儲能可否為電力系統(tǒng)提供可靠的容量支撐？
發(fā)布時間：2021-01-13
數(shù)九寒天，全國多地受寒潮侵襲，北方地區(qū)更是創(chuàng)下低溫紀(jì)錄。1月6日，華北電網(wǎng)負(fù)荷一度達(dá)到27355萬千瓦，刷新最高負(fù)荷紀(jì)錄，最高負(fù)荷較去年同期增長17.4%。持續(xù)強(qiáng)降溫天氣拉高了全社會用熱、用電需求，也給電力系統(tǒng)尤其是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來考驗。
近年來，電力系統(tǒng)綠色轉(zhuǎn)型步伐加快，“風(fēng)光”裝機(jī)均已達(dá)到2.3億千瓦。然而，“綠”電裝機(jī)占比持續(xù)攀升，將使電力系統(tǒng)波動性、不穩(wěn)定等問題更加凸顯。業(yè)內(nèi)專家指出，隨著“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)提出，煤電進(jìn)入控量增效階段，新能源勢必得到迅猛發(fā)展，高比例新能源電力系統(tǒng)更加離不開調(diào)節(jié)、備用性電源的支撐。在此背景下，儲能可否為電力系統(tǒng)提供可靠的容量支撐？
無法完全替代煤電
發(fā)電設(shè)備可以通過發(fā)電量體現(xiàn)其電量價值，而不發(fā)電時為系統(tǒng)提供備用的發(fā)電能力，便是發(fā)電設(shè)備的容量價值。在我國，抽水蓄能電站、燃?xì)怆娬镜?ldquo;兩部制”上網(wǎng)電價中，就包括了這些機(jī)組在電力、電量調(diào)節(jié)之外的容量價值。而隨著近年來煤電逐漸從電量供應(yīng)轉(zhuǎn)向電力支撐，為煤電建立容量電價機(jī)制的呼聲愈發(fā)強(qiáng)烈。
那么，與可再生能源發(fā)電搭配的儲能，能否發(fā)揮與傳統(tǒng)電源相似的作用？
對此，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)智庫中心主任夏清表示：“目前電力系統(tǒng)對容量的需求主要還是體現(xiàn)為對煤電、水電等機(jī)組的需求，這些機(jī)組能夠在寬時間尺度里提供有效容量。電化學(xué)儲能無法代替這部分功能，其更多發(fā)揮的是平抑系統(tǒng)短時波動的作用。”
國家發(fā)改委一位研究人員也指出，儲能與傳統(tǒng)意義上用作備用容量的煤電機(jī)組的保障、調(diào)節(jié)場景并不相同，難以進(jìn)行代替。“鋰電池儲能投資成本高，需要高頻率的充、放電才能較好回收成本，更適合2小時、4小時這種級別的短周期響應(yīng)與調(diào)節(jié)。如果一個系統(tǒng)需要10小時以上甚至季節(jié)性的容量資源，即便有相應(yīng)的價格補(bǔ)償機(jī)制，儲能作為容量資源的競爭力也弱于傳統(tǒng)電源。”
一位電網(wǎng)企業(yè)人士則認(rèn)為，新能源發(fā)電在系統(tǒng)中占比的大幅提升將使其波動性產(chǎn)生“質(zhì)變”。“儲能很難在高比例新能源發(fā)電的系統(tǒng)中完美切換充、放電狀態(tài)，從保障安全運行的角度，電力系統(tǒng)很難不靠煤電等基礎(chǔ)性電源兜底。”
商業(yè)模式難落地
電化學(xué)儲能并非儲能技術(shù)的唯一路徑。“未來可借助谷期的‘綠電’制氫，以氫為介質(zhì)滿足電能在較長周期內(nèi)的充、放，儲能也有能力發(fā)揮容量備用的作用。”夏清指出，制約儲能發(fā)展的瓶頸并非技術(shù)，主要在于仍沒有可實現(xiàn)盈利的商業(yè)模式。
“目前峰谷電價差還不夠大，沒有反映出每度電在不同時段的真實價值和稀缺性。”夏清說，“需要讓電價能夠反映出真實的電力供需關(guān)系，反映出發(fā)電資產(chǎn)的利用率，同時能夠讓用戶根據(jù)價格信號來主動調(diào)整用電行為，這既是各市場主體實現(xiàn)共贏的條件，也是儲能健康發(fā)展的關(guān)鍵。”
對此，上述國家發(fā)改委研究人員認(rèn)為，價格機(jī)制和技術(shù)路線是兩個層面的問題，在價格機(jī)制捋順之后，究竟采用何種技術(shù)路徑，仍需取決于各電力系統(tǒng)的實際需求。“單就儲能而言，電化學(xué)儲能、氫儲能、需求側(cè)資源、V2G等不同技術(shù)路線的運行和調(diào)度方式差異巨大，還是要根據(jù)不同地區(qū)的實際情況具體分析。究竟傳統(tǒng)容量電源、各項儲能路線如何配比最優(yōu)，也需要由各地根據(jù)需求來設(shè)計，通過市場來檢驗。”
電網(wǎng)調(diào)度潛力待深挖
事實上，目前無論是儲能商業(yè)模式，還是傳統(tǒng)煤電渴望的容量補(bǔ)償機(jī)制，都處于探索階段。“若要建容量市場，最終容量電源的成本需由電力用戶買單。但目前的經(jīng)濟(jì)形勢和政策環(huán)境下，這種成本傳導(dǎo)很難實現(xiàn)。”某發(fā)電央企負(fù)責(zé)人直言，“現(xiàn)在煤電企業(yè)呈現(xiàn)電價降、電量減的趨勢，希望享受容量補(bǔ)償機(jī)制，但由此帶來的成本增加目前能否承受？”
在探索儲能、傳統(tǒng)電源技術(shù)路線與容量機(jī)制的同時，是否還可采取其他成本壓力較小的手段，保障電力系統(tǒng)安全運行？
夏清表示，未來隨著新能源裝機(jī)占比提升，新能源發(fā)電隨機(jī)性、波動性以及“東邊日出西邊雨”等問題帶來的影響將愈發(fā)突出，造成的區(qū)域間不平衡將會加劇，電網(wǎng)公司需要擔(dān)負(fù)起更多責(zé)任。“‘能源互聯(lián)網(wǎng)’的表現(xiàn)形式之一，就是聚集新能源發(fā)電，并通過合理調(diào)配實現(xiàn)不同地區(qū)、不同時段的互補(bǔ)，這在電力系統(tǒng)下一階段發(fā)展中十分重要。”
上述電網(wǎng)企業(yè)人士對此表示贊同：“各省級電網(wǎng)通過互濟(jì)保障運行、提高效率，我國的體制優(yōu)勢一定程度上也保障了這種互濟(jì)的糾錯能力。以此來提升電力系統(tǒng)安全可靠運行的潛力還很大，例如跨區(qū)大通道的利用率有待進(jìn)一步提升。”
原文來自 中國能源報 作者:盧彬 ， 由開關(guān)柜除濕器、智能除濕器陜西賽普瑞分享，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
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