未來的新(xīn)能(néng)源儲能(néng)技(jì )術發展趨勢?
作(zuò)者:張抗抗
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儲能(néng)技(jì )術将迎來大發展,這是不可(kě)避免的趨勢。
電(diàn)力處于現代能(néng)源的核心位置,以前是由發電(diàn)側-電(diàn)網側-用(yòng)電(diàn)側組成的「源-網-荷」結構。
在「碳中(zhōng)和」指導下的電(diàn)力清潔化趨勢下,逐步轉變成「源-網-荷-儲」的結構[1],儲能(néng)将貫穿整個電(diàn)力系統:
圖片來源[1]
為(wèi)什麽要增加「儲能(néng)」這一環節?
答(dá)案很(hěn)簡單,作(zuò)為(wèi)清潔能(néng)源的主力,風電(diàn)與光伏都具(jù)有(yǒu)很(hěn)強的波動性,必須依賴儲能(néng)才能(néng)實現效率發電(diàn)。
用(yòng)煤發電(diàn),用(yòng)多(duō)少煤是由人決定,控制煤的用(yòng)量就可(kě)以很(hěn)大程度消除波動性。
風電(diàn)光伏,風力與光照是由老天爺決定的,波動性是不可(kě)避免的[2],所以就需要不同時間尺度的儲能(néng)手段。
風電(diàn)與光電(diàn)在不同時間尺度上的波動性 圖片來源[2]
儲能(néng)技(jì )術有(yǒu)很(hěn)多(duō)種,大家隻需要記住3點:
抽水蓄能(néng): 當前主力,未來穩定發展。受地理(lǐ)條件限制大。
電(diàn)化學(xué)儲能(néng): 成本進入可(kě)行區(qū),将快速發展。不受地理(lǐ)條件限制,功能(néng)靈活豐富。
其它儲能(néng): 技(jì )術尚未進入成熟期,或規模較小(xiǎo),或不太适合電(diàn)力儲能(néng)。
一、抽水蓄能(néng):當打之年
抽水蓄能(néng)的原理(lǐ)很(hěn)簡單[3]:多(duō)餘的電(diàn)抽到山(shān)上去,缺電(diàn)時讓水流下來發電(diàn)。
抽水蓄能(néng)電(diàn)站原理(lǐ) 圖片來源[3]
建成之後,讓人感歎祖國(guó)的大好山(shān)河[4]:
浙江甯海抽水電(diàn)站 圖片來源[4]
把水抽上來,再放下去,有(yǒu)人說這不是脫了褲子放屁嗎?
當分(fēn)時電(diàn)價不同時,那就不是脫了褲子放屁了。促進抽水蓄能(néng)大發展的,恰恰就是電(diàn)價這隻「無形的手」:電(diàn)價改革要求峰谷差率超過40%的地方,價差不低于4:1,這就為(wèi)抽水蓄能(néng)提供了套利空間,也提供了發展動力[1]。
抽水蓄能(néng),說白了就是儲存重力勢能(néng)。前一段還有(yǒu)一種重力塔的「搬磚式」儲能(néng)[5],讓人有(yǒu)一種大開眼界的感覺。
其實就是把載體(tǐ)從水換成了混凝土塊,降低了對地理(lǐ)條件的限制。除此之外,與抽水蓄能(néng)比毫無優勢。我認為(wèi)與電(diàn)化學(xué)儲能(néng)比也沒優勢。
圖片來源[5]
2000-2020年,全球裝(zhuāng)機容量的90.3%都是抽水蓄能(néng)[6],可(kě)以說是當打之年、主力中(zhōng)的主力。
圖片來源[6]
不僅當前是主力,未來也會快速發展。<抽水蓄能中长期发展规划2021-2035 年="">指出[7]:2025年比十三五翻一番,達6200萬千瓦以上;2030年再翻一番,達到1.2億千瓦左右。
咱們國(guó)家地盤大,适合建設抽水蓄能(néng)電(diàn)站的地點就多(duō)。地大物(wù)博的優勢,在抽水蓄能(néng)行業體(tǐ)現得淋漓盡至。
二、電(diàn)化學(xué)儲能(néng):接力賽的下一棒
抽水蓄能(néng)無法滿足風電(diàn)、光伏的進一步發展,原因有(yǒu)三:
祖國(guó)山(shān)河再壯闊,适合建抽水蓄能(néng)電(diàn)站的地點總是有(yǒu)限的。
風力強、光伏強的地方,附近不一定能(néng)建抽水蓄能(néng)電(diàn)站(個人猜測:往往不能(néng))。
智能(néng)電(diàn)網不僅需要低頻的儲能(néng),還需要高頻的儲能(néng)。
先講講儲能(néng)的低頻高頻問題。我在2016年寫過一篇V2G的文(wén)章,指出锂電(diàn)池對電(diàn)網的輔助作(zuò)用(yòng),既有(yǒu)低頻的負荷轉移(Load shifting),也有(yǒu)高頻的負荷調頻(Regulation)、旋轉備用(yòng)(Spinning reverse)。
電(diàn)動汽車(chē)入網技(jì )術(V2G)是什麽,目前有(yǒu)什麽研究或者是應用(yòng)?448 贊同 · 65 評論回答(dá)
抽水電(diàn)站可(kě)以起到負荷轉移的作(zuò)用(yòng),但不能(néng)用(yòng)于負荷調頻與旋轉備用(yòng)。進一步地,在一個完善的智能(néng)電(diàn)網中(zhōng),電(diàn)化學(xué)儲能(néng)可(kě)以完全下圖中(zhōng)的全部功能(néng),而抽水蓄能(néng)隻能(néng)完成其中(zhōng)一小(xiǎo)部分(fēn)。
圖片來源[6]
電(diàn)化學(xué)儲能(néng)更加靈活,應用(yòng)場景更廣,簡單舉幾個例子:
發電(diàn)側:風電(diàn)、光伏發電(diàn)的并網(抽水蓄能(néng)受地理(lǐ)條件限制不一定能(néng)建)
電(diàn)網側:輔助調峰調頻,防止大規模停電(diàn)(抽水蓄能(néng)做不到)
用(yòng)戶側:光伏自發自儲(家裏沒法建抽水蓄能(néng)站)
電(diàn)化學(xué)儲能(néng)有(yǒu)着良好的發展前景,但一直發展較慢,原因就是電(diàn)池太貴!
電(diàn)池太貴,所以建起來虧錢 → 因為(wèi)虧錢,所以沒人建 …… 這又(yòu)是一個「雞生蛋、蛋生雞」的循環,誰來打破呢(ne)?
電(diàn)動汽車(chē)的快速發展,使得锂離子電(diàn)池的成本以不可(kě)思議地速度下降:2010-2020 年,锂電(diàn)池組價格穩定下降,平均每年降價19.4%。
沒想到吧,你以為(wèi)自己隻是買了一輛電(diàn)動汽車(chē),沒想到也從電(diàn)池成本的角度推動了電(diàn)化學(xué)儲能(néng)的發展,間接推動了光伏發電(diàn)與風力發電(diàn)的發展?
圖片來源[1]
當锂電(diàn)池成本降低到一個阈值的時抽水蓄能中长期发展规划2021-2035>
發布時間 : 2023-04--18