2018年以來,國內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能市場出現(xiàn)爆發(fā)式增長,其中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)比重首次超過用戶側(cè),占比達(dá)到42.85%。但進(jìn)入2019年, 儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)罕見下滑,一季度,國內(nèi)新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模僅為50.5MW,同比下降13.7%,環(huán)比更是下降84.2%。
本文從電力儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀、儲(chǔ)能政策環(huán)境及各網(wǎng)省公司儲(chǔ)能建設(shè)基本情況入手,分析了當(dāng)前儲(chǔ)能建設(shè)的利弊,并提出發(fā)展儲(chǔ)能的意見建議。
一、電力儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
電能具有發(fā)輸供用實(shí)時(shí)平衡的特點(diǎn),儲(chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn),改變了電力工業(yè)即發(fā)即用的傳統(tǒng)模式。當(dāng)前,儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用,主要包括可再生能源接入儲(chǔ)能、電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻儲(chǔ)能、配電側(cè)分布式儲(chǔ)能和用戶側(cè)分布式微網(wǎng)儲(chǔ)能。
(一)儲(chǔ)能裝機(jī)情況:截止2018年,全球投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模180.9GW,其中抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模最大,占比94%。國內(nèi)已投運(yùn)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模31.3GW,占全球市場總規(guī)模的17.3%。預(yù)計(jì)到2020年底,中國儲(chǔ)能市場的累計(jì)投運(yùn)容量將達(dá)到45.16GW。
從國內(nèi)儲(chǔ)能裝機(jī)增速看,2018年我國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模同比增速為5.3%,國內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能市場出現(xiàn)爆發(fā)式增長,其中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)比重首次超過用戶側(cè),占比達(dá)到42.85%,累計(jì)規(guī)模達(dá)266.8MW。
圖一、全球儲(chǔ)能裝機(jī)情況(截至2018年)
圖二、國內(nèi)儲(chǔ)能裝機(jī)情況(截至2018年)
圖三、2014年以來國內(nèi)抽水儲(chǔ)能裝機(jī)增長情況
圖四、2014年以來國內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)增長情況
(二)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀:抽水儲(chǔ)能仍然是目前最成熟、最經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能技術(shù),大規(guī)模應(yīng)用于系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻和備用領(lǐng)域,抽水蓄能在儲(chǔ)能應(yīng)用中的主導(dǎo)地位短期內(nèi)仍然不會(huì)被動(dòng)搖。電化學(xué)儲(chǔ)能單元成本較高、經(jīng)濟(jì)性不足,但相比物理儲(chǔ)能效率更高、配置靈活、響應(yīng)更快速,隨著技術(shù)成本進(jìn)一步降低,電化學(xué)儲(chǔ)能各種應(yīng)用場景正不斷被開發(fā)出來。
表一:儲(chǔ)能主要類型比較
二、國內(nèi)電力儲(chǔ)能政策環(huán)境
國家層面:7月1日國家四部委正式發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃,成為儲(chǔ)能行業(yè)又一個(gè)劃時(shí)代意義的文件。行動(dòng)計(jì)劃首次提出要規(guī)范電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展,研究項(xiàng)目投資回收機(jī)制,此舉有助于推動(dòng)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目走向市場化。
國家能源局:正會(huì)同有關(guān)部門研究解決儲(chǔ)能發(fā)展中政策、法律、投資管理等方面的問題,明確儲(chǔ)能的示范任務(wù)和發(fā)展方向。2017年,國家能源局將東北、山西、福建、山東、新疆、寧夏、廣東、甘肅等8個(gè)地區(qū)試點(diǎn)第一批電力輔助服務(wù)市場。
國家電網(wǎng):2019年2月18日,國家電網(wǎng)發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能健康有序發(fā)展的指導(dǎo)意見》,將儲(chǔ)能納入電網(wǎng)規(guī)劃。根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和規(guī)模增長趨勢,動(dòng)態(tài)調(diào)整抽水蓄能發(fā)展規(guī)劃,將電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能視為電網(wǎng)的重要電氣元件和一種技術(shù)方案,進(jìn)行綜合比選論證。
南方電網(wǎng):優(yōu)先利用抽水蓄能電站、變電站改造騰出的土地資源,開展大型儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目建設(shè),在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分散布置容量適中的儲(chǔ)能項(xiàng)目作為保底電源。
三、各網(wǎng)省公司儲(chǔ)能項(xiàng)目開工建設(shè)情況
(一)抽水儲(chǔ)能建設(shè)情況:截至2018年底,我國抽水蓄能電站已投產(chǎn)32座,裝機(jī)2999萬千瓦;在建33座,規(guī)模4305萬千瓦;預(yù)計(jì)到2020年,裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到4000萬千瓦。下圖中,西北地區(qū)主要集中在新疆、甘肅省;華東地區(qū)主要集中在江蘇、浙江等省份;西南地區(qū)主要集中在云南省;華南地區(qū)集中在廣東省;華北地區(qū)則主要集中在山東、山西和內(nèi)蒙古等省份。華中及東北地區(qū)主要集中在湖南省、遼寧省。
圖五:“十三五”各地區(qū)抽水蓄能電站開工規(guī)模統(tǒng)計(jì)
(二)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)情況(2018年以來)
各網(wǎng)省公司電網(wǎng)側(cè)2018年以來電化學(xué)儲(chǔ)能建設(shè)情況如下表。
表二 各網(wǎng)省公司電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)情況
四、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)利弊簡析
2017年以來,在國家有關(guān)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見下,電力儲(chǔ)能得到快速發(fā)展,尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展迅猛。下面重點(diǎn)就電化學(xué)儲(chǔ)能利弊做簡要分析。
有利的一面:
從現(xiàn)實(shí)需求上看:儲(chǔ)能是為了保持電力系統(tǒng)的能量均衡而生。在全球清潔低碳發(fā)展大潮下,新能源裝機(jī)快速上升,無論是風(fēng)電、光電、還是火電廠,為了增加出力、平滑曲線,有了加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求;隨著分布式電源、微網(wǎng)的發(fā)展,在電力市場和峰谷價(jià)差背景下,用戶出于節(jié)省支出和套利考慮,也有了發(fā)展儲(chǔ)能的動(dòng)力。
從技術(shù)特性看:儲(chǔ)能服務(wù)在電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)都可以發(fā)揮作用,被社會(huì)上部分企業(yè)、專家渲染為電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的剛性需求和標(biāo)配。從儲(chǔ)能電站技術(shù)特性看,儲(chǔ)能設(shè)施確能輔助電網(wǎng)安全運(yùn)行,比如輔助動(dòng)態(tài)運(yùn)行、調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)峰、備用容量、無功支持、可再生能源平滑輸出/削峰填谷、爬坡率控制、電能質(zhì)量、緊急備用等等,能夠提升電壓質(zhì)量和電網(wǎng)運(yùn)行安全水平。
不利的一面:
成本方面:電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)造價(jià)中,電池成本占比約 60%。儲(chǔ)能關(guān)鍵原材料價(jià)格維持較高位置,度電單位成本高居不下。就應(yīng)用最廣泛的鋰電池看,盡管鋰電池成本已經(jīng)有了顯著下降,但出于經(jīng)濟(jì)性考慮,仍不具備競爭力。2018 年典型的磷酸鐵鋰集裝箱式儲(chǔ)能項(xiàng)目的系統(tǒng)中標(biāo)單價(jià)在 1.9-2.3 元/Wh 之間,就電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目來看,系統(tǒng)造價(jià)須降至 1.5 元/Wh 以下,才有大規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
制度方面:2019 年 5 月,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合修訂出臺(tái)了《輸配電定價(jià)成本監(jiān)審辦法》,明確抽水蓄能電站、電儲(chǔ)能設(shè)施不能納入輸配電成本。國家發(fā)改委《省級電網(wǎng)輸配電價(jià)定價(jià)辦法》(征求意見稿)第九條,抽水蓄能電站、電儲(chǔ)能設(shè)施不得納入可計(jì)提收益的固定資產(chǎn)范疇,因此儲(chǔ)能設(shè)施相關(guān)資產(chǎn)對電網(wǎng)企業(yè)來講,不屬于有效資產(chǎn)范疇,其建設(shè)投入資金無法通過輸配電價(jià)獲得補(bǔ)償,后期運(yùn)維成本也沒有資金支撐,不利于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的發(fā)展。
技術(shù)安全方面:安全問題所帶來的消極因素更為突出。儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)缺乏內(nèi)部可控的安全設(shè)計(jì),一旦某個(gè)電池出現(xiàn)熱失控,很容易導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)整體失控,會(huì)造成重大火災(zāi)和輸配線路燒毀等事故,讓業(yè)主、投資者和政策制定者顧慮重重。
電網(wǎng)運(yùn)行檢修方面:用戶側(cè)儲(chǔ)能布局分散,出力具有雙向性、隨機(jī)性等特點(diǎn),對電網(wǎng)來說“不可觀、不可控”,大規(guī)模無序運(yùn)行將導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷特性由有序向無序轉(zhuǎn)變,系統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)行模式將發(fā)生巨大變化。更嚴(yán)重的是,儲(chǔ)能設(shè)施非受控功率倒送,增加電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行難度,對電網(wǎng)檢修人員人身安全構(gòu)成極大威脅。
五、相關(guān)建議
(一)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)及制度環(huán)境尚不成熟,不具備電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模部署條件。技術(shù)、資本和制度安排是推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展的“三駕馬車”,目前迫切需要的是能體現(xiàn)儲(chǔ)能價(jià)值的新機(jī)制,并建立可持續(xù)的商業(yè)模式,讓參與各方獲取實(shí)實(shí)在在的真金白銀。但是,我國當(dāng)前儲(chǔ)能服務(wù)缺乏明確量化的市場定價(jià)體系和機(jī)制,單一的價(jià)差回收模式吸引力不足,加之技術(shù)成本、安全隱患,現(xiàn)階段電化學(xué)儲(chǔ)能尚不具備在電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模部署的條件。
(二)加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)管理,引領(lǐng)儲(chǔ)能設(shè)施安全發(fā)展。盡快研究制定儲(chǔ)能設(shè)施設(shè)備在并網(wǎng)、計(jì)量、安全、消防等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn),明確并網(wǎng)安全技術(shù)要求和業(yè)務(wù)辦理流程,并面向全行業(yè)積極推廣,引領(lǐng)電源側(cè)、用戶側(cè)儲(chǔ)能設(shè)施安全發(fā)展。積極跟蹤研究儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展情況,重點(diǎn)開展電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)評估、運(yùn)行監(jiān)控及安全防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)研究,編制、推廣用戶側(cè)儲(chǔ)能電站典型設(shè)計(jì)、防火防爆典型安全方案等,確保公司電網(wǎng)運(yùn)行、檢修安全。
(作者:劉永生 國網(wǎng)四川省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院)
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