儲能價值在電力市場尚未充分體現(xiàn)——訪清華大學化學工程系王保國

作者:鐘銀燕 發(fā)布時間:2016-07-07   來源:中國能源報

  一直以來,儲能的市場地位與其所承擔的戰(zhàn)略地位并不相吻合。但自今年參與“三北”電力市場調峰后,這種局面才有所好轉,儲能市場主體地位獲得確立。

  作為戰(zhàn)略性新興產業(yè),儲能技術路線呈現(xiàn)出多樣性和廣泛性,很難判斷哪種儲能技術可以覆蓋全部的應用領域,而這也是國家對儲能補貼政策出臺始終保持謹慎的重要原因。

  儲能價值幾何?就此問題,近日,本報記者采訪了參與國家“十三五”儲能規(guī)劃撰寫、清華大學化學工程系王保國教授。

  依靠電網自身進行儲能不客觀

  記者:國內儲能的發(fā)展經歷了很長一段被質疑的階段,請您談一下當前儲能行業(yè)的發(fā)展環(huán)境有哪些變化?

  王保國:首先,儲能行業(yè)的興起與新能源的發(fā)展密不可分。這是由于新能源天然具備不穩(wěn)定的特性所決定的。這種不確定性給可以平滑電力、提高電力質量的儲能提供了發(fā)展空間;

  其次,發(fā)展儲能對節(jié)能減排的影響深遠。目前國內節(jié)能減排作為一項基本國策,很重要的一個核心,是電網系統(tǒng)能源利用效率的提高,通過儲能使能效得到巨幅提升,對社會節(jié)能減排意義非常重大。

  顯而易見,發(fā)展儲能是可以完美解決新能源問題、滿足節(jié)能減排需求的最佳技術路徑之一。而從目前儲能產業(yè)發(fā)展階段來看, 物理性的抽水蓄能發(fā)展受到了自然環(huán)境、社會因素的制約,儲能正在向以化學物質和電化學儲能為主的發(fā)展路線進行轉變。

  記者:通常來講,電網也具有類似儲能的調節(jié)功能,那么在電力系統(tǒng)還需要儲能的介入嗎?

  王保國:“電網是一個巨大的儲能系統(tǒng)”這一說法有一定道理,但是不準確。我們首先要明白能源和物質的關系——物質是能量的載體,脫離物質講能量沒有任何價值的。國內電網體量龐大而且復雜,確實具有一定的儲能和自調節(jié)作用,但作為能量傳輸的大通道,保障電網安全無疑是首要任務,用電網作為儲能的替代顯然是不可行的。

  電改為儲能提供發(fā)展空間

  記者:儲能與新能源發(fā)展密切相關,怎樣的比例才能使整個項目更具經濟性?

  王保國:各地新能源的波動性是不一樣的。通常來講,一般風力發(fā)電廠,按照10-15%的比例配置即可行。以全釩液流電池為例,從經濟效益、投資價值來看,現(xiàn)階段其經濟價值區(qū)間應該在功率250千瓦、儲電4個小時,上限到幾十個兆瓦、儲電8-10小時,在此區(qū)間內增加儲能所用電解液就可以靈活調節(jié)所需容量。

  國內儲能尚處于產業(yè)化的起步階段,隨著技術、市場、規(guī)模的擴大,儲能成本仍有很大的下降空間。其中,全釩液流電池的成本已經從幾年前1.8萬-2萬/千瓦下降到6000元/千瓦。而當前分布式微網系統(tǒng)正在成為全釩液流電池最佳應用場景。海島、電網末端等地方電價普遍在3元/千瓦時以上,液流電池儲能特有的長壽命和高安全特征,已經可以促使其經濟型逐漸被顯現(xiàn)出來。

  美國對電力質量的要求很高,也促使全釩液流電池在美國作為一種調頻設備,在美國形成了一定的市場和規(guī)模。但國內儲能項目基本仍以示范為主,距離市場環(huán)境的完善還有距離。儲能產業(yè)的發(fā)展不僅需要依靠技術和產業(yè)本身的進步,還和政策環(huán)境直接相關。

  目前,國內電價還沒有和電力質量緊密掛鉤,導致無論品質優(yōu)劣的電能都執(zhí)行同一個價格體系,儲能的價值并沒有在電力市場上得到充分體現(xiàn)。隨著電改的推進和國內對電力品質要求的不斷提高,一些政策也許會逐步調整,未來儲能發(fā)展空間可期?!?/p>

  補貼前提是可實現(xiàn)儲能單獨計量

  記者:您認為,儲能價值如何在能源系統(tǒng)中如何得到體現(xiàn)?在眾多儲能技術路線中,國家又該如何選擇恰當的技術路線進行扶持和補貼呢?

  王保國:儲能對整個電力系統(tǒng)的貢獻和價值還不能獨立計算,猶如在電力系統(tǒng),沒有人測算變壓器對電網的價值一樣,因此國家對儲能的補貼謹慎也是情理之中。

  儲能價值的真正體現(xiàn)需要先做到在實際工作中儲能價值的單獨計量,之后才會有儲能電價的出臺,產業(yè)的補貼才會水到渠成,這方面的計算需要有研究單位去推動。

  同時,在分布式發(fā)電、電網末端,沒有儲能系統(tǒng)就沒有辦法運行起來,但這個價值也沒有人去量化。盡管儲能發(fā)展的瓶頸仍在于成本,但如果把儲能的邊際效益考慮進來:如由于引入儲能,減少了“棄風”“棄光”,減少了污染物排放,所形成的社會效益應該考慮在內,儲能也已經到了可以產業(yè)化的階段,因此,適當的儲能電價政策變得十分必要。

  推動行業(yè)的發(fā)展,政策和補貼都要適度。政策和補貼是一把“雙刃劍”,即可以推動產業(yè)的快速發(fā)展,使用不當也會對產業(yè)健康發(fā)展產生巨大危害。我一直強調,補貼要適度、在市場使用過程中,用合適的規(guī)模檢驗技術的發(fā)展,將社會的損失降到最小。適度是有一個市場的測算,現(xiàn)在很多過火的東西,多是為了推而推,其后果不言而喻。只有按照科學規(guī)律辦事,才能實現(xiàn)企業(yè)和社會效益最大化。

  記者:目前,因為儲能價值難以估值,行業(yè)發(fā)展也良莠不齊,您如何看待這種情況?

  王保國:儲能種類眾多,路線爭議也比較大。在制定“十三五”儲能規(guī)劃時,我們提出了儲能的發(fā)展需要遵循四個基本準則,站在整個行業(yè)上,討論共有的尺度十分重要。

  第一,安全可靠性準則:安全是選擇儲能技術的首要衡量條件,應優(yōu)先選擇在原理上具有安全特征的技術,保證儲能設備應用過程的安全、可靠,節(jié)省投資成本;

  第二,資源可持續(xù)發(fā)展準則:優(yōu)先選擇原材料資源能夠國內自給,并容易實現(xiàn)資源回收和再利用的技術,實現(xiàn)儲能資源可持續(xù)發(fā)展。

  第三,環(huán)境友好準則:優(yōu)先選擇在裝備研究開發(fā)、生產制造、使用和回收過程的全生命周期,對外界“三廢”排放最少、環(huán)境負荷最小的技術和裝備;建設對上級電網系統(tǒng)友好的微網,實現(xiàn)儲能產業(yè)發(fā)展與電網內、電網外環(huán)境保護相協(xié)調。

  第四,社會經濟效益準則:不僅要考慮儲能系統(tǒng)建設和運行過程的投資,還需要包括儲能系統(tǒng)存在對于可再生能源利用、電力質量提升形成的間接經濟價值,以及改善環(huán)境質量的社會價值。

  儲能與能源轉化要相提并論

  記者:您覺得不同的技術路線對儲能應用領域有哪些標準?

  王保國:目前,我們課題組正在研發(fā)三條線路,也是我個人的觀點,分別對應不同的市場需求。

  一個是鋅空氣電池,面向戶用儲能,我們相信儲能最終會走進千家萬戶。因為鋅本身具備本源綠色友好,安全和低成本特性;

  第二個是中等規(guī)模儲能,已經實現(xiàn)全釩液流電池的產業(yè)規(guī)模技術研發(fā);

  第三,我們提出的概念是,對吉瓦級別的大規(guī)模能源問題,僅考慮儲能是有缺陷的。在自然界,光照使水蒸發(fā),水蒸氣在空中由風力輸送,遇冷后又變?yōu)榻涤昊氐降孛?。人類制造的能源系統(tǒng),也要仿照自然能源的循環(huán)系統(tǒng),實現(xiàn)能源之間的轉化和互聯(lián)。

  有人認為用儲能來完全解決棄風、棄光,這是不現(xiàn)實的,要用能源轉化的思路來解決問題。最近,我們提出雙極膜電解水制氫的方法,大幅度降低電解水能耗。通過電解水方式將電能轉化為氫氣,與天然氣混合后成為加氫天然氣,最終以燃燒方式釋放能源。既有利于大規(guī)模轉化、長時間儲存,又能夠遠距離輸運,該方式具有直接形成商業(yè)化應用的可能性。而這一路徑也契合了我國多煤少氣的現(xiàn)狀和能源結構調整的需求,具有較強的操作性。

  未來哪種能源形式更經濟、技術上更可行,就采用哪種形式的能源。只有通過能源互聯(lián)互通,才能真正提高能源效率,實現(xiàn)節(jié)能減排。比如通過利用棄風、棄光的電能形式,經過電解水變成氣的形式,實現(xiàn)不同能量形式之間的轉換,也多了一條脫離電網、利用天然氣管網的消納途徑。

  在自然界中,能源是循環(huán)流動的,那么人類能源系統(tǒng)也應該是流動起來;能源只有在流動過程中才能產生最大價值。從技術上看,信息技術和能源轉化與儲能技術的互相融合正在推動能源互聯(lián)網建設與發(fā)展,但能源互聯(lián)網歸根結底還是要依靠新型能源裝備支撐。

  能源互聯(lián)網是基于信息技術和裝備技術連起來的復雜系統(tǒng),最終目的是實現(xiàn)人人可以用得起清潔的、可持續(xù)再生的能源, 脫離“物質是能源的載體”這一說法,脫離物質談能源互聯(lián)網,就會讓能源互聯(lián)網變成虛的東西,工程上也難以落地。

      關鍵詞: 電力,儲能

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