以長時儲能+新能源的技術(shù)路線，可以更大規(guī)模的去替代CCUS+化石能源+新能源的技術(shù)路線。
——中國電力科學(xué)研究院有限公司系統(tǒng)所前瞻室副主任 王鐵柱
北極星電力網(wǎng)、北極星儲能網(wǎng)2023年9月11-12日于寧夏銀川舉辦“2023儲能市場化創(chuàng)新應(yīng)用論壇”。會上，中國電力科學(xué)研究院有限公司系統(tǒng)所前瞻室副主任 王鐵柱做了題為《新型電力系統(tǒng)發(fā)展挑戰(zhàn)與長時儲能需求》的報告。
他從長時儲能系統(tǒng)的角度分析遇到的挑戰(zhàn)以及對長時儲能的需求。
他表示，到了2060年，非化石能源占比將超過80%以上，消耗電量的90%以上來自于非化石能源，電能在終端能源消費里面的占比70%以上。過去火電、水電等出力相對可控，所以過去都是源隨荷動的系統(tǒng)，負(fù)荷隨機變化，我們通過控制電源的出力去跟蹤負(fù)荷的變化來保持實時平衡。
但未來建設(shè)以新能源為主的新型電力系統(tǒng)，新能源發(fā)電具有隨機性、波動性，電力電量時空分布極度不均衡，豐饒和短缺交織等保證供需的平衡挑戰(zhàn)，也就是我們所說的充裕性挑戰(zhàn)。
另外，他表示，新能源發(fā)電設(shè)備本身跟傳統(tǒng)的常規(guī)機組也有較大區(qū)別，新能源大規(guī)模替代常規(guī)機組以后，系統(tǒng)整體的強度支撐等變?nèi)?，因此帶來了安全性的挑?zhàn)。由于有充裕性、安全性的挑戰(zhàn)，未來的電力系統(tǒng)需要運行，那就需要多行業(yè)、多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，以及輔助服務(wù)作為支撐，在原來的發(fā)電成本以外還有很多綜合成本，因此又帶來了經(jīng)濟性和體制機制的挑戰(zhàn)。
他提出，為了保證不棄風(fēng)光以及保證高峰時段的用電，需要大約0.7倍的最大負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)能力，這部分的能力就需要儲能來調(diào)節(jié)。他預(yù)測，從2060年的波動范圍來看，新能源出力占系統(tǒng)總負(fù)荷比例低的時候占16%、高的時候占142%，低的時候就需要儲能來支撐，高的時候又需要儲能將電量給存儲起來，然后進(jìn)行時間上的平移。新能源長時間大范圍的功率波動，給系統(tǒng)消納、安全，以及儲能的利用帶來了巨大的需求與挑戰(zhàn)。另外新能源出力還有季節(jié)性的偏差，這就需要更長時間尺度的儲能。
他表示，長時儲能其實沒有明確的定義，有的報告稱4小時儲能為長時儲能，而美國將10小時儲能才成為長時儲能，這個標(biāo)準(zhǔn)很難界定?？傊?，新能源發(fā)電滲透率越高，那么它需要的儲能的時長越長。有了大容量、長周期的儲能，就可以實現(xiàn)跨天、跨月、跨季節(jié)的能量存儲轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換，保證未來電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。
他提出，長時儲能一般分為機械儲能、電化學(xué)儲能、化學(xué)儲能和儲熱四大類，其中機械儲能現(xiàn)在前景比較好、發(fā)展比較成熟的是抽水蓄能、壓縮空氣儲能，而現(xiàn)在鋰電池為主的電化學(xué)儲能不太合適做這種長時的儲能。目前先進(jìn)壓縮空氣儲能的設(shè)計效率可以到70%，主要的制約因素還是能效轉(zhuǎn)換低，以及度電成本比較高。
從電化學(xué)儲能方面，液流電池相對于鋰電池來說，能量存儲和功率轉(zhuǎn)換也是可以解耦去設(shè)計的，相對于鋰電池來說可以用來做長時儲能設(shè)計。這種技術(shù)最大的問題是成本比較高，優(yōu)點是電解液能量存儲的成本，隨著設(shè)計的小時數(shù)增加可以分?jǐn)傁聛恚瑑δ軙r長越長，單位造價就越低。
他總結(jié)指出，成本還是制約長時儲能規(guī)模化應(yīng)用的第一要素，目前抽蓄還是發(fā)展較好的技術(shù)路線。
儲能除了要跟其他形式儲能技術(shù)去競爭以外，還需要跟其他的新型電力系統(tǒng)解決方案去競爭，比如說負(fù)荷側(cè)的靈活性響應(yīng)，儲能也要與它去做對比，尤其是長周期的儲能。
最后，他表示，新型電力系統(tǒng)是比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是需要源網(wǎng)荷儲一起努力去實現(xiàn)的。長時儲能技術(shù)會影響電力系統(tǒng)的演化路徑，可以降低能源轉(zhuǎn)型的風(fēng)險。長時儲能技術(shù)取得突破以后，新能源的發(fā)展規(guī)?？梢赃M(jìn)一步擴大。以長時儲能+新能源的技術(shù)路線，可以更大規(guī)模的去替代CCUS+化石能源+新能源的技術(shù)路線，對于加快實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，降低能源轉(zhuǎn)型風(fēng)險和成本是具有重要意義的。
來源：北極星儲能網(wǎng)
