劉吉臻院士：要找準儲能在新型電力系統中的定位

分布時(shí)間：2023-10-18 發(fā)布人：admin

當前，全球儲能產(chǎn)業(yè)處于快速增長(cháng)期。數據顯示，截至2022年底，全球已投運電力儲能項目規模近2.4億千瓦，同比增長(cháng)15%。2022年新增規模超3000萬(wàn)千瓦。其中，中國、歐洲和美國新增規模占比分別為36%、26%、24%，三者合計占全球新增市場(chǎng)的86%。

其中，電化學(xué)儲能是增長(cháng)主體。2022年底，全球電化學(xué)儲能累計裝機近4500萬(wàn)千瓦，年均增長(cháng)率達80%，鋰離子電池仍占主導地位。

具體到我國，截至2022年底，全國新型儲能裝機規模約870萬(wàn)千瓦，平均儲能時(shí)長(cháng)2.1小時(shí)。已投運新型儲能項目中，鋰離子電池占比約94.5%、鉛酸（碳）電池占比約1.7%、液流電池占比約1.6%，壓縮空氣儲能發(fā)展提速，占比約2%。

在中國工程院院士、華北電力大學(xué)教授劉吉臻看來(lái)，與全球電力80億千瓦的總裝機相比，當前新型儲能裝機數量仍相對較小?！斑@個(gè)數字看起來(lái)好像很大，但其實(shí)還處于萌芽狀態(tài)，尤其是在電力系統中，在大規模新能源消納過(guò)程中，新型儲能基本沒(méi)有發(fā)揮出顯著(zhù)作用，只相當于用幾個(gè)礦泉水桶來(lái)儲存長(cháng)江水?！?/span>

“將來(lái)儲能能起到多大作用暫且不說(shuō)，這些儲能裝在哪里呢？”劉吉臻說(shuō)，“裝在電源側，如果棄電棄掉了2毛錢(qián)，儲起來(lái)需要1塊錢(qián)，那還儲它干什么？裝在電網(wǎng)側，我考察了不下5個(gè)這樣的儲能調峰電站，讓他們把這幾個(gè)月運行數據調出來(lái)，他們卻調不出來(lái)；有的更尷尬，基本沒(méi)有真正用上，而實(shí)際上，用的話(huà)也解決不了大問(wèn)題?！?/span>

在劉吉臻看來(lái)：“讓儲能走在正確的道路上并發(fā)揮應有的作用，就像下一盤(pán)象棋，不是不喜歡‘車(chē)、馬、炮’，而是如何很好地調遣它們，把這盤(pán)棋贏(yíng)了，這才是我們所需要的。儲能是篇大文章，有很好的前景。如果能攻克其中的種種難題，那距離實(shí)現能源轉型、‘雙碳’目標就非常近了?！?/span>

劉吉臻指出，從近期、中期、遠期來(lái)看，一定要把儲能的定位搞清楚。

“首先，希望儲能促進(jìn)新能源大規模開(kāi)發(fā)和消納?！眲⒓楸硎?，一方面促進(jìn)新能源本地消納，在新能源富集地區通過(guò)建設系統友好型新能源電站、新能源場(chǎng)站配儲能、共享儲能等形式，平滑輸出功率、減少新能源棄電、保障新能源高效消納利用。另一方面，支撐大規模新能源外送，對“沙戈荒”大型新能源基地，提升外送通道利用率和通道可再生能源電量占比。

“以‘沙戈荒’大型新能源基地為例，現在是新能源配火電、配抽蓄，必要的電化學(xué)儲能配比還是需要的，但首先要搞清楚配多少、怎么用?！眲⒓檎f(shuō)，在電網(wǎng)側，希望儲能能夠支撐電網(wǎng)安全穩定運行，支撐電力保供、提升系統調節能力、應急備用、延緩輸配電設備投資、提高電網(wǎng)運行穩定水平。在負荷側，則希望儲能能夠保障用戶(hù)靈活高效用電。

劉吉臻表示：“現在從世界范圍來(lái)看，在兩類(lèi)場(chǎng)景用得比較多。一類(lèi)是在用戶(hù)側，以美國為例，其市場(chǎng)電價(jià)有時(shí)相差十倍甚至百倍，在極端高電價(jià)下，有些用戶(hù)就會(huì )用儲能電站的電，便宜、有回報，能夠做到商業(yè)化。另一類(lèi)是分布式屋頂光伏，配備儲能后可形成一個(gè)相對穩定的供電系統。目前，儲能在需求側的應用要遠遠好于網(wǎng)側和源側?！L(fēng)光配儲’這個(gè)路徑肯定不是最優(yōu)路徑?！?/span>

據介紹，當前新型儲能技術(shù)路線(xiàn)多樣，其中已規?；瘧玫募夹g(shù)包括鋰離子電池儲能、液流電池儲能、壓縮空氣儲能，處于試點(diǎn)示范階段的技術(shù)包括鈉離子電池儲能、抽汽蓄能、壓縮二氧化碳儲能、重力儲能、氫（氨）儲能、飛輪儲能等，此外還有固態(tài)電池儲能、金屬空氣電池儲能、熱泵儲能等技術(shù)處于研發(fā)攻關(guān)階段。

劉吉臻指出：“對于新型儲能的技術(shù)需求，主要根據應用場(chǎng)景、儲能規模、儲能時(shí)長(cháng)以及應用地區的不同來(lái)選擇?！北热?，從應用場(chǎng)景來(lái)看，如果用于新能源大規模開(kāi)發(fā)，要考慮功率和能量的多樣化路線(xiàn)；如果用于電力保供，要考慮轉動(dòng)慣量支撐和響應速度；如果用于應急備用，要考慮占地面積、安全性及能量密度；如果用在偏遠地區等電網(wǎng)末端區域，則要考慮經(jīng)濟性和保供。從儲能規模來(lái)看，在10—100兆瓦等級中，鋰離子電池是最主要的技術(shù)路線(xiàn)，壓縮空氣儲能將成為新型儲能的主要技術(shù)路線(xiàn)之一。100兆瓦以上，鋰離子電池探索吉瓦時(shí)級應用，壓縮空氣儲能建成單機300兆瓦，全釩液流電池建成百兆瓦級。另外，不同的儲能時(shí)長(cháng)需求和應用地區，適用的技術(shù)路線(xiàn)也不同。

“我們要對新型儲能技術(shù)進(jìn)行工程示范，實(shí)踐出真知，只有在工程示范的過(guò)程中，才有可能發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題，而不是憑空坐而論道。在這一過(guò)程中，我們要始終堅持產(chǎn)學(xué)研用一體化，一定要把通過(guò)技術(shù)攻關(guān)解決重大難題放在首位，核心還是要圍繞低成本、高安全和規?；较蜓a齊現有技術(shù)短板?！眲⒓楸硎?。

“在新型電力系統中，儲能有兩個(gè)問(wèn)題需要考慮，第一個(gè)是放在哪里，第二個(gè)是種類(lèi)的選擇。解決這兩個(gè)問(wèn)題，核心要素有兩條，一是安全性，二是經(jīng)濟性。把這兩點(diǎn)抓住，我們的工作就有成效，就會(huì )實(shí)現‘清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能’的新型電力系統建設目標?！眲⒓檎f(shuō)。