峰谷电套利、新能源并网，电化学储能“功不可没”
来源：新华日报 | 0评论 | 5006查看 | 2018-08-01 12:24:00
目前储能电池技术发展很快，一旦取得突破，将对新能源发展、电网运行控制、终端用能方式等产生重大影响。未来储能电池技术将在新一代电力系统中实现广泛应用。
总容量20.2万千瓦时，可满足17万家庭一天的生活用电……7月18日，一个超大型“充电宝”在镇江储能电站投入运行，总功率达10.1万千瓦，是国内规模最大的电池储能电站项目。
发展储能项目被业界视为破解缺电难题的重要举措之一。江苏电力经济技术研究院院长刘纲说，镇江储能电站工程就像一个超大容量的“充电宝”，在用电低谷时当作用电负荷充满电力，在用电高峰时当作发电电源释放电力。
近年来，储能已在电网调峰调频、分布式发电及微电网领域展现出广阔的应用前景。目前，我国已是全球最大电化学储能的应用市场，不少业内人士表示，未来10年的下一个确定性蓝海行业就是储能市场。
“储能”让收集到的太阳能、风能更加“稳定”
传统的电力系统一直以来都是发、供、用同时完成。由于风力变化和昼夜交替，风力和太阳能发电呈现出显著的随机性、间歇性和波动性的特点，导致其与用户相对固定的用电需要难以匹配。
储能即能量存储，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，未来应用需要时以特定能量形式释放出来的循环过程。南京工程学院电力工程学院院长郝思鹏说，物理储能受地理条件和资源条件的限制，长远来看，其开发潜力和规模均受到限制。电化学储能技术尽管现阶段其装机规模不大，但增速较快，发展潜力大。可以说，储能技术的突破与普及，将使能源跨越时空进行分配调节，对能源的生产和消费都有革命性意义。
从2016年到2017年6月底，我国新增在建和投运的电化学储能装机规模达到1.35GW，是2000年至2015年累计装机规模的9.6倍。去年10月，国家发改委、财政部、科技部、工信部、能源局联合发布《关于促进储能技术和产业发展的指导意见》，明确计划在未来10年内完成“两步走”，到2025年，使储能产业实现规模化发展，形成较为完整的产业体系，成为能源领域经济新增长点。
目前，国内不少企业都在加大对储能行业的投入力度，期待下一个风口。南瑞集团有限公司提出，到2030年，发展成为能源互联网领域具有国际竞争力的储能产业关键装备和整体解决方案提供商。“近期，北京、辽宁、江西、河北等地区都已出台支持储能产业发展和技术应用的引导性政策，部分省份也在研究直接针对储能技术应用的资金支持政策，为储能产业发展营造了良好的政策环境。”南瑞集团有限公司首席专家梁志成说。
峰谷电套利、新能源并网，电化学储能“功不可没”
随着风电、光伏等新能源在能源结构中占比不断提升，以及动力锂电池成本的快速下降，电化学储能在峰谷电价套利、新能源并网以及电力系统辅助服务等领域的应用场景正不断被开发并推广开来。
目前储能电池技术发展很快，一旦取得突破，将对新能源发展、电网运行控制、终端用能方式等产生重大影响。未来储能电池技术将在新一代电力系统中实现广泛应用。
据美国能源部统计，至2016年年底，美国、日本、欧盟和中国储能装机占全球总装机的94%，电化学储能示范数量近百项，项目数占比为53%。在电化学储能示范项目数中，锂离子电池所占比重最高，达到48%，在电池储能中位列最高。
然而，电化学电池储能在安全性方面最大的问题，在于其安全隐患的不可预见性，而热失控一旦发生，又没有有效的手段来控制。本月2日，韩国全罗南道灵岩郡金井面火城山灵岩风力发电园区内ESS储能设备发生重大火灾事故，造成706㎡规模电池建筑和3500块以上锂电池全部烧毁。
“锂离子电池的安全性不能百分之百保证，本身存在爆炸的问题。”郝思鹏说，目前的主要解决办法是把锂离子电池放在一个个集装箱内，箱内部加装消防系统，集装箱之间保持一定的间距，“每个集装箱是一整套封闭的系统，如果一个出了问题也限制在单个集装箱内。”
另一个亟待突破的技术瓶颈是电池容量。郝思鹏说，目前锂离子电池每公斤大概只能够存储0.13至0.15度电，“例如1吨重量的电动车锂离子电池，开不到四百公里距离。虽然容量每年都在增加，但增速在5%左右，速度不快。如果在这一领域能够实现技术突破，那么可以想象会对储能行业带来怎么样的变化。”
综合国际可再生能源署、国际能源署等机构的判断，2030年左右，锂离子电池将突破技术瓶颈，电池整体性能得到全面提升，成为最具大规模商用前景的主流电池技术，占全球储能电池容量的比例将超过50%，极大推动储能电池技术的发展和应用。
变“电从远方来”为“电从身边来”，减少远程输电
随着家庭用太阳能等新能源系统的普及和储能技术的发展，未来家庭用电模式将会发生革命性的变化。
家庭储能系统，也可以理解为一组为家庭储存电能的“充电宝”，其运行不受城市供电压力影响。在用电低谷时间，家庭储能系统中的蓄电池组可自行充电，以备用电高峰或断电时使用。除了可以作为应急电源使用之外，家庭储能系统也因为能够均衡用电负荷，从而可以节省家庭电力开支。“欧美国家的人均住宅面积通常比较大，家庭用电较多，拥有风、光等新能源发电系统的家庭数量也多。由于用电量比较大，且峰谷电费存在比较大价格差异，套利空间大，所以家庭储能系统有很广阔的市场前景。”郝思鹏说。
沃太能源南通有限公司董事长袁宏亮说，德国的家庭储能市场在过去的三四年经历了从几百套到几千套再到5万套的规模变化。此外，澳大利亚的家庭储能市场也是快速增长。“居民电价高于1.5元人民币的地区都可以作为家庭储能市场的首选目标”，袁宏亮表示，“除了电价，光照和电网稳定性也是影响家庭储能消费需求的因素。例如，澳大利亚年光照在1600至2000小时，德国在800至1200小时，同样的光伏发电系统在澳大利亚每年每千瓦可多发出1000度电左右，利用储能进行消纳和自发自用的价值更高。”
对于大多数普通中国家庭来说，每月的电费一般不到200元，10年的电费一般不超过2.4万元，也就是说购买一个家庭储能系统的支出接近一个中国家庭10年用电的费用。但业内依旧看好国内家庭储能行业的发展，随着我国人均住宅面积的不断提高、电动车的不断普及、家庭用电量的不断增长，家庭储能系统还是能够在中国市场上找到一席之地的。袁宏亮称，让消费者花1万澳币购买5年回本的产品，并在之后可以享受免费用电，这或许才是这个市场快速增长的根本原因。随着未来系统价格的进一步降低，越来越多国家的储能大市场将快速启动。
“原来我们的理念是‘电从远方来’，发展特高压来实现远方送电。而未来可能是‘电从身边来’，通过储能，大大减少了远距离输电需要。”郝思鹏说。
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