储能“协同配置”重要性凸显

财富 2024-11-02 08:31 北京

业内专家认为，抽水蓄能和新型储能将共同支撑新型电力系统建设。抽水蓄能在大容量系统级储能领域更具优势，电化学储能更适合分散式、小规模应用，各地要统筹电网、抽水蓄能和电化学储能发展，明确发展规模、接入范围和建设时序，合理布局、有序发展。

“双碳”目标下，抽水蓄能被视为助力能源转型的关键调节电源，广受各地追捧。截至2023年底，我国已建、在建及核准待建抽水蓄能电站规模约2.3亿千瓦，居世界首位，西南、西北地区实现抽水蓄能投产的首次突破。

与此同时，同属电网灵活性调节资源的新型储能强势崛起且价格快速下行，有效替代了部分抽水蓄能。在构建新型储能系统过程中，如何合理确定抽水蓄能和新型储能发展方向？技术路线多元化发展情境下，不同储能技术又将如何协同配置？

同为重要调节资源

“随着新能源大规模投产，电网从连续可控变成弱可控状态，从大电网为主转变为大电网与微电网相结合，电力系统更复杂，调峰调频需求增加，电力系统稳定运行对储能需求越来越大。”在近日召开的电力行业新型储能发展大会上，中国水力发电工程学会副秘书长张维荣指出，储能在新型电力系统中的作用愈发凸显。

截至2023年底，中国已投运的电力储能项目累计装机86.5GW，同比增长45%。其中，抽水蓄能累计装机51.3GW，占比从2022年的77.1%降至59.4%。新型储能累计装机34.5GW/74.5GWh，仅2023年就新增投运21.5GW/46.6GWh，功率和能量规模同比增长均超150%，更首次超过抽水蓄能新增投运近四倍之多。

“开展抽水蓄能选点规划，各地会综合考虑新型储能目前高速发展对电网的调节作用，结合发展实际与需要适时调整。”中国电建华东勘测设计研究院能源水利规划研究院副院长姚晨晨介绍，我国以省级单位开展抽水蓄能选点规划，统筹考虑当地资源条件、电力系统需求、新能源发展需求等因素，确定全省抽水蓄能电站开发建设的总体规模，包括技术规模，经济规模和敏感性规模，以达到电网整体最优配置。

中电联电动交通与储能分会储能业务部主任马海伟认为，近中期看，新型储能经济优势尚不明显，仍需统筹发展抽水蓄能、火电灵活性改造、需求响应等灵活调节资源，作为有益补充。“长远看，随着电化学储能技术进步和成本进一步降低，其布局灵活、响应速度快、能量效率高等优势将不断凸显，新型储能将成为电力系统调节的重要力量。”

技术各有所长

技术路线多元化，是我国储能产业发展的基本策略。受益于政策支撑和市场需求，近年储能技术路线全面开花，除份额最大的抽水蓄能和增长“主力军”电化学储能外，压缩空气储能、全钒液流电池、钠离子电池等多种技术路线也实现快速发展，示范项目陆续并网投运。

“储能不是一家独秀，电力市场对储能类型、储能时间尺度、适用范围需求不一样，多种储能技术互为有益补充。”清华大学教授薛小代指出，储能市场空间足够大，足以容纳多种储能技术。

据中国电力设备管理协会新能源运维专委会主任委员张晓朝介绍，根据不同储能时长需求，储能应用场景大致可以分为三大类：容量型、能量型和功能型。其中，容量型是指储能时长大于4小时以上的长时储能，包括抽水蓄能、重力储能、压缩空气储能、液流电池；能量型主要指电化学储能，储能时长2—4小时，用于平滑新能源发电和电网调峰调频；功能型储能主要用于电网调频和快速响应负载变化?。

水电水利规划设计总院首席技术专家姜昊指出，储能技术按时间尺度可分为超短时（秒级到分钟级）、短时（小时级到数小时级）储能和长期（日、周、月、年）储能。在新型电力系统建设初期阶段，新能源尚未占据电量主体地位，电力系统整体调节能力较强，系统安全稳定裕度高，储能总体需求相对较低。随着新能源装机和电量占比提升，储能在系统中的作用将逐步凸显。远期应用场景来看，碳中和阶段，新能源成为装机主体，常规电源功能逐步转向调节与支撑，电力系统惯性和频率控制难度陡增，储能以促进新能源消纳，移峰填谷保障供电需求为主，各类储能技术在不同赛道将发挥各自作用。

因地制宜合理布局

如何合理配置，实现效用最大化？

“储能技术多元化、多时间尺度调节，以及多应用场景的配置是业内关注的重点，之前很多开发企业更关注水电或其他调节电源开发资源。新型储能目前仍以电化学储能为主，占比较大。真正意义上的多元协同价值没有充分挖掘。”业内专家进一步指出，在技术选型方面，对于相似功能和应用场景的储能，技术经济性是大规模应用的基础。“尽管新型储能成本下降较快，对标抽水蓄能价格仍然偏高，企业是技术创新主体，要持续推动技术攻关升级，降低储能成本。”

市场也探索出独立储能、共享储能等多种商业模式，让储能充分发挥效用。

“立足区域实际，综合电力负荷情况、电网构架，电力市场化交易后续发展，统筹储能布局。”在中电建新能源集团股份有限公司资源开发部主任王晟看来，新型储能投资应从多个维度分析其价值，不仅是财务价值，还应该从拉动地方经济、科技创新、储能技术发展，甚至优化企业资产结构等方面去考虑。“一些经济较发达地区，可以投资一些独立储能或共享储能，西北新能源配置比例较高的地区，不建议新能源项目再投资独立储能。”

混合储能组合多种不同储能技术，是目前电力系统储能布局的重点方向。“功率型储能循环寿命长，但能量密度低。容量型储能循环寿命短，但能量密度高。如果单独配置容量型储能，电池频繁深度放电，将缩短存储寿命。如果单独配置功率性储能，投资成本太高。”华北电力大学教授王永利介绍，市场在混合储能方面已开展探索，把功率型储能和能量型储能两种或两种以上不同性能特点的储能技术组合在一起，取长补短，以缩减整个系统成本，提升系统效率和综合性能。

中国电建江西省电力建设有限公司技术中心主任胡灵华同样认为，混合储能是行业发展方向，各种储能技术在能量密度、安全性、地理条件限制、建设成本、环保友好程度等方面各有特点，混合储能组合不同储能技术路线，弥补单一储能的技术缺陷，实现储能成本和性能的综合优化。

文丨本报记者卢奇秀

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出品 | 中国能源报（ID：cnenergy）

编辑丨闫志强

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