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中科院大連化物所張華民：大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成為剛需

在 2022-02-09 發(fā)布

大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成為剛需

——訪中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民

日前，內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的實(shí)施意見》（以下簡(jiǎn)稱《實(shí)施意見》）。隨著大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)被認(rèn)定是支撐可再生能源普及的戰(zhàn)略性技術(shù)后，新型儲(chǔ)能發(fā)展路徑應(yīng)運(yùn)而生。

新型儲(chǔ)能是指除抽水蓄能以外，以輸出電力為主要形式并對(duì)外提供服務(wù)的儲(chǔ)能項(xiàng)目，以電化學(xué)儲(chǔ)能為主。內(nèi)蒙古風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富，開發(fā)潛力巨大。新型儲(chǔ)能在內(nèi)蒙古區(qū)域內(nèi)推行效果的成功與否，將直接影響著源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)實(shí)施路徑的有效推行。

中國(guó)電力報(bào)：此次《實(shí)施意見》提出，到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變。建成并網(wǎng)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上。您認(rèn)為《實(shí)施意見》的發(fā)布對(duì)于儲(chǔ)能發(fā)展最大機(jī)會(huì)在哪里？

張華民：實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是我國(guó)向世界做出的莊嚴(yán)承諾。建立“新能源+儲(chǔ)能”的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要途徑。到目前為止，我國(guó)以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量中，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)占90%的市場(chǎng)份額，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)通常在2小時(shí)左右。由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電受自然界的風(fēng)速、風(fēng)向、晝夜、陰晴天氣的影響，具有間歇性、不可控特征，電網(wǎng)中火電比例降低、可再生能源發(fā)電比例大幅度提高后，為保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠供電，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)將成為剛需。

該實(shí)施意見的發(fā)布，為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用提供了很好的機(jī)遇。也就是說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將為建立“新能源+儲(chǔ)能”新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供有力的技術(shù)支撐。

中國(guó)電力報(bào)：《實(shí)施意見》中提出，新建市場(chǎng)化并網(wǎng)新能源項(xiàng)目，配建儲(chǔ)能規(guī)模原則上不低于新能源項(xiàng)目裝機(jī)容量的15%，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上。配建比例2022年后根據(jù)情況適時(shí)調(diào)整。大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的專業(yè)化定義是怎樣的？現(xiàn)階段的應(yīng)用如何？

張華民：在2021年，美國(guó)能源部發(fā)布了支持長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的相關(guān)報(bào)告，把長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能定義為至少連續(xù)運(yùn)行（放電）時(shí)間為10小時(shí)，使用壽命在15至20年。2021年11月，在蘇格蘭格拉斯哥舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)上，來(lái)自包括英國(guó)石油公司、西門子能源公司、Highview Power公司、Form Energy公司等25家能源和科技公司的高管成立了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能理事會(huì)。該理事會(huì)旨在就長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)企業(yè)、政府和公用事業(yè)公司進(jìn)行宣傳和教育，并制定激勵(lì)政策支持大規(guī)模部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

由該長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能理事會(huì)與麥肯錫公司近日合作編寫的調(diào)查報(bào)告指出，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署可能在未來(lái)幾年加快進(jìn)行，尤其是在各國(guó)繼續(xù)擴(kuò)大可再生能源部署的情況下。一旦可再生能源發(fā)電量達(dá)到電力系統(tǒng)60%至70%的市場(chǎng)份額，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)將會(huì)成為“成本最低的靈活性解決方案”。

截至2021年10月底，我國(guó)可再生能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到10.02億千瓦，突破10億千瓦大關(guān)，比2015年底實(shí)現(xiàn)翻番，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的比重達(dá)到43.5%。要在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)，預(yù)計(jì)到2030年，可再生能源發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到60%以上，會(huì)超越火電成為絕對(duì)的主力電源。屆時(shí)，遇到無(wú)風(fēng)天氣或連續(xù)的陰雨天氣時(shí)，由于火電廠的裝機(jī)容量大幅度減少，要保證新型電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定供電，就需要長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電站提供電網(wǎng)負(fù)荷需要的電力。因此，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是建設(shè)“新能源+儲(chǔ)能”的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵核心技術(shù)，必須引起高度重視。我國(guó)在加速布局可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的同時(shí)，應(yīng)該同步部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，以適應(yīng)建立“新能源+儲(chǔ)能”新型電力系統(tǒng)的需要。

中國(guó)電力報(bào)：《實(shí)施意見》中提到的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上是否符合國(guó)際組織定義的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，還是引導(dǎo)我國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的趨勢(shì)所在？這與先進(jìn)國(guó)家是否存在差距？急需在哪些環(huán)節(jié)加快布局重點(diǎn)趕上？

張華民：《實(shí)施意見》中明確指出“新建市場(chǎng)化并網(wǎng)新能源項(xiàng)目，配建儲(chǔ)能規(guī)模原則上不低于新能源項(xiàng)目裝機(jī)容量的15%，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上；配建比例2022年后根據(jù)情況適時(shí)調(diào)整?！?，科技部布署的“十四五”儲(chǔ)能重大專項(xiàng)中要研究開發(fā)的是“4小時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)”，只是著眼于鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)，加上鋰離子電池的安全性等問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的需要。內(nèi)蒙古自治區(qū)的《實(shí)施意見》，從建設(shè)“新能源+儲(chǔ)能”的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際需要出發(fā)，與時(shí)俱進(jìn)在全國(guó)率先提出“儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上；配建比例2022年后根據(jù)情況適時(shí)調(diào)整?！钡囊?guī)定，盡管儲(chǔ)能市場(chǎng)離“國(guó)際長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能理事會(huì)”和發(fā)達(dá)國(guó)家的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能要求還有一定差距，但明確指出配建比例2022年后根據(jù)情況適時(shí)調(diào)整，將會(huì)引導(dǎo)我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的方向。

我國(guó)的電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)容量90%為鋰離子電池技術(shù)，但目前的鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)難以滿足“新能源+儲(chǔ)能”的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求。因此，繼續(xù)部署和支持高安全性、使用壽命大于15年、環(huán)境友好的長(zhǎng)時(shí)技術(shù)的研究開發(fā)和工程應(yīng)用。

中國(guó)電力報(bào)：“雙碳”目標(biāo)提出后，大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景是否會(huì)發(fā)生變化？

張華民：2030年后，在我國(guó)新型電力系統(tǒng)中，可再生能源的比例將會(huì)大幅度提高，火力發(fā)電的比例將會(huì)大幅度降低，電網(wǎng)調(diào)峰的作用將由火電調(diào)峰電站移交給儲(chǔ)能電站，長(zhǎng)時(shí)段陰雨天時(shí)，太陽(yáng)能電池的發(fā)電量將大幅度降低，要保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定供電，需要大功率、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)揮作用。

中國(guó)電力報(bào)：深挖大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，您認(rèn)為應(yīng)該最先解決的是哪些環(huán)節(jié)？

張華民：在電網(wǎng)中增加儲(chǔ)能系統(tǒng)，無(wú)論是電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)還是用戶側(cè)，都需要增加投入，就和當(dāng)年做環(huán)保一樣，需要增加成本。首先，儲(chǔ)能設(shè)備制造商應(yīng)該加大研發(fā)投入，開發(fā)出高安全性、生命周期中性價(jià)比高、環(huán)境友好（包括電池報(bào)廢后的無(wú)害化處理）的儲(chǔ)能裝備，降低設(shè)備成本。

另一方面，既然儲(chǔ)能是國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重大需求，國(guó)家就應(yīng)該像發(fā)展新能源汽車、太陽(yáng)能電池等產(chǎn)業(yè)一樣，制定出可有效執(zhí)行的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制和相應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策，例如抽水儲(chǔ)能的兩部電價(jià)政策，推進(jìn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，讓儲(chǔ)能技術(shù)為建立新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)保駕護(hù)航。

另外，國(guó)家應(yīng)重點(diǎn)支持綜合能量轉(zhuǎn)換效率應(yīng)對(duì)標(biāo)抽水儲(chǔ)能，綜合能量轉(zhuǎn)換效率應(yīng)大于70%，使用壽命大于15年，考慮長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本時(shí)，必須包括電池報(bào)廢后的無(wú)害化處理成本。

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大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成為剛需

——訪中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民