“碳達峰、碳中和”的提出必將加快推動風電、太陽能發電等新能源的跨越式發展。同時,高比例可再生能源對電力系統靈活調節能力將提出更高要求,給儲能發展帶來新機遇。
2030年新能源新增配儲或超34GW
2020年(nian)9月22日,我國(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)聯合國(guo)(guo)(guo)大會上向(xiang)世界承諾,“中(zhong)國(guo)(guo)(guo)將提高(gao)國(guo)(guo)(guo)家自主貢獻力(li)度,采取更加有力(li)的(de)政(zheng)策和措施,二(er)氧(yang)(yang)化碳(tan)排放(fang)力(li)爭于2030年(nian)前達到峰值(zhi),努力(li)爭取2060年(nian)前實現碳(tan)中(zhong)和”(以(yi)(yi)(yi)下簡稱(cheng)30·60雙碳(tan)目標)。2020年(nian)12月13日,我國(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)氣(qi)候雄心峰會上進一(yi)步闡述碳(tan)達峰、碳(tan)中(zhong)和目標,提出到2030年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)單(dan)位國(guo)(guo)(guo)內生產(chan)總(zong)值(zhi)二(er)氧(yang)(yang)化碳(tan)排放(fang)將比2005年(nian)下降(jiang)65%以(yi)(yi)(yi)上,非化石(shi)能源占一(yi)次能源消費比重將達到25%左右,風(feng)電(dian)、太陽能發電(dian)總(zong)裝機容(rong)量將達到12億千(qian)瓦以(yi)(yi)(yi)上。
國(guo)家能源(yuan)局(ju)公(gong)布(bu)2020年(nian)全國(guo)新(xin)增(zeng)(zeng)風(feng)電(dian)(dian)裝(zhuang)機7167萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)、太(tai)(tai)陽能發電(dian)(dian)4820萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa),風(feng)光新(xin)增(zeng)(zeng)裝(zhuang)機之和約為1.2億千(qian)瓦(wa)(wa)。此前國(guo)家能源(yuan)局(ju)公(gong)布(bu)2020年(nian)1-11月(yue)新(xin)增(zeng)(zeng)風(feng)電(dian)(dian)裝(zhuang)機2462萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa),新(xin)增(zeng)(zeng)太(tai)(tai)陽能發電(dian)(dian)裝(zhuang)機2590萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)。這意味著,僅2020年(nian)12月(yue)的(de)風(feng)電(dian)(dian)、太(tai)(tai)陽能的(de)新(xin)增(zeng)(zeng)裝(zhuang)機容量(liang)就分(fen)別高達4705萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)、2330萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)。截止(zhi)2020年(nian)底風(feng)電(dian)(dian)、太(tai)(tai)陽能發電(dian)(dian)累計裝(zhuang)機總容量(liang)超過5.3億千(qian)瓦(wa)(wa)。
國家(jia)能(neng)源局(ju)已發布2021年新(xin)(xin)增風電、太陽能(neng)發電1.2億千瓦的目標,按照新(xin)(xin)能(neng)源裝機的5%來配(pei)置儲(chu)能(neng),那么2021年新(xin)(xin)能(neng)源側儲(chu)能(neng)規(gui)模將新(xin)(xin)增6GW。
按(an)照2030年(nian)(nian)風(feng)(feng)電(dian)(dian)、太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)發電(dian)(dian)總裝機12億千瓦以上的(de)目標,預計未來10年(nian)(nian),風(feng)(feng)電(dian)(dian)、太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)發電(dian)(dian)合計年(nian)(nian)均至少新(xin)(xin)增規(gui)模(mo)6700萬千瓦以上,才能(neng)(neng)實現12億千瓦以上的(de)目標。若按(an)5%的(de)配(pei)置(zhi)儲能(neng)(neng)比例(li)簡(jian)單測算(suan),2030年(nian)(nian)風(feng)(feng)光新(xin)(xin)能(neng)(neng)源將(jiang)新(xin)(xin)增配(pei)套儲能(neng)(neng)34GW以上。
中(zhong)國投資協會聯合落基山研究所2020年(nian)預(yu)測,在碳中(zhong)和目標下,2050年(nian),中(zhong)國光伏(fu)和風(feng)電將占到(dao)電力總(zong)裝機量的(de)(de)70%。相應地,電化學儲能將由2016年(nian)的(de)(de)189MW增長到(dao)510GW,年(nian)均增長率達26%。
“30·60雙(shuang)碳目標(biao)”的提(ti)出必將加(jia)快(kuai)(kuai)推動風電、太陽能發電等新能源(yuan)的跨越式發展,高比例可(ke)(ke)再生能源(yuan)對電力(li)系統靈活調節能力(li)將提(ti)出更高要求,這就給儲能發展帶來了(le)新機遇。儲能裝置(zhi)可(ke)(ke)實(shi)現負荷削峰(feng)填谷,增(zeng)加(jia)電網調峰(feng)能力(li),也可(ke)(ke)參與(yu)系統調頻(pin)調壓,提(ti)高電網安全穩定性。加(jia)快(kuai)(kuai)儲能有效融入電力(li)系統發、輸、用各環(huan)節的進程,對于保障電力(li)可(ke)(ke)靠供(gong)應與(yu)新能源(yuan)高效利用實(shi)現30·60雙(shuang)碳目標(biao)具有重要意義。
“新能源+儲能”面臨的問題
一是靈活性資源不足
由于我(wo)國(guo)資源(yuan)(yuan)稟賦和負荷不均(jun)衡(heng),加(jia)上新能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)時空不匹配,風(feng)光大(da)規(gui)模接入電(dian)(dian)網(wang)(wang),其波動(dong)性(xing)(xing)和間歇(xie)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)缺陷給電(dian)(dian)網(wang)(wang)帶來的(de)(de)(de)影響也日趨(qu)放大(da),電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)調(diao)峰(feng)、消納壓力(li)巨大(da),需(xu)要(yao)更多靈(ling)活(huo)性(xing)(xing)資源(yuan)(yuan)為(wei)電(dian)(dian)力(li)系統的(de)(de)(de)安(an)全穩定(ding)(ding)高效運(yun)行提供支撐。目前,我(wo)國(guo)電(dian)(dian)力(li)系統靈(ling)活(huo)性(xing)(xing)比(bi)(bi)(bi)較差,遠不能(neng)滿足波動(dong)性(xing)(xing)風(feng)光電(dian)(dian)并網(wang)(wang)規(gui)模快速增長的(de)(de)(de)要(yao)求。我(wo)國(guo)靈(ling)活(huo)調(diao)節(jie)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan),包(bao)括燃(ran)油機組、燃(ran)氣機組以及抽蓄機組占比(bi)(bi)(bi)遠低于世界平均(jun)水(shui)平。特(te)別是新能(neng)源(yuan)(yuan)富(fu)集(ji)的(de)(de)(de)三北(bei)地區,靈(ling)活(huo)調(diao)節(jie)占比(bi)(bi)(bi)不到(dao)4%,遠遠低于美國(guo)、日本等國(guo)家。高比(bi)(bi)(bi)例可(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)力(li)系統運(yun)行的(de)(de)(de)最大(da)難點或者說風(feng)險就是靈(ling)活(huo)性(xing)(xing)可(ke)高調(diao)節(jie)資源(yuan)(yuan)不足,調(diao)頻調(diao)峰(feng)資源(yuan)(yuan)明顯不足,安(an)全穩定(ding)(ding)問題突顯。
最新(xin)發布的(de)(de)《電力系統安全穩(wen)定導則》(GB38755-2019),電源均應(ying)具備(bei)一次(ci)調頻、快速調壓、調峰能(neng)力的(de)(de)需(xu)要。隨著光伏風電發電比(bi)例不(bu)斷增大(da),電網的(de)(de)調頻需(xu)求越(yue)來越(yue)大(da)。截止2020年底已(yi)有18個(ge)省市(shi)出(chu)臺了(le)鼓勵或(huo)要求新(xin)能(neng)源配(pei)(pei)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)的(de)(de)有關文件。湖(hu)南、湖(hu)北(bei)、內蒙、山(shan)東(dong)、山(shan)西、河北(bei)、貴州明確規定了(le)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)配(pei)(pei)比(bi)比(bi)例,配(pei)(pei)置儲(chu)(chu)(chu)能(neng)的(de)(de)比(bi)例從5%到20%不(bu)等。遼寧、河南、西藏三(san)地雖并未要求具體儲(chu)(chu)(chu)能(neng)配(pei)(pei)置比(bi)例,但文件明確在新(xin)能(neng)源項目(mu)審核過程(cheng)中“優先(xian)考慮(lv)”新(xin)能(neng)源配(pei)(pei)置儲(chu)(chu)(chu)能(neng)項目(mu)。
目前新能源(yuan)(yuan)配置儲能項目普遍(bian)被(bei)認為(wei)是新能源(yuan)(yuan)配電儲能裝置,尤其是化(hua)(hua)學電池。但(dan)靈活性(xing)資源(yuan)(yuan)有(you)多種(zhong),既(ji)包括靈活性(xing)火電、抽水蓄能電站(zhan)(zhan)、燃氣電站(zhan)(zhan)、燃油電站(zhan)(zhan)、儲能,還包括可調(diao)節負(fu)荷等,應(ying)從系統(tong)(tong)的角度出發統(tong)(tong)籌優(you)化(hua)(hua),共同(tong)參與到電力(li)系統(tong)(tong)的運行(xing)調(diao)節過(guo)程中來。
二是市(shi)場機制和相關激勵機制不健全(quan)
受體(ti)制改革不(bu)到位(wei)、市場機制不(bu)健全、市場化程(cheng)度低等(deng)影(ying)響(xiang),我國新能(neng)源發(fa)電一(yi)直存(cun)在消納難題(ti)。目前儲能(neng)存(cun)在技術經濟(ji)性不(bu)高、位(wei)置獨(du)立(li)分散(san)、利用率(lv)低下(xia),且成本疏導途徑及盈利能(neng)力受限等(deng)問題(ti)。
由(you)于各(ge)地(di)新(xin)能(neng)(neng)源發展規(gui)模、電網(wang)結構,調峰資源缺(que)口程度(du)有所不同(tong),強配(pei)儲能(neng)(neng)給新(xin)能(neng)(neng)源企(qi)(qi)業帶(dai)來較(jiao)大的(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)壓力。盡管電化(hua)學儲能(neng)(neng)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)呈逐年下降(jiang)趨勢(shi),但目(mu)前(qian)仍(reng)高達0.6-0.8元(yuan)/kWh,遠高于抽水蓄能(neng)(neng)電站0.21-0.25元(yuan)/kWh的(de)(de)度(du)電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。安裝、運行成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)之外(wai),融資成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、項目(mu)管理費等附加費用也很高。由(you)于補貼退坡、資金(jin)拖欠、平價上網(wang)等因素,新(xin)能(neng)(neng)源項目(mu)盈(ying)利空間(jian)逐步壓縮,配(pei)置儲能(neng)(neng)缺(que)乏合理的(de)(de)機制和明確的(de)(de)投資回(hui)收(shou)渠(qu)道,帶(dai)來的(de)(de)收(shou)益有限,建設積(ji)極性(xing)較(jiao)低,導(dao)致(zhi)部分(fen)省份新(xin)能(neng)(neng)源與(yu)電網(wang)企(qi)(qi)業矛(mao)盾加劇。
三是(shi)電化學儲能(neng)相關(guan)標準缺失
電(dian)化學儲能(neng)產業(ye)發展(zhan)到(dao)現(xian)在(zai)已經十(shi)幾年,相(xiang)關標準(zhun)并沒(mei)有得到(dao)完善,儲能(neng)系(xi)統從設計(ji)、運(yun)(yun)輸(shu)到(dao)安裝、投運(yun)(yun)、驗(yan)收以(yi)及(ji)后(hou)(hou)期(qi)的(de)運(yun)(yun)維(wei),還有儲能(neng)系(xi)統的(de)災后(hou)(hou)處(chu)理(li)、電(dian)池的(de)回(hui)收等(deng),都沒(mei)有非常完善的(de)標準(zhun)和政(zheng)策來支撐。
新能源配儲要抓住四個關鍵點
首先,加強儲能與“源-網-荷”協調規劃。
政府應統籌規劃(hua)所有靈活性資源的發展,如果一擁而上、泛濫式的發展,其結(jie)果只會(hui)造成無序競爭和社會(hui)資源的浪(lang)費。
加(jia)強(qiang)儲(chu)能與“源(yuan)-網(wang)-荷”協調(diao)規(gui)(gui)劃,促進(jin)“源(yuan)-網(wang)-荷-儲(chu)”協調(diao)發(fa)(fa)展(zhan)。根據不同(tong)地區對靈活調(diao)節資源(yuan)的需求、發(fa)(fa)展(zhan)定位和特點(dian),明(ming)確儲(chu)能發(fa)(fa)展(zhan)規(gui)(gui)模和布局,實現“源(yuan)-網(wang)-荷-儲(chu)”協調(diao)發(fa)(fa)展(zhan),合理確定儲(chu)能發(fa)(fa)展(zhan)規(gui)(gui)模、設(she)施布局、接(jie)入范圍和建設(she)時序并滾(gun)動調(diao)整,引導儲(chu)能合理布局、有(you)序發(fa)(fa)展(zhan)。
其次,加(jia)快電力市場建設(she)。
應進一步加快建設電(dian)力(li)中(zhong)長期電(dian)力(li)市(shi)場、現貨市(shi)場、輔助服(fu)務市(shi)和可能(neng)的容量(liang)市(shi)場等,使各種(zhong)電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)都能(neng)在(zai)(zai)市(shi)場交易(yi)中(zhong)實現其經濟(ji)價值,以促進新(xin)能(neng)源(yuan)在(zai)(zai)更大范圍、全電(dian)量(liang)市(shi)場化消納,最(zui)終提(ti)高新(xin)能(neng)源(yuan)發電(dian)占比(bi)。
要建(jian)立能(neng)夠(gou)充分反應儲(chu)能(neng)價(jia)(jia)(jia)值的(de)(de)市場化(hua)(hua)機制,合理(li)科學地評(ping)估儲(chu)能(neng)配置規(gui)模和(he)(he)儲(chu)能(neng)服務價(jia)(jia)(jia)值,針對(dui)市場化(hua)(hua)過渡階段和(he)(he)全(quan)面市場化(hua)(hua)階段分別(bie)設計市場規(gui)則,最終(zhong)形成(cheng)“誰(shui)受益(yi),誰(shui)付費”的(de)(de)市場化(hua)(hua)長(chang)效機制。可以(yi)先從(cong)允許(xu)儲(chu)能(neng)系統運營(ying)商作為獨立市場主體提供(gong)多元化(hua)(hua)服務入手,使其(qi)能(neng)夠(gou)參與調(diao)峰、調(diao)頻、黑(hei)啟動等各(ge)類服務。除了拉大峰谷(gu)價(jia)(jia)(jia)差(cha)外(wai),儲(chu)能(neng)的(de)(de)價(jia)(jia)(jia)格機制可按照容量電(dian)價(jia)(jia)(jia)、電(dian)量電(dian)價(jia)(jia)(jia)、輔助服務電(dian)價(jia)(jia)(jia)予(yu)以(yi)制定(ding),且以(yi)對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量的(de)(de)影響作為電(dian)價(jia)(jia)(jia)的(de)(de)評(ping)估標(biao)準。在出臺相應價(jia)(jia)(jia)格政策的(de)(de)同時(shi),也要通過其(qi)實踐情況進行調(diao)整和(he)(he)修正。
再次推動儲能云平臺(tai)建設。
以互聯網思(si)維看待儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)服(fu)務,推(tui)動儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)云(yun)平臺(tai)建設(she),以共(gong)(gong)享(xiang)(xiang)經濟、平臺(tai)經濟的(de)發展模式創新(xin)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)運營的(de)體制(zhi)(zhi)機制(zhi)(zhi),充分挖(wa)掘儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)云(yun)的(de)利(li)(li)用潛力,積極探索(suo)綜合(he)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)服(fu)務、綠電(dian)交易、需求響應、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)托(tuo)管等新(xin)型(xing)商業模式,通(tong)過設(she)備共(gong)(gong)享(xiang)(xiang)、資源(yuan)(yuan)共(gong)(gong)享(xiang)(xiang)和服(fu)務共(gong)(gong)享(xiang)(xiang)最大限度地發揮儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)設(she)備的(de)利(li)(li)用價(jia)值,實(shi)現(xian)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)設(she)備資源(yuan)(yuan)優化配置和高(gao)效利(li)(li)用。
最后,制定(ding)和完善儲能相(xiang)關標(biao)準。
進(jin)一步(bu)完善儲(chu)(chu)能(neng)規劃設計、設備試驗(yan)、并網檢測、安全(quan)運(yun)維、消防(fang)等技術標準(zhun),建立儲(chu)(chu)能(neng)實施(shi)的(de)門(men)檻。推進(jin)儲(chu)(chu)能(neng)技術創新(xin)與(yu)標準(zhun)化(hua)協(xie)同發(fa)展,解決儲(chu)(chu)能(neng)設施(shi)參(can)與(yu)系(xi)統運(yun)行的(de)關鍵問題,有效保(bao)障(zhang)我國儲(chu)(chu)能(neng)產業高質(zhi)量發(fa)展。
注:本文作者系華北電力大學能源互聯網研究中心曾鳴、張曉春。