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近日，在蘇州舉行的2018智慧能源發(fā)展高峰論壇儲能分論壇上，來自中國電力科學(xué)研究院的首席科學(xué)家惠東做了電力儲能應(yīng)用發(fā)展趨勢研判及儲能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的演講。主要從以下幾方面對儲能做了全面的解析。
儲能在電力系統(tǒng)的定位和切入
儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用定位：由于減排導(dǎo)致的能源結(jié)構(gòu)的變革，也就是發(fā)電側(cè)；資源約束迫使電網(wǎng)從功率傳輸轉(zhuǎn)向電量傳輸；用戶側(cè)高質(zhì)量、個性化、互動的未來需求，在于配電和用電領(lǐng)域。
儲能：跨學(xué)科的戰(zhàn)略技術(shù)
儲能現(xiàn)在是跨學(xué)科不斷升級換代的戰(zhàn)略技術(shù)，儲能的引入試圖顛覆傳統(tǒng)電網(wǎng)的工序平衡，關(guān)鍵因素在于時間因子，一般有一個時間范圍，比如長時間周期，短時間周期。如果我們講儲能技術(shù)本身，實際上是講儲能裝置技術(shù)和儲能應(yīng)用技術(shù)兩個層面。從規(guī)模來看有時候會講大規(guī)模集中式儲能和分布式構(gòu)成的大規(guī)模儲能的概念。
不管儲能的應(yīng)用有多少種，大概內(nèi)容基本相似，是以調(diào)頻調(diào)峰或者類似的技術(shù)支持來看待儲能上的功能應(yīng)用。我們做了大量的儲能，都是在做功能上的驗證，因為現(xiàn)在還很少有滿足商業(yè)性的儲能。即使在國外已經(jīng)有許多的應(yīng)用，至今能賺到錢的，可能只是美國調(diào)頻上有幾家達(dá)到了回本的程度，其他的還看不出來，因為還沒有在全壽命上對它真正進(jìn)行驗證。
但是儲能這些年來，以電化學(xué)為主的儲能載體，確確實實發(fā)生了一些比較大的變化。2010年，鋰電池儲能電站的價格綜合度電成本是2.42元，到了2018年，應(yīng)該到了0.4-0.5元的水平，到2020年預(yù)測會到0.25元。
至少現(xiàn)在來看，儲能的峰谷套利概念還是接近了所謂的經(jīng)濟性拐點，畢竟還有進(jìn)一步下降的空間。從不同省份的工業(yè)電價和商業(yè)電價的差距來看，大家對儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用還懷有比較大的企盼性。
現(xiàn)階段探索儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用模型，切入點無非是這么幾個。
? 一、客戶端的峰谷差價套利；
? 二、儲能提高輸配電設(shè)施應(yīng)用率；
? 三、儲能參與需求側(cè)管理應(yīng)用模式；
? 四、提高可再生能源的友好接入；
? 五、提升微網(wǎng)穩(wěn)定運行能力；
還有一些傳統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)壓、黑啟動等輔助服務(wù)。這是我們現(xiàn)在應(yīng)用比較多的切入性的儲能。今年圍繞這些功能或者切入的模式做了很多項目，比如我們在可再生能源側(cè)有魯能的多能互補項目，黃河水電的項目，還有調(diào)頻輔助服務(wù)項目；用客戶側(cè)有峰谷套利的項目，以及河南、江蘇正在做的電網(wǎng)儲能項目，還有由能源公司做的輔助調(diào)峰的論證項目；充儲一體化，快充站配電資源不夠，以后相當(dāng)多的場合需要配電儲能以緩解快充站給電網(wǎng)造成的沖擊。
未來三年看上去很熱鬧，以至于各種平臺上都在講儲能爆發(fā)時代來了，其實未來三年甚至于更長時間，儲能還是一個技術(shù)試錯時期，這種規(guī)?；痉逗湍Ｊ皆囧e階段，它需要經(jīng)過反復(fù)的迭代，但是并不意味著儲能不往前推動發(fā)展。
儲能未來的后勁和動力
我們國家發(fā)展儲能未來的后勁和動力在哪里？
一、能源轉(zhuǎn)型
火力要向清潔能源化轉(zhuǎn)變，清潔能源化轉(zhuǎn)變必然意味著大量的可再生能源、間歇性能源的引入，必然導(dǎo)致發(fā)電結(jié)構(gòu)帶來變化，也意味著給電網(wǎng)的運行結(jié)構(gòu)帶來比較大的變化，這是給儲能的一個比較大的空間。
二、增量空間
國內(nèi)未來的電量發(fā)展是一個增量游戲，現(xiàn)在人均用電量是在四千多，美國的人均用電量最高峰達(dá)到一萬三，韓國也達(dá)到了一萬一。我們國家要朝著這個目標(biāo)發(fā)展還有很大的增量空間，有多大的增量空間？我簡單推算了一下，我們可能再造兩到三個國網(wǎng)架構(gòu)，才能支撐這樣一個新增電力的局面。國外，至少發(fā)達(dá)國家已經(jīng)沒有這么強大的動力了。
而再造這種新的南網(wǎng)和國網(wǎng)過程中間，新技術(shù)是必然要采用的，儲能顯然是圍繞這樣技術(shù)的核心性的內(nèi)容。
三、用電結(jié)構(gòu)變化
目前國內(nèi)工業(yè)用電70%，至少從現(xiàn)在來看，70%的工業(yè)用電水平，恐怕在未來的數(shù)年內(nèi)會不斷的變化。這個變化意味著什么呢？意味著我們的用電結(jié)構(gòu)，主要是配電結(jié)構(gòu)上肯定要發(fā)生比較大的變化，給儲能的引入會帶來一個比較大的應(yīng)用空間。
四、國內(nèi)電力體制改革
上述四個動力放到世界來看，特別是幾個發(fā)達(dá)國家，可能有一個動力，或者說根本沒有。美國電力體制已經(jīng)市場化，人均用電量沒有什么提高的空間，用電結(jié)構(gòu)也無過大的變化，所以從這個角度來講，儲能在美國基本上是個替代游戲。
德國可能有能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的動力，但是沒有后面三個動力。所以在這樣的角度來看，事實上，我對儲能在中國的發(fā)展抱有很大的期望。
高比例儲能的聚合效應(yīng)
從電力系統(tǒng)來看，如果我們只講電，GRID要等于LOAD，這是未來的平衡。
但是未來有幾個不確定的因素，在發(fā)側(cè)高比例的新能源接入，在用戶側(cè)其他的新能源發(fā)生變化以及時空不確定性負(fù)荷接入，在GRID等于LOAD這件事情上就變的更加復(fù)雜。而我們電網(wǎng)的彈性無論做多大的冗余，都不足以去評判。在電網(wǎng)上去做結(jié)構(gòu)上的改變，恐怕還是難以做一個平衡，這就必須引入所謂的智能化，包括儲能這樣一個內(nèi)容的引入。
儲能到底是一個什么概念？其實儲能不發(fā)電，儲能歸根結(jié)底是一個服務(wù)載體。從儲能的十?dāng)?shù)種功能，和我們現(xiàn)在應(yīng)用推廣過程中間的商業(yè)化方式來講，為什么功能行，而經(jīng)濟不行？我們的服務(wù)形式最終是備用式服務(wù)，輔助型服務(wù)，還是主導(dǎo)型服務(wù)？它的服務(wù)價值，是必需品，還是套利型？或者是增值型服務(wù)？
我們現(xiàn)在儲能不是按照未來應(yīng)用模式發(fā)展，在這樣的情況下，盡管電力還是公用的商品屬性，但是如果要還原它能源的商品屬性，不能靠無限的發(fā)電，提供無限充裕的輸配電通道來賺錢。從商品屬性來看一件事情，儲能未來的服務(wù)定價一定是從它的交易中間推導(dǎo)出來的相關(guān)模式，只有這樣儲能才可能有一個比較大的發(fā)展空間。
儲能的發(fā)展空間也給我們的工作帶來了一個問題，儲能到底能降到多少？最終的量是多少？
我們現(xiàn)在只是從鋰離子電池推導(dǎo)來講，一個儲能系統(tǒng)如果年利用小時數(shù)達(dá)到200小時就可能盈利的話，如果以分布式發(fā)電的廣泛應(yīng)用，我們理清楚一些市場性的東西，將來的量就會比較大。同時也面臨一個很大的問題，即使一個儲能系統(tǒng)在江蘇，在用戶側(cè)去套利、安裝，五年能夠保證它回收，甚至將來可能四年半，三年，但是江蘇有多大的空間呢？在江蘇，如果發(fā)展500萬儲能，峰谷肯能就被拉完了。
但是我們從另外一種形態(tài)上來看，可能就會不一樣了。
儲能裝機容量
倒推一下，如果儲能在系統(tǒng)中間的裝機容量達(dá)到10%甚至20%，我們的電網(wǎng)還有那么復(fù)雜嗎？安全、高壓問題還有那么緊迫嗎？從這樣的角度來看，高比例的儲能裝機容量是電力系統(tǒng)對現(xiàn)在運行形式的變革，我們應(yīng)該按照另外一個思維，事實上高比例的儲能它在電網(wǎng)中就會形成所謂的聚合效應(yīng)。
我們在河南現(xiàn)在正在做100兆瓦，對于河南的峰谷問題的調(diào)節(jié)，所有的調(diào)節(jié)只要聚合起來，都不成問題。因為過去是單一功能，現(xiàn)在是多種功能，不論是省內(nèi)的新能源消納、跨省的新能源消納、電網(wǎng)的暫態(tài)支撐，在一天的曲線中間全部得到了應(yīng)用，它突破了傳統(tǒng)對電網(wǎng)作為資源調(diào)配的平臺。
我們現(xiàn)在提出電網(wǎng)的聚合效應(yīng)，起碼有一個功能可能是意外獲得的。河南現(xiàn)在有兩條特高壓線，兩條線的輸送容量可以達(dá)到1400萬千瓦。河南現(xiàn)在怎么用？兩條線加起來不到600萬，為什么？因為遠(yuǎn)端的東西一旦垮了，河南就必須找出同樣功率的機組去平抑，要不然至少有800萬的輸送能力完全在那兒空著。而特高壓的交流閉鎖也并非常態(tài)性，如果采用這種保護(hù)方式，電纜輸送能力將大大被限制。而對這一情況的支撐，我們預(yù)算一下，我們有560萬的儲能裝機，只要頂6分鐘，這個問題就可以得到解決。
如果把這800萬的輸送能力余出來，按5000小時算，每年多送400億度電，過路費按0.12元收取就是48億元。
此外，也將提升交易的手段。現(xiàn)在的峰谷定價不是反映供需平衡的真實原因，將來的峰谷肯定是競價制，15分鐘報價。一個成熟的電力市場，它的中長期能源合同占電量的80%，日前交易的合同應(yīng)該占15%，實時交易的合同5%，儲能在最后的5%，將有比較大的空間。也就是說儲能可能會改變跨區(qū)域電力交易。
儲能有一天會發(fā)展到那一步，至少從現(xiàn)在看，儲能是一個重資產(chǎn)投資。接下來，儲能的發(fā)展除了自身降價之外，還有一些天然的低邊界成本性的內(nèi)容，梯次利用確確實實為未來的儲能提供了一個比較大的低邊界成本的載體，而且這個量將會非常大。
未來儲能可能的顛覆
粗算一下，電動汽車去年是100萬輛，今年可能是200萬輛，明年可能是500萬輛電動汽車的保有量，2030年可能有5000萬輛。如果每輛車按80度電去配置，這5000萬輛車相當(dāng)于一個40億度電的水庫，當(dāng)然不是每天要交易40億度電。
2016年，國內(nèi)一年的平均上網(wǎng)電量為160億度，40億度電對電網(wǎng)是雙刃劍，讓電網(wǎng)非常舒服，也可以一夜之間把電網(wǎng)搞垮。到那個階段由梯次利用和電動汽車這種分散式的能源可以交互聚會的時候，它就形成一個巨大的資源。當(dāng)然電動汽車是海量的V2G的電動車樁，這時候有這樣一個量，我相信未來電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，也就是說我們存在這種資源。
在這樣一個階段以后，可能就是儲能材料的工藝結(jié)構(gòu)以高比能、高安全這種創(chuàng)新，得到了一個更加的沖擊化。至少現(xiàn)在從理論上來講，鋰電池是化學(xué)金屬元素的第一位，之所以大家用鋰電池是因為鋰電池的自然能級差是最高的。
鋰空氣電池按照能級推算，一公斤可以存11.5度電，燃煤一公斤發(fā)3.3度電，到現(xiàn)在還在爭論是建立輸電線劃得來還是運煤劃得來。如果一個儲能載體到了五度電的時候，我們是架設(shè)電網(wǎng)劃得來還是運電池劃得來，還真的不好說。
因為高比能的儲能載體的出現(xiàn)，我們未來的能源形態(tài)如果在一定程度上依賴于可再生能源的話，可再生能源最大的問題在哪里？是在于它的低能量密度，低能量密度如果用電網(wǎng)把它匯集起來的時候，這個會聚的資源所付出的成本過大。如果我們將太陽能會聚起來，太陽能一年發(fā)一千多個小時，我架一條線利用率六分之一，那這個會聚所付出的成本也太大了，將來是運電池，把電池充滿了運過去，如果到那一步，確實對電網(wǎng)的形態(tài)發(fā)生了變化。
原標(biāo)題：全解析 | 惠東：儲能在電力系統(tǒng)中的定位與種種可能
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