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CSPPLAZA光熱發電網報道：電網正在向(xiang)一個高度(du)綠(lv)(lv)色的(de)未(wei)來邁進，其背后(hou)是傳統化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)向(xiang)低碳綠(lv)(lv)色能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)全面轉型，這聽起來很(hen)美好，但現實很(hen)殘酷(ku)。

“傳統能源經(jing)濟(ji)徹底(di)轉型為綠色能源，并不(bu)像把幾個人送上(shang)月球(qiu)那么簡單。其難度就(jiu)好像把全(quan)體人類永久性送到月球(qiu)上(shang)居住。”美國曼(man)哈頓研究所高級研究員(yuan)馬克?米爾斯說道(dao)。

電池儲能的真相

比爾?蓋茨(ci)說，“當(dang)涉及到理解(jie)能源現實時，我們需(xu)要用算術(shu)來(lai)搞(gao)懂這個(ge)問題。”

日前，馬克?米(mi)爾斯在其(qi)最新(xin)發(fa)布(bu)的(de)(de)(de)一篇名為《新(xin)能源(yuan)經濟(ji)：一種神(shen)奇思(si)維的(de)(de)(de)實(shi)踐》的(de)(de)(de)報(bao)告中就用(yong)數字指出(chu)了新(xin)能源(yuan)產業令人(ren)難以(yi)接(jie)受的(de)(de)(de)41個(ge)事實(shi)。其(qi)中包(bao)括關于(yu)電池儲能的(de)(de)(de)幾個(ge)論斷：

“電(dian)池不存(cun)在(zai)像數字(zi)技術那樣的(de)(de)10倍(bei)速率(lv)改進：一磅(bang)石油的(de)(de)最大(da)理(li)論能(neng)(neng)量(liang)比一磅(bang)性能(neng)(neng)最佳的(de)(de)電(dian)池化學品的(de)(de)最大(da)理(li)論能(neng)(neng)量(liang)高出150%。”

“中國大陸(lu)在全球電池(chi)生產(chan)中占(zhan)據主導地位，其電網(wang)70%的(de)燃(ran)料為煤(mei)炭：使用這些電池(chi)的(de)電動汽車(che)產(chan)生的(de)二氧(yang)化碳，將超過更換燃(ran)油發動機所節省的(de)二氧(yang)化碳。”

“一個以電池為中(zhong)心的電網和(he)汽車(che)世界(jie)意味著要開采更(geng)多地球(qiu)資源來獲取(qu)鋰(li)、銅(tong)、鎳、石(shi)墨(mo)、稀土、鈷等(deng)稀有(you)金(jin)屬(shu)，在此過程中(zhong)耗費(fei)的能源等(deng)同于數百(bai)萬噸石(shi)油和(he)煤炭。”

……該報告(gao)還對(dui)未來電(dian)網(wang)的隱形成本給出(chu)了預測。在此(ci)基(ji)礎上，馬克?米爾斯給出(chu)了一個結論，“電(dian)池(chi)不(bu)能拯救(jiu)電(dian)網(wang)。”

圖：特斯拉GIGA超級電(dian)池(chi)工廠

馬克?米爾斯沒有在報告中提及的還有儲能電池(chi)的安(an)全性和環境污染(ran)問(wen)題(ti)。

2019年(nian)10月(yue)21日，韓(han)國(guo)慶尚南道河東郡的(de)一處配(pei)備儲能(neng)(neng)系(xi)統的(de)光(guang)伏電(dian)站發生火災。如果(guo)從2017年(nian)8月(yue)在韓(han)國(guo)高昌發生的(de)第(di)一次火災算起，截(jie)至目前，韓(han)國(guo)已經發生了27起儲能(neng)(neng)系(xi)統火災事故。

2019年4月19日，美(mei)國(guo)亞利桑那州發生電池(chi)儲(chu)能項目爆炸，直(zhi)接(jie)導致4名(ming)消防員受傷，其中兩名(ming)重傷。而這也并非美(mei)國(guo)第一(yi)起儲(chu)能系統(tong)安(an)全(quan)事故。

我(wo)國的儲能安全事故亦不乏公開報道信息(xi)，2018年，我(wo)國的江蘇鎮江揚中一磷(lin)酸(suan)鐵鋰(li)電池儲能項(xiang)目燒毀(hui)。2019年5月，北京某酒店布置的用戶(hu)側儲能項(xiang)目發(fa)生火(huo)災，而該項(xiang)目于(yu)2017年9月投運至(zhi)發(fa)生事故不到兩年。

再來談一下(xia)污(wu)染問題。

“一節(jie)鈕扣(kou)電池能污染60萬升水，一節(jie)一號電池爛在地里，能使一平方米(mi)的土地失去利用價值(zhi)。”這些驚人的數字(zi)經常出現在我國對公民的環保教育宣傳媒介(jie)上。

但在以鋰電(dian)池(chi)為代表的(de)電(dian)池(chi)儲能(neng)被(bei)廣(guang)泛應用于電(dian)動(dong)汽(qi)車和新能(neng)源(yuan)領域(yu)的(de)今(jin)天，對這些大(da)(da)規模(mo)電(dian)池(chi)的(de)使用很可能(neng)造成的(de)環境污染問題，大(da)(da)多數人卻選(xuan)擇了視而不見。

盡管儲能(neng)領(ling)域主流的(de)鋰電池(chi)不含(han)廣受詬病的(de)鉛、鎘(ge)等重(zhong)金屬(shu)，除了(le)鋰，它的(de)電解液中(zhong)，仍然有(you)鎳、鈷、錳等重(zhong)金屬(shu)，其(qi)電解液，含(han)氟(fu)有(you)機物也(ye)有(you)污(wu)染(ran)。除了(le)在生產和使用環(huan)節極易造成(cheng)環(huan)境污(wu)染(ran)外，其(qi)報廢后的(de)污(wu)染(ran)問題(ti)更(geng)是難(nan)以解決。即便采取嚴格的(de)回收再處(chu)理(li)方案，也(ye)必然將(jiang)帶來高昂的(de)經濟支出。

作為電池業內人(ren)士，國家(jia)新(xin)能(neng)源汽(qi)車技術創(chuang)新(xin)工程專家(jia)組組長王秉剛也坦承，與相對環保的(de)生產(chan)環節不同，后期的(de)電池處理“一旦(dan)處理不好，有可能(neng)是一場新(xin)的(de)環保災難(nan)。”

綠色電網的未來

在可再(zai)生能(neng)源開(kai)始迎來平價上網的(de)當下，其不(bu)連(lian)續(xu)不(bu)穩定的(de)缺(que)陷決(jue)定了電力(li)系統必須重視靈活(huo)調節電源的(de)協同發(fa)展。

與傳統電(dian)網相比(bi)，未來的電(dian)網要真正轉(zhuan)身為綠(lv)色電(dian)網，必然(ran)需(xu)要肩負起調(diao)峰(feng)、調(diao)頻、提(ti)高供電(dian)可靠性和改善電(dian)能質量等重(zhong)任。

“為了(le)保(bao)障(zhang)安全(quan)(quan)和可(ke)靠性，美(mei)國對碳氫(qing)化合物無論(lun)何時都有平均2個月的儲存需求。今天在美(mei)國，所有實用尺度的電(dian)池加上100萬輛電(dian)動汽車的全(quan)(quan)部電(dian)池，僅能(neng)滿足全(quan)(quan)美(mei)2小時電(dian)力需求。”

電(dian)池(chi)(chi)儲能技術(shu)可(ke)(ke)以為電(dian)網擔(dan)此重(zhong)任嗎(ma)？理論上可(ke)(ke)以，但(dan)現實是不可(ke)(ke)行的。電(dian)池(chi)(chi)儲能的經濟(ji)性、安全性、污染(ran)問題如果不能得到(dao)妥善(shan)解決，一味地去發展(zhan)，必(bi)然帶來(lai)更(geng)難收場的災難性后果。

那么，誰能堪當綠色電網的調節重任？以推進人類的綠色能源經濟轉型更快實現？

采用煤電(dian)(dian)(dian)(dian)、燃氣等傳(chuan)統(tong)能源擔當綠色(se)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)調節電(dian)(dian)(dian)(dian)源將在較長一段時期(qi)內占據主流(liu)，但(dan)并不符合構(gou)建純綠色(se)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)初衷(zhong)。

這(zhe)個時候，我(wo)們需要尋求一種純(chun)綠色的(de)、可調節的(de)靈(ling)活電源。

在當前的(de)(de)(de)能(neng)源品(pin)類中，太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發電(dian)(dian)穩定、可(ke)調的(de)(de)(de)技術特點，決(jue)定了其(qi)很(hen)可(ke)能(neng)是(shi)未(wei)來取代(dai)燃(ran)氣發電(dian)(dian)甚至煤電(dian)(dian)，成為穩定清(qing)潔的(de)(de)(de)調節電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)最佳選擇，這也是(shi)目前唯一的(de)(de)(de)純綠色的(de)(de)(de)可(ke)調的(de)(de)(de)可(ke)再生電(dian)(dian)源。

一個值得嘗試的方案

光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)調節優勢的(de)核心在于其廉價、安全、環保(bao)的(de)熔鹽儲能(neng)系(xi)統。浙(zhe)江中控太(tai)陽(yang)能(neng)技(ji)術有限公司董事長金建祥在2019年中國光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)市場形(xing)勢與(yu)(yu)應對策略峰會上曾(ceng)表示，與(yu)(yu)電(dian)池儲能(neng)相比，當前光(guang)(guang)熱電(dian)站采(cai)用的(de)熔鹽儲能(neng)系(xi)統優勢比較明顯。

首先，熔鹽儲熱的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)非常(chang)低，其成(cheng)(cheng)本(ben)只有(you)電(dian)池儲能(neng)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)十分(fen)之一(yi)(yi)到三十分(fen)之一(yi)(yi)。根據最新的(de)(de)(de)(de)研究成(cheng)(cheng)果，采(cai)用(yong)鋰電(dian)池的(de)(de)(de)(de)度電(dian)儲存成(cheng)(cheng)本(ben)大致為(wei)0.45-0.65元/kWh，采(cai)用(yong)熔鹽的(de)(de)(de)(de)度電(dian)儲存成(cheng)(cheng)本(ben)僅(jin)為(wei)0.035-0.05元/kWh。其次，熔鹽儲能(neng)的(de)(de)(de)(de)效率(lv)非常(chang)高(gao)，損耗很低。再者(zhe)，熔鹽儲能(neng)可以(yi)實現長(chang)達30年的(de)(de)(de)(de)長(chang)周期使用(yong)壽(shou)命(ming)而中(zhong)途無需更換，而電(dian)池儲能(neng)系統的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)要低于一(yi)(yi)個數量(liang)級。最后，熔鹽儲能(neng)系統的(de)(de)(de)(de)安全性(xing)(xing)和環境友好性(xing)(xing)更是電(dian)池儲能(neng)所(suo)無法抗衡的(de)(de)(de)(de)。

電(dian)力規劃設(she)計總(zong)院的(de)(de)研究亦表明(ming)，光熱(re)發電(dian)有電(dian)力輸出穩(wen)定、可(ke)靠、調節靈活(huo)的(de)(de)特(te)性(xing)，可(ke)以(yi)提供可(ke)靠的(de)(de)電(dian)力保(bao)障，即100%參與電(dian)力平衡，不需(xu)要電(dian)力系統額(e)外配套(tao)建(jian)設(she)儲(chu)能(neng)電(dian)站。

光(guang)(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)與光(guang)(guang)(guang)伏發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)相(xiang)比，在(zai)同容量裝(zhuang)機(ji)規模下，光(guang)(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的年發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量約是光(guang)(guang)(guang)伏發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的2.5倍；光(guang)(guang)(guang)伏發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)提供可(ke)靠的電(dian)(dian)(dian)力，必須配置儲能(neng)(neng)6小(xiao)時以上的儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)站；在(zai)年發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量相(xiang)同的情況下，光(guang)(guang)(guang)伏發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)+電(dian)(dian)(dian)池儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)站的上網電(dian)(dian)(dian)價是光(guang)(guang)(guang)熱(re)上網電(dian)(dian)(dian)價的1.18倍。

在此基礎上，要構建一(yi)個(ge)綠色(se)的(de)(de)、高比例(li)可再生能(neng)源(yuan)的(de)(de)未來電(dian)(dian)網(wang)，一(yi)個(ge)值得嘗試的(de)(de)方案是：將光伏(fu)和風電(dian)(dian)等不可調(diao)節(jie)(jie)的(de)(de)綠色(se)能(neng)源(yuan)與可調(diao)節(jie)(jie)的(de)(de)光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)同(tong)步規劃開發(fa)，通過光熱(re)電(dian)(dian)站的(de)(de)調(diao)節(jie)(jie)性(xing)能(neng)實現光伏(fu)風電(dian)(dian)的(de)(de)高比例(li)上網(wang)，以(yi)充分(fen)(fen)釋放光伏(fu)風電(dian)(dian)的(de)(de)低成本優勢，充分(fen)(fen)發(fa)揮光熱(re)電(dian)(dian)站的(de)(de)可調(diao)特性(xing)。

在能源轉(zhuan)型的(de)征程上，推行(xing)這個方案所(suo)付出的(de)代價與其(qi)很可能帶來的(de)成果相比，微乎其(qi)微。

有(you)識之士已經(jing)邁(mai)出了第一步，已經(jing)建成(cheng)(cheng)的(de)魯能(neng)(neng)海西格爾木(mu)多能(neng)(neng)互補集成(cheng)(cheng)優化示(shi)范工程(cheng)即(ji)是一個集成(cheng)(cheng)了200MW光伏項目(mu)、400MW風電(dian)項目(mu)、50MW光熱(re)項目(mu)及50MW電(dian)池(chi)儲能(neng)(neng)系統的(de)混合(he)電(dian)站，該電(dian)站的(de)示(shi)范效益對未(wei)來新能(neng)(neng)源的(de)開(kai)發規劃具有(you)很(hen)大的(de)現實指(zhi)導意義。

為(wei)此，今年的(de)12月18~19日，由CSPPLAZA光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)平臺主辦(ban)的(de)2020中國光(guang)熱(re)市(shi)(shi)場形勢與(yu)應對(dui)策略峰(feng)會將在上述(shu)項(xiang)目的(de)所(suo)在地(di)青(qing)海省格爾木市(shi)(shi)召開，會議將深入研討光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)與(yu)其(qi)它可再生能源的(de)協同發(fa)(fa)展之道(dao)，并將組織實地(di)考(kao)察這一代表性項(xiang)目，以為(wei)未來綠(lv)色電(dian)網的(de)構建探討解決方案(an)。