全新原裝韓國(guó)八馬PM100-12蓄電池
國(guó)家電網(wǎng)公司近期確定的智能電網(wǎng)重點(diǎn)投資領(lǐng)域中包括了大量?jī)?chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域，如發(fā)電領(lǐng)域的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電中應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)項(xiàng)目，配電領(lǐng)域儲(chǔ)能技術(shù)，電動(dòng)汽車充放電技術(shù)等。無論是風(fēng)電還是太陽能發(fā)電，其自身都具有隨機(jī)性和間歇性特征，其裝機(jī)容量的快速增長(zhǎng)必對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全帶來不利影響，所以，必須要有可靠的儲(chǔ)能技術(shù)作為支撐和緩沖。先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)能夠在很大程度上解決新能源發(fā)電的波動(dòng)性問題，使風(fēng)電及太陽能發(fā)電大規(guī)模的安全并入電網(wǎng)。
并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置，將光伏電池的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。并網(wǎng)逆變器性能對(duì)于系統(tǒng)的效率、可靠性，系統(tǒng)的壽命及降低光伏發(fā)電成本至關(guān)重要。
儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有利于推進(jìn)風(fēng)電就地消納，在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)梯度轉(zhuǎn)移的大背景下，可考慮在大型風(fēng)電基地附近布局供熱、高耗能產(chǎn)業(yè)，同時(shí)加快建立風(fēng)電場(chǎng)與這些大電力用戶和電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制。國(guó)家電網(wǎng)近期確定的智能電網(wǎng)重點(diǎn)投資領(lǐng)域中包括了大量?jī)?chǔ)能應(yīng)用：發(fā)電領(lǐng)域如風(fēng)光并網(wǎng)及儲(chǔ)能項(xiàng)目，配電領(lǐng)域如儲(chǔ)能技術(shù)、電動(dòng)汽車充電和配電自動(dòng)化等。
根據(jù)國(guó)家關(guān)于新能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2020年，國(guó)家將累計(jì)投資3萬億元大力發(fā)展可再生能源。屆時(shí)，我國(guó)可再生能源在全部能源消費(fèi)中將達(dá)到15%。按照市場(chǎng)普遍預(yù)期，2020年我國(guó)電力裝機(jī)達(dá)到1500GW，風(fēng)電占比10%，即150GW。配套儲(chǔ)能裝置的功率按照風(fēng)電裝機(jī)容量的15%計(jì)算，約為22.5GW。如果儲(chǔ)能裝置單位千瓦造價(jià)按照4000元/kW計(jì)算，至2020年的10年間，儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模約為900億元。
這是一筆龐大的投資，但這筆投資無論如何都得考慮其經(jīng)濟(jì)性。目前的鋰離子電池壽命一般為5年，攤薄至每年的投資接近400億元。倘若這個(gè)配備比例提高10個(gè)百分點(diǎn)，則攤薄至每年的投資將達(dá)到600億元，況且這還不算每年新增的風(fēng)電規(guī)模機(jī)組和其他可再生能源。
積極開發(fā)新能源和儲(chǔ)能技術(shù)，減少人類對(duì)化石能源的依賴，已成為業(yè)界和科技界研究的熱門課題。在可再生能源中，風(fēng)能和太陽能因來源豐富、取之不盡、用之不竭，并在利用過程中無環(huán)境污染或污染很小而特別引起關(guān)注，但風(fēng)能和太陽能存在間歇性、不穩(wěn)定性和不可控性等缺陷，為保證其供電的均衡性和連續(xù)性，儲(chǔ)能裝置成為風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵配套部件。因此，在利用太陽能和風(fēng)能的同時(shí)，必須重視儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)。近年來，特別是在《中華人民共和國(guó)可再生能源法》出臺(tái)之后，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但大規(guī)模發(fā)展新能源仍存在技術(shù)瓶頸，主要是風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)、發(fā)電的間歇性問題需要成熟的儲(chǔ)能技術(shù)加以解決。因此，在新能源裝機(jī)容量提升的同時(shí)，必須同步提升儲(chǔ)能容量，有效地改善其電能輸出質(zhì)量。
北京大學(xué)先進(jìn)電池技術(shù)研究所執(zhí)行所長(zhǎng)鄧楠先生表示，可再生能源的特點(diǎn)決定了這種能源要大規(guī)模的應(yīng)用必須依賴于智能電網(wǎng)和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，而我國(guó)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)取得了發(fā)展。
首先建立大容量電力儲(chǔ)能裝置對(duì)電網(wǎng)的合理使用能起“削峰填谷”作用，即通過儲(chǔ)存電網(wǎng)夜間用電低谷時(shí)充足的閑余電能，然后到白天用電高峰時(shí)反饋輸出平抑，這樣可大大提高發(fā)電設(shè)備的利用效率，為國(guó)家節(jié)約巨額投資。我們知道為應(yīng)對(duì)因城市發(fā)展出現(xiàn)的用電快速遞增而造成電網(wǎng)不堪負(fù)荷的狀況，電力系統(tǒng)每年都要新增大量投資用于為電網(wǎng)擴(kuò)充容量的基本建設(shè)，但實(shí)際利用率卻非常低。以上海2004年～2006年間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，為解決全市每年約200小時(shí)的高峰用電負(fù)荷，僅對(duì)電網(wǎng)側(cè)的投資每年就超過200億元之多，而為此形成的輸配電能力的年平均利用率卻不到2%，造成了很大的浪費(fèi)。
其次大容量電力儲(chǔ)能裝置的建立和發(fā)展還對(duì)提高供電可靠性和電能質(zhì)量起了關(guān)鍵作用。我們知道隨著煤、石油等天然能源的日益枯竭和環(huán)境污染日趨惡化，極大地促進(jìn)了世界各國(guó)競(jìng)相開發(fā)新能源，其中最具代表性的風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)展極為迅速，但風(fēng)能和太陽能發(fā)電受季節(jié)、氣象和地域條件的影響，具有明顯的不連續(xù)、不穩(wěn)定性，發(fā)出的電力波動(dòng)較大，可調(diào)節(jié)性差。這給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來了不少的麻煩。經(jīng)測(cè)算，如果風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)占電網(wǎng)容量比例達(dá)20%以上，則電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運(yùn)行將面臨巨大挑戰(zhàn)，而電力儲(chǔ)能技術(shù)恰恰就是在很大程度上解決了風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的隨機(jī)性、間隙性和波動(dòng)性等問題，可以實(shí)現(xiàn)其發(fā)電的平滑輸出，并能有效調(diào)節(jié)因發(fā)電引起的電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)波動(dòng)，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電能方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。
綜上所述，大力發(fā)展電力儲(chǔ)能技術(shù)，為智能電網(wǎng)配套建設(shè)大規(guī)模高效儲(chǔ)能裝置，這既可以緩解發(fā)電與用電的時(shí)差矛盾，又可以解決風(fēng)能和太陽能等間歇式可再生能源發(fā)電直接并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量。很明顯電力儲(chǔ)能技術(shù)的重要性不容置疑。沒有電力儲(chǔ)能，智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是根本不可能的，并且隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲(chǔ)能技術(shù)必將成為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行必不可少的技術(shù)支撐，具有非常巨大的潛在市場(chǎng)。
當(dāng)然電力儲(chǔ)能現(xiàn)還存在著需要解決的這樣那樣問題，在技術(shù)上還有待于進(jìn)一步地完善和提高，尤其對(duì)儲(chǔ)能電池來說，其性能提高和成本降低將是影響儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最為關(guān)鍵因素。我們深信前途是光明的，道路是曲折的，只要我們堅(jiān)持不懈地去為之努力，電力儲(chǔ)能應(yīng)用的輝煌明天就一定會(huì)早日到來。
儲(chǔ)能技術(shù)任重道遠(yuǎn)
李俊峰表示，儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展目前有兩個(gè)方面可以著重推廣。一是電動(dòng)汽車，儲(chǔ)能電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用，可能是我們提高質(zhì)量降低成本的一個(gè)重要途徑。二是我們的低成本大容量電源電池。國(guó)家電網(wǎng)在華北專門進(jìn)行了風(fēng)光儲(chǔ)各種電池技術(shù)的測(cè)試。但是現(xiàn)在看來遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，可能還要考慮一些更可靠的，更安全的儲(chǔ)能技術(shù)。同時(shí)還必須是低成本的，所以我們儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)在來看它是任重道遠(yuǎn)。
智能電網(wǎng)必然需要儲(chǔ)能系統(tǒng)來提高接納能力，抑制功率波動(dòng)。某電網(wǎng)的內(nèi)部人士告訴記者，發(fā)展智能電網(wǎng)，儲(chǔ)能方面的問題比較大。一是儲(chǔ)能容量有限�！罢{(diào)峰的時(shí)候處理用電量小的用戶，儲(chǔ)能容量還可以保證，但是給想調(diào)節(jié)用電大戶的供電，比如大型工業(yè)企業(yè)，就很難做到。”他還表示，在技術(shù)層面上還存在儲(chǔ)能效率方面的問題�！俺潆娡枰荛L(zhǎng)時(shí)間，而充、放電的時(shí)間與應(yīng)急的要求也會(huì)存在矛盾�！�
“在儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)外特別是美國(guó)和日本研究起步早，成果多并有豐富的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。由于國(guó)內(nèi)研究起步晚，相關(guān)技術(shù)與國(guó)外還有差距，特別是在飛輪儲(chǔ)能等先進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)方面經(jīng)驗(yàn)還較欠缺。此外，在電力電子接口、儲(chǔ)能系統(tǒng)高效轉(zhuǎn)換等技術(shù)方面，國(guó)外也處于領(lǐng)先狀態(tài)�！敝袊�(guó)科學(xué)院院士程時(shí)杰表示。
目前大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)中只有抽水蓄能技術(shù)比較成熟，主要用于電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻以及應(yīng)急保障，以及輔助核電站進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。但是，受地理環(huán)境、建設(shè)周期較長(zhǎng)的約束，以及沒有適當(dāng)?shù)膬r(jià)格政策，我國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)比例小于歐日等國(guó)。為適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展，降低可再生能源接入對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高電網(wǎng)的“兼容性”，維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，除發(fā)展抽水蓄能外，應(yīng)大力發(fā)展布置靈活的電池儲(chǔ)能技術(shù)，包括各類蓄電池，如鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池以及超級(jí)電容器等。
中電普瑞科技有限公司電氣工程師牛萌還表示，提出適合我國(guó)的大容量新能源及儲(chǔ)能技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系將勢(shì)在必行，嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化管理是驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿�。如西班牙等�?guó)就規(guī)定所有風(fēng)電在上網(wǎng)前必須向電網(wǎng)提供風(fēng)機(jī)出力曲線和發(fā)電短期預(yù)測(cè)曲線，誤差不能超過一定比例，否則將受到懲罰。這會(huì)倒逼發(fā)電商主動(dòng)采用預(yù)測(cè)技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與電網(wǎng)建設(shè)的良性發(fā)展。但我國(guó)對(duì)新能源入網(wǎng)至今沒有強(qiáng)制性的流程和技術(shù)要求，很多企業(yè)認(rèn)為只要發(fā)出電，不論多少、優(yōu)劣，電網(wǎng)就必須全額接收，在這種情況下，發(fā)電企業(yè)自然沒有動(dòng)力采用儲(chǔ)能技術(shù)。因此需要制定完善的儲(chǔ)能接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)及其接入的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
近兩年，儲(chǔ)能在中國(guó)市場(chǎng)的熱點(diǎn)應(yīng)用集中體現(xiàn)在分布式發(fā)電及微網(wǎng)、風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車領(lǐng)域。
分布式發(fā)電及微網(wǎng)主要應(yīng)用在解決無電人口用電、孤島微網(wǎng)等方面。隨著分布式光伏暫行辦法、解決無電地區(qū)人口用電問題等政策的出臺(tái)，國(guó)家開展了一系列的分布式微網(wǎng)項(xiàng)目，如西藏阿里光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目、青海玉樹分布式光水蓄互補(bǔ)系統(tǒng)、東福山島風(fēng)光儲(chǔ)柴項(xiàng)目、南麂島微網(wǎng)項(xiàng)目等。儲(chǔ)能在該領(lǐng)域的迅速發(fā)展，既是偏遠(yuǎn)地區(qū)無電人口用電問題亟需解決的迫切市場(chǎng)需求，也是中國(guó)政府產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)的結(jié)果。
用戶端“光伏+儲(chǔ)能”的模式也是近兩年的熱點(diǎn)，用戶可以實(shí)現(xiàn)能源的自給自足，削減電費(fèi)，同時(shí)還可用作應(yīng)急電源。該模式在日本和德國(guó)的市場(chǎng)比較成熟，比亞迪、力神等國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)品也成功打入了這兩個(gè)海外市場(chǎng)。而在國(guó)內(nèi)，由于沒有完善的補(bǔ)貼政策，初期投資較大，成本回收期較長(zhǎng)，因此這一類的安裝案例并不多，但隨著未來相關(guān)政策的出臺(tái)，以及儲(chǔ)能成本的降低，“光伏+儲(chǔ)能”在中國(guó)將有廣闊的市場(chǎng)前景。
儲(chǔ)能在風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在降低高比例可再生能源并網(wǎng)的不穩(wěn)定性，提高可再生能源發(fā)電的利用小時(shí)數(shù)，有效解決嚴(yán)重的“棄風(fēng)”、“棄光”問題。2012年，國(guó)家能源局分別發(fā)布了風(fēng)電和光伏發(fā)電的“十二五”規(guī)劃，其中，要求風(fēng)電到2015年的發(fā)展目標(biāo)位為100GW，2020年為200GW;太陽能光伏發(fā)電到2015年的發(fā)展目標(biāo)為35GW，2020年為50GW。規(guī)劃在極大地促進(jìn)可再生能源發(fā)電發(fā)展的同時(shí)，也給儲(chǔ)能帶來了很好的機(jī)遇。張北風(fēng)光儲(chǔ)輸項(xiàng)目、臥牛石風(fēng)電項(xiàng)目、煤窯山風(fēng)電項(xiàng)目等都是近兩年運(yùn)行比較成功的案例。
2012年6月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提出“到2015年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭(zhēng)達(dá)到50萬輛;到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛，燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同步發(fā)展�！眱�(chǔ)能技術(shù)無論從新能源汽車動(dòng)力電池的角度，還是未來新能源汽車與電網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用角度都有較大的發(fā)展空間。目前，北京高安屯、青島薛家島都建成了大型的電動(dòng)汽車充換儲(chǔ)放一體化電站，此外，黑龍江、福建還建成了光儲(chǔ)式充換電站，利用可再生能源的電力為電動(dòng)汽車充電，降低電網(wǎng)壓力。
除了上述領(lǐng)域，儲(chǔ)能在調(diào)頻領(lǐng)域的應(yīng)用也值得關(guān)注，原國(guó)家電監(jiān)會(huì)推行的“兩個(gè)細(xì)則”已經(jīng)為我國(guó)調(diào)頻領(lǐng)域建立了一個(gè)“準(zhǔn)市場(chǎng)”，尤其是在京津唐區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)，自動(dòng)發(fā)電控制補(bǔ)償?shù)慕痤~已經(jīng)達(dá)到區(qū)域電量市場(chǎng)的0.3%左右。雖然相比美國(guó)幾個(gè)主要ISO范圍內(nèi)0.7%～1.5%的比例，中國(guó)的AGC調(diào)頻補(bǔ)償金額還相對(duì)較少，但已經(jīng)可以在此規(guī)則下開展一些商業(yè)化試點(diǎn)項(xiàng)目。