電力系統(tǒng)最終會需要儲能

發(fā)布時(shí)間:2016-07-01   來源:中國能源報(bào)

  電力系統(tǒng)最大的特點(diǎn),在于其實(shí)時(shí)平衡要求與不可經(jīng)濟(jì)儲存,而消費(fèi)者也往往缺乏足夠的技術(shù)手段與經(jīng)濟(jì)激勵(lì)改變自身的用電行為以促進(jìn)系統(tǒng)的平衡。因此,供應(yīng)側(cè)的調(diào)整成為保持電力系統(tǒng)平衡的基本手段,在不同時(shí)間尺度上,其對應(yīng)于系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰等服務(wù)。

  當(dāng)前,電力不可經(jīng)濟(jì)存儲,在于儲能技術(shù)還不夠可靠與廉價(jià)。但是似乎有越來越積極的信號顯示儲能產(chǎn)業(yè)將會有提速發(fā)展。近日,國家能源局下發(fā)了儲能參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻的試點(diǎn)文件——《關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》,無疑是儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大促進(jìn)。

  改善的儲能將顛覆電力系統(tǒng)認(rèn)知。如果各種處于概念中的、實(shí)驗(yàn)室中的、商業(yè)化初期(各種電池)的儲能技術(shù)與先進(jìn)模式能夠以足夠容量、低成本、高可靠性的特點(diǎn)出現(xiàn),那么其將使電力與其他商品無異。

  當(dāng)前,各種儲能的技術(shù)路線,以及我國各主要研究機(jī)構(gòu)的工作推進(jìn),都在日新月異進(jìn)展中。今年,電動汽車公司特斯拉M3車型的火熱預(yù)訂引爆了數(shù)個(gè)領(lǐng)域,60千瓦時(shí)的電池、320公里的續(xù)行里程,特別是每千瓦時(shí)200美元的成本預(yù)期著實(shí)預(yù)示著強(qiáng)大的競爭力,超過了之前幾乎所有預(yù)計(jì)的成本下降速度。當(dāng)然,有人認(rèn)為,這個(gè)成本低得有些夸張,沒有考慮安裝、電線投資等細(xì)節(jié),但是誰知道呢?

  當(dāng)然,現(xiàn)實(shí)是現(xiàn)有儲能技術(shù)成本現(xiàn)在還較高,不同技術(shù)路線進(jìn)展程度各異。而技術(shù)進(jìn)步的節(jié)奏,似乎只能期待,無法展望。

  筆者認(rèn)為,可再生能源電力系統(tǒng)最終會需要儲能。我國目前的風(fēng)電比例不到4%,電力系統(tǒng)還存在大量基荷。卓爾德中心的模擬顯示:如果這個(gè)比例超過了40%,該電力系統(tǒng)將是一個(gè)接近1000小時(shí)出現(xiàn)“過發(fā)電”(風(fēng)電出力大于總負(fù)荷)、化石能源機(jī)組滿負(fù)荷等效小時(shí)數(shù)下降到3600小時(shí)的系統(tǒng),那時(shí)系統(tǒng)的基荷就會徹底消失了。這樣的系統(tǒng),如果不借助儲能手段改善出力特性,運(yùn)行將是極其困難的,運(yùn)用其他綜合的需求側(cè)與供應(yīng)側(cè)措施也將是成本高昂的。

  從消費(fèi)者角度看,電是高度均一標(biāo)準(zhǔn)化的商品,不可能也沒有必要區(qū)分消費(fèi)的到底是火電還是水電。來自不同類型電源、不同地區(qū)的電力,對于消費(fèi)者而言是可以充分替代的。因此,電力的競爭,往往是簡單價(jià)格的競爭,而不像其他商品,存在偏好、質(zhì)量、習(xí)慣等方面的區(qū)別。現(xiàn)實(shí)中,對于電力消費(fèi)者,特別是中小用戶,其用電的價(jià)格會相對在一段時(shí)間固定。出于普遍服務(wù)的考慮,保證用戶持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng),往往也是電力運(yùn)營商或者銷售商的基本責(zé)任。

  但從供應(yīng)側(cè)而言,電力著實(shí)不是一個(gè)均一的商品。不同機(jī)組具有不同的長期發(fā)電成本,水電、光伏以及一些其他的先進(jìn)技術(shù)發(fā)電(比如燃料電池),都有不同的可變與固定成本的構(gòu)成。如果電力市場存在,且可靈活反映不同時(shí)間電力的價(jià)值,電價(jià)就會波動非常大。

  基于目前電力市場現(xiàn)狀,短期內(nèi),儲能跟純粹的消費(fèi)者可能關(guān)系不大,其價(jià)值發(fā)揮與可行的商業(yè)模式無疑應(yīng)更多在供應(yīng)側(cè)做文章。試想以1倍的價(jià)格充電,再以10倍的價(jià)格放電,或者電力價(jià)格越來越受天氣影響,而不是因燃料價(jià)格變化而產(chǎn)生巨大波動與出力偏差,這個(gè)利潤空間不知道有多“美”。長期看則似乎有些吊詭,儲能可以從市場波動與預(yù)測誤差中賺錢,但是賺錢的過程就是消滅市場波動的過程。很顯然,一個(gè)覆蓋全部電力需求的儲能系統(tǒng),平抑了幾乎所有的波動,其需求、供應(yīng)還有價(jià)格,都將是一條直線。儲能系統(tǒng)的價(jià)值在容量達(dá)到一定水平之后似乎會下降非常迅速,市場容量會很快飽和,從這個(gè)角度看,儲能似乎又是其自身的“埋葬者”。當(dāng)然,非系統(tǒng)級儲能應(yīng)用的市場還是非常大的。

  那么,當(dāng)前系統(tǒng)需要不需要儲能?從解決可再生能源嚴(yán)重棄風(fēng)的角度,在目前的有限比例之下,儲能仍舊不是經(jīng)濟(jì)有效的選擇,有更多便宜甚至近乎無直接成本的選擇,如調(diào)度精細(xì)化、煤電深度調(diào)峰、大幅下調(diào)電價(jià)以使煤電進(jìn)一步壓縮直至退出出力序列等。當(dāng)然,這些選擇存在很多非經(jīng)濟(jì)因素,如我國執(zhí)行的事實(shí)上的煤電優(yōu)先上網(wǎng)體系、調(diào)度體系監(jiān)管力度、電價(jià)體系的基荷思維設(shè)計(jì)等。筆者認(rèn)為,儲能成為為數(shù)不多的解決方案之一,也是可以接受的。在儲能領(lǐng)域,當(dāng)前特別需要做的,仍是持續(xù)的支持具有外溢影響的研究與開發(fā)。

  需要避免的是一種錯(cuò)誤的組合——缺乏波動性定價(jià)的市場、對儲能放電單獨(dú)補(bǔ)貼、補(bǔ)貼通過消費(fèi)者消化、啥時(shí)候放電調(diào)度說了算。那么,這樣的儲能就無異于其他普通電源了,還不如叫發(fā)電設(shè)備更恰當(dāng)。如此而言,儲能要想有大發(fā)展無疑需要精細(xì)的政策設(shè)計(jì)。國家能源局上述文件的出臺,還只是第一步。

      關(guān)鍵詞: 智能電網(wǎng),電力系統(tǒng),儲能

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