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電池儲能是可再生能源大發展的關鍵

  • 發佈時間:2015-09-21 02:32:01  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  ■一家之言

  中國有著世界上最大的用電需求,也是最大的可再生能源發電國,因此中國對全球可再生能源發展舉足輕重。可再生能源發電發展最大的問題,是可再生能源發電的間歇性與不可預測性。

  一方面,可再生能源的發電集中時間段與用電時間段存在著不一致性。風電發電高峰一般集中在晚上,太陽能發電的高峰集中在白天。而工業用電的用電曲線較為平緩,居民用電則呈現白天、晚上兩個高峰。另一方面,隨著季節、天氣的變化,可再生能源發電與用電曲線都會有相應的變化。中國大部分地區春季風力發電輸出最大,光伏發電夏天輸出最高,而且發電隨天氣原因劇烈變化而具有不可預測性。

  這些對於電網來説,都是麻煩。傳統的解決方案主要集中在兩個途徑:一是利用較為靈活的發電設施與之配合,形成穩定的總輸出,應用較為廣泛的是天然氣發電與可再生能源發電相結合。二是將可再生能源發電的能量進行儲存,儲能傳統方法是轉換為熱能等形式,如儲熱、熱水系統與可再生能源發電系統的結合。而不涉及能量轉換的電力儲能方法,以往的應用中,主要表現為抽水蓄能電站。

  以上兩個方案都不能從根本上解決可再生發電到達一定規模比例後,難以維持電網穩定性的問題。第一個方法存在兩個主要限制:一是應用不夠廣泛,較多應用於分佈式系統;二是涉及到燃料價格因素,成本不可控。第二個方法的主要局限在於,抽水蓄能電站工作時,其能量來源從根本上來説,同樣是化石能源。因此,抽水蓄能雖然有利於減少電網的波動性,但對節能減排並沒有本質上的好處。另外,抽水蓄能電站的應用受到選址、成本與利益分配等多方面限制因素影響。

  如果從更為長遠的角度來看這個問題,電池儲能可能是可再生能源發電不穩定性的最有效經濟方案。電池儲能的好處在於,可大可小,容易與各種規模的可再生能源發電相結合;充電放電快速,直接電與電轉化,轉換效率高。其限制的最大因素在於經濟性,以及與成本相關聯的充放電效率、安全性、壽命。傳統觀點都認為電池儲能的成本高而難以商業運營。

  不過,這個狀況正在迅速改變,近期電池技術的突破,使得電動汽車等大規模電池應用已經較為普遍,而直接與電力系統結合的電池儲能的嘗試也已經開始。

  對於可再生能源與儲能結合的系統,儲能策略對系統經濟性的重要性可能高於儲能設備本身成本的重要性。因此,政府在大力推進儲能設備發展的同時,也應當倡導電池儲能與可再生能源發電的結合,積極建立試點,扶持可再生能源與儲能結合系統的試驗性項目,在實踐中找到最適應中國現狀,最適應項目安裝地點的儲能策略,為日後大規模可再生能源發電的利用打下良好基礎。

  與工業用電結合的分佈式光伏項目可能是電池儲能最易介入,而且是最容易盈利的主體。可再生能源與儲能相結合的系統,要想其達到最優的經濟效益,關鍵在於對可再生能源發電的有效預測。因此,政府在大力發展風能、光伏的同時,也應該建立平臺,及時更新分享相關發電與氣候數據,提供有效的發電預測資訊。

  對於電網而言,發展電池儲能技術或可從根本上解決可再生能源發電的不穩定性問題,大規模擴大可再生能源發電的份額,有效提高上並網率和系統穩定性。對於政府而言,制定更有針對性和有差別性的差別電價政策,不但有助於推動電池儲能技術的盈利能力,還可以在更大程度上優化電力資源配置,提高電力系統的總體發電效率。

  電池儲能系統的突破已經到了一個關鍵點,現在研究儲能的經濟性,比之前更有時效性與指導意義。而從宏觀與微觀上分步進行可再生能源與儲能系統的研究和政策設定,具有可行性與實證參考意義。

  對於可再生能源發展與儲能技術的經濟性,中國具有一定的優勢。第一,電價是可再生發電與儲能盈利的核心,電力價格由政府決定,可以由政府制訂有利於可再生能源發展與儲能技術的電力峰谷和差別電價。第二,中國作為可再生能源生産大國,其市場潛力巨大,可以為可再生能源發展與儲能技術的投資提供規模效應。

  所以,電池儲能技術與可再生能源發電推廣具有同等重要的地位。隨著技術進步,電池儲能成本與技術已經逐漸進入經濟性區域。中國作為可再生能源生産大國,政府應加強對電池儲能技術的研究和運用的扶持力度,從而搶佔新能源革命的先機。為避免落後一步,中國政府應抓住儲能技術處於突破前夕的機會,利用産業規模與市場優勢,推進各種技術的電池儲能研究與産業結合,爭取在其他國家的前面,早日實現電池儲能大規模應用。

  (作者係廈門大學中國能源經濟研究中心主任)

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