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电规院副总工张晋宾:储能是能源转型的瑞士军刀,多维并举推动高质量发展!
概要:
“储能在电力系统中可以发挥20多种作用,国际上把储能定为能源转型和碳中和的瑞士军刀,它是一个多能的赋能和不可或缺的工具。没有储能的加持,构建以新能源为主体的新型电力系统的难度不可想象”在2024中国国际新型储能发展峰会(INES2024)上,电力规划设计总院副总工程师 首页头条要闻
“储能在电力系统中可以发挥20多种作用,国际上把储能定为能源转型和碳中和的瑞士军刀,它是一个多能的赋能和不可或缺的工具。没有储能的加持,构建以新能源为主体的新型电力系统的难度不可想象”在2024中国国际新型储能发展峰会(INES2024)上,电力规划设计总院副总工程师张晋宾表示。以下为演讲速记全文:

新型储能的发展现状
IEA国际能源署的最新数据,去年年底全球储能的装机规模达到272GW,抽蓄达到181GW,表后电池储能33GW,电源侧和电网侧规模的电池储能达到54GW,剩下的其他类型的储能是4GW。IEA判断在2030年前,电池储能的地位难以被撼动,当然这与交通、电力电子的溢出效应、规模效应在里面。前段时间DNV机构挪威船级社发布的新型系统讲到,到2050年可能电池储能也有相当重要的地位。
6月份英国咨询机构发布的报告,去年年底全球储能增量达到了45GW、100GWh,在2022年的基础上增速是1.62倍。预计今年年底全球储能新增159GW、350GWh,十年以内预计增速达到926GW、2789GWh,有6.36倍的增速。
去年年底,我国已建成的新型储能的装机规模3139万千瓦,6687万千瓦时,较2022年增速2.6倍。提前2年完成了“十四五”新型储能的规划目标。西北地区和华北地区占比最大,其次是华中、华东,再下面是东北。
在新型储能中电化学储能装机占据绝对的主导地位,新型储能装机占比已超过抽蓄装机的60%,在新型储能中磷酸铁锂电池占比97.3%,如果包括铅酸、液流,电化学占比是98.3%,剩下的有压缩空气储能、重力、飞轮等等,包括新兴的液态空气、二氧化碳储能等等。
从储能的技术和经济性上来看,抽蓄有常规抽蓄也有新型抽蓄,抽蓄也在发展,新型抽蓄对地理位置没有那么苛刻。新型储能通常较常规的抽蓄来讲技术周期短、布局灵活、响应速度快,从往返效率RTE来看,锂离子电池、钠离子电池已经远远超过了抽蓄,从经济性上来看,锂离子电池、压缩空气成本正在快速下降,向抽蓄接近。
截止到2023年底,全国有近30个省市自治区出台了新型储能发展的指导文件,这其中涉及容量租赁、电力现货、电力辅助服务、容量补偿和配置新能源等各个方面。
从储能在新型电力系统甚至是新兴能源体系中的定位来看,储能在提升新能源消纳、火电灵活性、核电灵活性、电源灵活性、支持电力保供、支持新能源基地大规模外送、替代输配电工程投资、支撑电网安全等方面都可以发挥作用。
储能在电力系统中可以发挥20多种作用,鉴于储能可以发挥这么多作用,国际上把储能定为能源转型和碳中和的瑞士军刀,它是一个多能的赋能和不可或缺的工具。没有储能的加持,构建以新能源为主体的新型电力系统的难度可想而知,甚至是不可想象的。
新型储能发展面临的形势
近期能源部长会议在意大利召开,在会上达成了加速新能源转型面对气候变化,其中之一是到2030年底长持续储能装机要超过15亿千瓦,主要是为了达到COP28界定的到2030年可再生能源要翻3番的目标。
英国7月份发布的报告,2033年预计新型储能全球的装机是1TW/3TWh,快速增长主要是电力系统方面可再生能源集成带来的挑战,随着新型储能的发展,储能的增速远远快于太阳能和风能。在报告中全球有十大储能市场,首推是中国,第二是美国、德国、澳大利亚、意大利等。中国预计年增速增量是42GW/120GWh。
中电联数据显示,新能源配储的日均等效充放电次数0.28次,独立储能0.47次,火电配储2.78次,用户侧0.87次。那么问题在哪里?
一是调动机制需改善。以新能源配储来看,它的调度方式以电网一体化调度为主,不能采用网电进行充电,而且放电要按新能源发电来计,一充一放有一个能效的损失,这样新能源配储的业主积极性就不高。
二是价格机制有待健全。独立储能电站在有些地区新能源大发时时按平段电价走,有时候会存在充放电电价倒挂现象,经营主体会亏损,那谁会做这个亏本的买卖呢?
三是储能电站自身有质量和管理方面的提升。我们认为主要是这几个主要的因素限制了储能的利用小时数不如人意。
从运行评价指标来看,通常运用的是运行系数、利用小时数、利用率、日均等效充放电次数,这些对储能的发展有一定意义。从公式中算,在某些情况下这些指标会失真或者说不能完美地、确切地反映储能实际的情况,所以这些指标也有待完善待改善的空间。
电力系统的友好性方面也需要提升。
安全运行方面的风险,锂离子电池存在易燃易爆,它的热失控如果处理不当极易酿成大的火灾和爆炸事故。

推动新型储能高质量发展六个维度的思考
第一个维度顶层设计。要加强新型储能的统一规划,新型储能技术种类多,有机械式、电化学式、热能式、化学式,如果新兴能源体系要构建,弱能储热一定不可忽视。跨季节、长时间周期、长持续时间,储热是很大的蓝海。储能的应用场景特别多,如果储能在电力系统里面放的位置不对,那就发挥不了它的作用,而且各种储能技术各有各的优势和劣势,没有一家说能全部占了。所以一定要做好储能的资源优化配置,要选取合适的技术路线,优化应用场景,发展规模,布局和时序,这样才能共同支撑新型电力系统,乃至新型能源体系的构建。
第二个是政策维度。储能是新型电力系统和新型能源体系的重要技术和技术装备,这是国家作为战略性新兴产业来布局。对推动碳中和、能源转型、应对极端事件、能源保供、能源安全、应对气候变化具有重要意义。国家发改委和国家能源局近几年陆续出台了系列的推动新型储能快速发展、高质量发展的相关政策举措。针对储能调度方面存在的问题,发改委和能源局先后印发了《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》、《关于促进新型储能并网和调度运用的通知》。在新型储能并网和调度运用的通知中,通过加强新型储能、并网和调度运行的管理、技术要求和并网调度协同发展、加强储能调度运用方面有具体的要求。
第三个是标准体系维度。严格意义上讲很多新型储能我们是后来者,包括现在的标准乱象,国标、行标有一个过程、时效性差,团标要快速推进,特别是术语的规范性。物理储能是什么概念,实际上很多讲到物理储能讲的是机械能,那就是机械储能或者说叫机电储能,长时储能是什么?是响应时间、储能时间、失能时间,没有说清楚。国际上用的是长持续时间,IEC也有定义,定性主要看充放,而且是额定功率充放,时长全球没有统一。美国能源部界定下来就是10小时以上。急需储能界的技术专家们要把这些讲清楚,要达成共识,要不然对储能的科学良性有序发展带来很多的问题。储能的标准体系一定要去完善。以电化学储能为例,2023年的国标和行标有30多项,预计2025年可以形成完善的电化学储能系列标准,2028年达到国际的先进水平。
第四个是电价维度。如果仅仅靠原来的电力市场很难以保证新型储能的合理收益,所以要加快建立新型储能的容量电价机制。新型储能的容量定价机制比抽蓄涉及的范围更广,需要考虑的类也多,比如说合理的容量需求,价格制定的上限,电价疏导渠道,是不是采用竞价等市场化方式来进行容量分配等等。
第五个是电力系统有效性。随着新型电力系统的构建,随着储能的大规模应用,构网型PCS方面的研究要加快议事日程,而且装备的研发工程验证,相关的功能和性能的完善布局方面都要加快,但也不是说电力系统上储能全部上构网型的储能,没必要。构网型储能和跟网性储能各有优缺点。
第六个是安全维度。没有安全一切都白搭。以锂离子电池为例,需要从本征安全、安全装置、热管理、防火防爆等各个维度去加快技术研发突破和应用。有些东西其它部分可能容易忽视,比如说通信,几年前美国某个锂离子电站出事故,通信方面就是相当大的问题。发生火灾以后把通信线缆烧断了,电池状态和消防控制根本过不来,所以后来美国说一定要保证可信可靠的通信,所以说一定要多个维度提升储能的安全,促进储能的科学高质量发展。
我的报告就到这儿,不当之处请各位批评指正,谢谢大家!
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