刘吉臻院士：要找准储能(néng)在新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng)的定位

分(fēn)布时间：2023-10-18 发布人：admin

当前，全球储能(néng)产(chǎn)业处于快速增長(cháng)期。数据显示，截至2022年底，全球已投运電(diàn)力储能(néng)项目规模近2.4亿千瓦，同比增長(cháng)15%。2022年新(xīn)增规模超3000万千瓦。其中(zhōng)，中(zhōng)國(guó)、欧洲和美國(guó)新(xīn)增规模占比分(fēn)别為(wèi)36%、26%、24%，三者合计占全球新(xīn)增市场的86%。

其中(zhōng)，電(diàn)化學(xué)储能(néng)是增長(cháng)主體(tǐ)。2022年底，全球電(diàn)化學(xué)储能(néng)累计装(zhuāng)机近4500万千瓦，年均增長(cháng)率达80%，锂离子電(diàn)池仍占主导地位。

具(jù)體(tǐ)到我國(guó)，截至2022年底，全國(guó)新(xīn)型储能(néng)装(zhuāng)机规模约870万千瓦，平均储能(néng)时長(cháng)2.1小(xiǎo)时。已投运新(xīn)型储能(néng)项目中(zhōng)，锂离子電(diàn)池占比约94.5%、铅酸（碳）電(diàn)池占比约1.7%、液流電(diàn)池占比约1.6%，压缩空气储能(néng)发展提速，占比约2%。

在中(zhōng)國(guó)工(gōng)程院院士、华北電(diàn)力大學(xué)教授刘吉臻看来，与全球電(diàn)力80亿千瓦的总装(zhuāng)机相比，当前新(xīn)型储能(néng)装(zhuāng)机数量仍相对较小(xiǎo)。“这个数字看起来好像很(hěn)大，但其实还处于萌芽状态，尤其是在電(diàn)力系统中(zhōng)，在大规模新(xīn)能(néng)源消纳过程中(zhōng)，新(xīn)型储能(néng)基本没有(yǒu)发挥出显著作(zuò)用(yòng)，只相当于用(yòng)几个矿泉水桶来储存長(cháng)江水。”

“将来储能(néng)能(néng)起到多(duō)大作(zuò)用(yòng)暂且不说，这些储能(néng)装(zhuāng)在哪里呢(ne)？”刘吉臻说，“装(zhuāng)在電(diàn)源侧，如果弃電(diàn)弃掉了2毛钱，储起来需要1块钱，那还储它干什么？装(zhuāng)在電(diàn)网侧，我考察了不下5个这样的储能(néng)调峰電(diàn)站，让他(tā)们把这几个月运行数据调出来，他(tā)们却调不出来；有(yǒu)的更尴尬，基本没有(yǒu)真正用(yòng)上，而实际上，用(yòng)的话也解决不了大问题。”

在刘吉臻看来：“让储能(néng)走在正确的道路上并发挥应有(yǒu)的作(zuò)用(yòng)，就像下一盘象棋，不是不喜欢‘車(chē)、马、炮’，而是如何很(hěn)好地调遣它们，把这盘棋赢了，这才是我们所需要的。储能(néng)是篇大文(wén)章，有(yǒu)很(hěn)好的前景。如果能(néng)攻克其中(zhōng)的种种难题，那距离实现能(néng)源转型、‘双碳’目标就非常近了。”

刘吉臻指出，从近期、中(zhōng)期、遠(yuǎn)期来看，一定要把储能(néng)的定位搞清楚。

“首先，希望储能(néng)促进新(xīn)能(néng)源大规模开发和消纳。”刘吉臻表示，一方面促进新(xīn)能(néng)源本地消纳，在新(xīn)能(néng)源富集地區(qū)通过建设系统友好型新(xīn)能(néng)源電(diàn)站、新(xīn)能(néng)源场站配储能(néng)、共享储能(néng)等形式，平滑输出功率、减少新(xīn)能(néng)源弃電(diàn)、保障新(xīn)能(néng)源高效消纳利用(yòng)。另一方面，支撑大规模新(xīn)能(néng)源外送，对“沙戈荒”大型新(xīn)能(néng)源基地，提升外送通道利用(yòng)率和通道可(kě)再生能(néng)源電(diàn)量占比。

“以‘沙戈荒’大型新(xīn)能(néng)源基地為(wèi)例，现在是新(xīn)能(néng)源配火電(diàn)、配抽蓄，必要的電(diàn)化學(xué)储能(néng)配比还是需要的，但首先要搞清楚配多(duō)少、怎么用(yòng)。”刘吉臻说，在電(diàn)网侧，希望储能(néng)能(néng)够支撑電(diàn)网安(ān)全稳定运行，支撑電(diàn)力保供、提升系统调节能(néng)力、应急备用(yòng)、延缓输配電(diàn)设备投资、提高電(diàn)网运行稳定水平。在负荷侧，则希望储能(néng)能(néng)够保障用(yòng)户灵活高效用(yòng)電(diàn)。

刘吉臻表示：“现在从世界范围来看，在两类场景用(yòng)得比较多(duō)。一类是在用(yòng)户侧，以美國(guó)為(wèi)例，其市场電(diàn)价有(yǒu)时相差十倍甚至百倍，在极端高電(diàn)价下，有(yǒu)些用(yòng)户就会用(yòng)储能(néng)電(diàn)站的電(diàn)，便宜、有(yǒu)回报，能(néng)够做到商(shāng)业化。另一类是分(fēn)布式屋顶光伏，配备储能(néng)后可(kě)形成一个相对稳定的供電(diàn)系统。目前，储能(néng)在需求侧的应用(yòng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于网侧和源侧。‘风光配储’这个路径肯定不是最优路径。”

据介绍，当前新(xīn)型储能(néng)技(jì )术路線(xiàn)多(duō)样，其中(zhōng)已规模化应用(yòng)的技(jì )术包括锂离子電(diàn)池储能(néng)、液流電(diàn)池储能(néng)、压缩空气储能(néng)，处于试点示范阶段的技(jì )术包括钠离子電(diàn)池储能(néng)、抽汽蓄能(néng)、压缩二氧化碳储能(néng)、重力储能(néng)、氢（氨）储能(néng)、飞轮储能(néng)等，此外还有(yǒu)固态電(diàn)池储能(néng)、金属空气電(diàn)池储能(néng)、热泵储能(néng)等技(jì )术处于研发攻关阶段。

刘吉臻指出：“对于新(xīn)型储能(néng)的技(jì )术需求，主要根据应用(yòng)场景、储能(néng)规模、储能(néng)时長(cháng)以及应用(yòng)地區(qū)的不同来选择。”比如，从应用(yòng)场景来看，如果用(yòng)于新(xīn)能(néng)源大规模开发，要考虑功率和能(néng)量的多(duō)样化路線(xiàn)；如果用(yòng)于電(diàn)力保供，要考虑转动惯量支撑和响应速度；如果用(yòng)于应急备用(yòng)，要考虑占地面积、安(ān)全性及能(néng)量密度；如果用(yòng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)等電(diàn)网末端區(qū)域，则要考虑经济性和保供。从储能(néng)规模来看，在10—100兆瓦等级中(zhōng)，锂离子電(diàn)池是最主要的技(jì )术路線(xiàn)，压缩空气储能(néng)将成為(wèi)新(xīn)型储能(néng)的主要技(jì )术路線(xiàn)之一。100兆瓦以上，锂离子電(diàn)池探索吉瓦时级应用(yòng)，压缩空气储能(néng)建成单机300兆瓦，全钒液流電(diàn)池建成百兆瓦级。另外，不同的储能(néng)时長(cháng)需求和应用(yòng)地區(qū)，适用(yòng)的技(jì )术路線(xiàn)也不同。

“我们要对新(xīn)型储能(néng)技(jì )术进行工(gōng)程示范，实践出真知，只有(yǒu)在工(gōng)程示范的过程中(zhōng)，才有(yǒu)可(kě)能(néng)发现问题、解决问题，而不是凭空坐(zuò)而论道。在这一过程中(zhōng)，我们要始终坚持产(chǎn)學(xué)研用(yòng)一體(tǐ)化，一定要把通过技(jì )术攻关解决重大难题放在首位，核心还是要围绕低成本、高安(ān)全和规模化方向补齐现有(yǒu)技(jì )术短板。”刘吉臻表示。

“在新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng)，储能(néng)有(yǒu)两个问题需要考虑，第一个是放在哪里，第二个是种类的选择。解决这两个问题，核心要素有(yǒu)两条，一是安(ān)全性，二是经济性。把这两点抓住，我们的工(gōng)作(zuò)就有(yǒu)成效，就会实现‘清洁低碳、安(ān)全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能(néng)’的新(xīn)型電(diàn)力系统建设目标。”刘吉臻说。