11月16日,南方電網儲能股份有限公司儲能科研院黨支部書記、副院長陳滿在出席《南方周末》舉辦的“2023科創大會”并發表演講。
在演講中,陳滿直言,儲能技術是實現雙碳目標的支撐,是構建新型電力系統的重要技術和裝備。
此外陳滿認為,目前來說商業模式商業回報方面還是有一定困難。在一線城市用戶側儲能因為峰谷價差比較大,還有盈利空間。但在電網側缺乏比較好的一個回報機制,現在政府也是在研究,很快會出臺相關政策支持。電源側現在各省區也出了很多政策扶持,但是成本分攤或者疏導機制還需要進一步完善。
最后陳滿表示,隨著可再生能源并網不斷增大,規模化儲能在電力系統的作用會越來越重要。接下來我們會以需求為導向,推動儲能技術商業機制的創新,促進儲能在電網中安全、經濟、高效、規模化的發展。
以下為陳滿演講全文,華夏能源網(公眾號hxny3060)根據演講編輯后發布:
2009年美國奧巴馬總統提出了智能電網概念后,南方電網公司決定對智能電網支撐技術開展研究。在這個過程中,我們對大規模儲能在電網中應用的可行性、各項集成技術、安全等各方面的技術開展了研究,也看到了儲能技術從冷到熱發展的過程。
為什么儲能技術會有這么快的發展?電是從發、輸、配、用很長一個鏈條,而且是同一個時間完成的,如果哪一個階段斷了,用電就完不成。電能不能存起來用或者想什么時候用就什么用?這就涉及到儲能技術了。儲能技術是實現雙碳目標的支撐,是構建新型電力系統的重要技術和裝備。
為什么提新型電力系統?新型電力系統以新能源越來越多成為主體為前提。預計到2030年到2060年,新能源占比會達到25%或60%。在這個過程中,風光新能源的不可預測性、隨機性、間歇性對電網的安全穩定會帶來很大的影響。目前比例沒這么高的情況下,大家都知道電網非常堅強,非常穩定,不會感受到用電各方面的問題。一旦為了實現雙碳目標,構建新型電力系統時,我們就要遇到各種各樣的問題了,包括極端天氣、極端氣候的影響。
所以我們不僅研究儲能,還可以讓其在發、輸、配用各個環節發揮作用,讓我們用電更加清潔,電網更加穩定。儲能技術這一塊,目前大家也都意識到這個問題,越來越重視。
傳統的儲能技術是抽水蓄能和新型儲能兩種。抽水蓄能國內是1993年開始建成大型抽水蓄能電站,新型儲能的應用是從2009年開始。隨著新型儲能的快速發展目前占比7:3。
新型儲能以鋰離子為主,鋰離子電池占比96%,還有其他的一些電化學儲能和壓縮空氣、飛輪儲能等新型儲能。再過幾年,雙碳目標提出來之后,這個比例(7:3)可能也會出現反復,抽水蓄能也會快速發展。
這么多儲能手段有各種類型的電池,哪一些更加適合用到電網?我們根據應用場景需要和技術經濟性,還有性能參數來匹配,可以從功率、響應時間,循環壽命,還有成本以及更加安全的角度綜合考慮具體用哪一種儲能技術。目前來說,抽水蓄能性價比較高,而且是大規模。但它也有一些局限性,所以用哪一種儲能是根據具體情況來決定。
抽水蓄能目前來說是最成熟、最穩定、性價比最高的儲能。目前在國內,南方電網建設的儲能已經穩定運行30周年,現在還很穩定的在運行。全壽命周期成本是0.15元/度到0.3元/度。鋰離子儲能也是近十幾年才用起來,它的壽命目前來說隨著技術發展壽命越來越長,目前來說基本上是8~10年,但真正達到10年周期,而且效果比較好的,性能還比較穩定的比較少,所以度電成本目前來說也還是相對來說比較高,0.45元/度到0.6元/度,還有一定的發展的空間。
未來電化學儲能朝著長壽命、高安全低成本這個方向去發展,只有這樣它才能夠得到推廣和應用。在4小時以上長時間的儲能技術上,未來主要是液流電池占主流。4小時以下調節主要用鋰電。不過鈉離子電池近來發展勢頭也比較猛,未來會呈現鋰鈉共存共舞的狀況。4小時以下的儲能,鋰電和鈉電會成為主流。
安全問題是大家非常關注的問題。大家也知道動力電池里電動汽車發生燃燒事件等,其實在電化學儲能電站一樣的存在,同樣存在安全問題。主要是鋰離子電池。其他的像一些材料本體安全,像液流或者鉛酸等等,安全性相對會高一些,不會頻繁發生問題。鋰離子電池全球統計近5年來已經有70多起火災事故了,甚至有消防員犧牲,所以鋰離子電池的安全目前已經成為業內聚焦攻克的一個關鍵問題。那么目前來說主要是從火災的救災機制,還有監測預警,報警滅火,抑制爆炸等這些方面去研究,也已經取得了一定進展。
新型儲能應用一個比較大的瓶頸就是商業回報。國內的儲能是大量的社會資本涌進來,大家看得非常熱,都是看著未來的一個發展的前景,因為雙碳還有新型電力系統構建大家都看好儲能發展,資金都涌進來了。其實,目前來說商業模式商業回報方面還是有一定困難。在一線城市用戶側儲能因為峰谷價差比較大,還有盈利空間。但在電網側缺乏比較好的一個回報機制,現在政府也是在研究,很快會出臺相關政策支持。電源側現在各省區也出了很多政策扶持,但是成本分攤或者疏導機制還需要進一步完善。
大家看到問題的時候都覺得要找標準,其實是有標準可依的。現有全國儲能標委會歸口管理59項標準已經有30項發布了,有23項在編。《電化學儲能電站設計規范》今年正在修編,之后報批。標準出來之后對整個儲能電站的規范安全方面都會有很大的一個改觀。
南網儲能是南方電網公司旗下聚焦于抽水蓄能和新型儲能投資建設運營的上市公司。裝機容量是1,234萬千瓦,在抽水蓄能和新型儲能兩個賽道面向全國發展。抽水蓄能自1993年建成國內第一座大型抽水蓄能電站之后,一直引領抽水蓄能技術的發展。在國內獲取了國家科技進步獎,還有一些電力工程優質工程獎、魯班獎、菲迪克獎等。在技術創新方面取得了不錯的成績。
近年來國產化技術的推進方面也做出了很大貢獻,公司近年來承擔的國家項目有海水處理性能前瞻技術和能源局的首臺套設備的研發,可變速處理性能機組的研發。
在電池儲能方面,我們在2009年開始啟動研究電化學儲能,在十幾年來建成了國內首個兆瓦級鋰離子電子儲能站,同時也承擔了國家863課題,建成了世界首個無變壓器高壓并網的電化學儲能系統,同時也依托國家項目開展了動力電池梯次利用的研究。
此外,公司還建了110MW/222MWh電化學儲能,聚焦于多種技術路線的一個研究。目前擁有高壓移動式儲能電站和全球首個浸沒式液冷儲能系統的產品,在建的一個300MW/600MWh的儲能站是對7種技術路線進行同臺驗證和驗證。
公司高度重視安全,2021年承擔了十四五首個安全國家項目。在基礎理論的研究和預警報警滅火等各方面開展研究,取得了一定的成果。公司建設了國家電化學儲能安全監測信息平臺,主要針對公司內部電化學儲能電站安全進行監測和管理。另外也積極參加國家能源局和國資委儲能方面的一些商業模式研究,也提出了電網儲能一些商業模式的建議。
在技術標準方面,我們總結技術創新的成果和工程建設經驗,主持或者參與國際標準有三項,國家標準15項、行業標準8項、團體標準4項。
2021年國家抽水蓄能中長期規劃是對抽水蓄能做了一些規劃。到2025年會比2021年翻一番,達到6200萬千瓦,到2030年又翻一番,達到1.2億千瓦,發展非常快速。
近年來由于發展非常快,可能也會存在另外一些問題。所以可能會相對放緩速度,盡管這樣,前期布局的抽水蓄能電站也非常多。
南方電網公司也根據新能源裝機發展規模(到2025年新增風光新能源達1.5億千瓦,2030年達2.5億千瓦)根據這種情況也做了一些布局,預計到2035年抽水蓄能電站會建到4400萬千瓦,新型儲能會建到1000萬千瓦,這也是一個非常大的量。
在雙碳目標下,隨著可再生能源并網不斷增大,規模化儲能在電力系統的作用會越來越重要。接下來我們會以需求為導向,推動儲能技術商業機制的創新,促進儲能在電網中安全、經濟、高效、規模化的發展。我們也會努力實現讓“用電更美好”這個目標做出努力。