关键技术的发展,中国能源研究会与自然资源保护协会(NRDC)共同推出“新型电力系统沙龙“系列活动,邀请业内资深专家分享观点、对话交流。本期活动日前在北京举办,聚焦储能发展面临的挑战和发展路径。
国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院规划评审中心室主任张云飞、中关村储能产业技术联盟副秘书长李臻做了主旨分享。北京智中能源互联网研究院副院长白建华、万里智库高级研究员王自强、资深能源专家许江风、中国能源研究会能源政策研究中心主任林卫斌和NRDC清洁电力高级顾问王万兴等专家参加了研讨。
双碳目标催生新型储能发展
新能源的大规模发展给电力系统的安全可靠运行带来了巨大挑战。作为提升电力系统灵活性的重要手段,储能的发展被寄予厚望。“十四五”能源规划提出要“加快推进抽水蓄能电站建设,力争到2025年抽水蓄能电站装机容量达到6200万千瓦以上、在建装机规模达到6000万千瓦左右”“加快新型储能技术规模化应用,大力推进电源侧储能发展,优化布局电网侧储能,积极支持用户侧储能多元化发展”。据国家能源局预测,2025年新型储能装机规模将超过3000万千瓦,年均增长50%以上。
“新型电力系统是一项系统工程,需要处理好火电机组有序退减、风光等可再生能源有序渗透、灵活性资源合理配置三方面的关系。”国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院规划评审中心室主任张云飞表示,双碳目标和建设新型电力系统的目标提出以来,我国的抽水蓄能建设开始蓬勃发展。我国提出2030年风光总装机达到12亿千瓦以上的目标。按照15%配置储能的规模估算,至少需要1.8亿千瓦的储能。目前新型储能和抽水蓄能的发展规模都相对滞后,需要促进抽水蓄能与新型储能的协同发展。截至2021年底,国内抽水蓄能装机容量达到3693万千瓦,抽水蓄能迎来了全面高速发展的新阶段。此外,抽水蓄能的多元化发展也应得到重视,应加强中小型抽水蓄能的开发、因地制宜开发混合式抽水蓄能以及探索海水抽水蓄能的开发和应用等三方面的工作。
中关村储能产业技术联盟副秘书长李臻表示,2021年我国储能市场进入真正意义上的规模化发展。其中新型储能市场累计规模达到573万千瓦,新增规模突破200万千瓦,同比增长74.5%。然而,新型储能的发展存在两方面挑战。一是供应链价格波动传导至下游储能市场。2021年至今,在上游原材料价格的影响下,储能电池成本上升超过20%。项目初始投资相应增加、项目收益率下降,很多项目不具备商业可行性,导致目前一些已经招标的储能项目暂缓执行。二是我国新型储能市场尚未形成稳定的收益模式。新型储能的发展受政策影响大、商业模式不清晰,盈利困难。目前,美国、澳大利亚和欧盟等国家和地区等已将新型储能作为经济发展的新驱动力之一,在研发资金、市场机制、电价补贴、退税等方面给出了各项支持措施。
新型储能解决风光发电靠天吃饭难题
“电力系统的电源侧和需求侧发生的变化,对储能的发展提出要求。”北京智中能源互联网研究院副院长白建华认为,电源侧接入大量靠天吃饭的风光发电资源,以及需求侧终端部门的电能替代,极大地改变了负荷曲线。需要综合考虑电力需求总量、特性、区域分布等特点,对负荷曲线进行适应性的调整和分析,从而确定所需要的储能规模。据粗略估计,到2060年,电力系统需要的储能大概在10亿千瓦左右,其中抽水蓄能、新型储能、电动汽车的V2G将扮演重要角色。“在储能发展方面,重点要关注几方面:一、关注混合型的发展趋势,即水电、抽蓄、风光电的组合开发,具有很大的潜力;二、关注两部制电价的发展,相比较于辅助服务市场定价简单易行,可以有力地调动新型储能的积极性;三、从全生命周期角度,关注新型储能的安全、寿命和成本问题,并判断与抽水蓄能的合作和竞争关系。”
万里智库高级研究员王自强从资本市场的角度谈储能的发展。他表示,股市是行业的晴雨表,储能板块的异军突起,反映出储能企业发展活跃。“从资本市场看,必须利用市场手段来发展储能,尤其是新型储能,要产生经济效益。在发展过程中,要重点关注两个问题。其一,为配合新能源发展,需要因地制宜地配套储能,避免盲目上马新基建,造成不必要的浪费。其二,避免对储能技术的过度保护,需要通过市场化手段,提升储能技术的市场竞争力。”
资深能源专家许江风提出,要立足我国能源资源禀赋来发展储能。他认为,在2060年新型电力系统中,除抽水蓄能和新型储能电力变异储能体系外,还存在三大储能与灵活调节电源体系:一、城市电动车储能集群是可以直接储存过剩电力并能够为电力系统平谷和调峰的储能系统,且具有经济性;二、以本土气源(天然气与绿氢可以掺混)为主体的地下储气库、管网与调峰气电厂是最为可靠、可以托底并可以直接储存的能源,而且启停灵活,预计有大发展;三、生物质和垃圾是为了环境优美必须利用和烧掉的储能和灵活电源体系。在储能发展路径当中,电动车储能集群和生物质垃圾储能与发电将优先得到发展。
风光新能源超越煤电还需储能支撑
中国能源研究会能源政策研究中心主任林卫斌认为,按照“三步走”的构建,预计风光新能源发电量到2030年将超过20%、2040年达到35%左右、2040年超过煤电成为第一大主体电源。要实现从现在的12%到超过20%、35%,甚至将来在碳中和情景下达到60%左右的比重,其中一个非常重要的支撑条件是要靠储能的发展。
NRDC清洁电力高级顾问王万兴认为,储能是满足新型电力系统灵活性需求的重要组成部分。为支持储能的健康有序发展,需要充分发挥政府和市场的作用。前期政府推出政策,调动社会积极性,实现储能的快速发展。加强政府规划,从区域角度统一规划新能源装机规模、送出工程和储能设施建设。储能的健康发展需要合理的市场机制与可行的商业模式。虽然新型储能技术成本下降很多,但目前从经济性、安全性角度来看,还没有达到与其他技术公平竞争的阶段。同时,由于市场主体立场不同,对待两部制电价的水平与结构认识不一致,需要加强与企业、市场主体等深入交流,探讨社会转型成本最小的方案。