北極星輸配電網(wǎng)訊:在低碳轉型的過(guò)程中，可再生能源發(fā)展給人類(lèi)提供了清潔可持續的能源來(lái)源，電動(dòng)汽車(chē)的崛起則為石油大規模替代提供了可能。但是，可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)大規模發(fā)展都面臨同一個(gè)難題，即儲能技術(shù)。
電池儲能是分布式電網(wǎng)發(fā)展瓶頸
可再生能源具有間斷性的特點(diǎn)，電網(wǎng)無(wú)法大規模消納并網(wǎng)。電動(dòng)汽車(chē)也面臨充電設施和電池安全的瓶頸。儲能技術(shù)是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵。儲能技術(shù)對電網(wǎng)的好處有三點(diǎn)：一是幫助增加可再生能源的滲透率，促進(jìn)分布式(微電網(wǎng))發(fā)電的發(fā)展;二是提升電網(wǎng)的穩定性和實(shí)現充分的調峰，減少高峰負荷及對應的電網(wǎng)投資和電源投資;三是通過(guò)電價(jià)設計，促進(jìn)電力市場(chǎng)自由化。電池儲能是分布式電網(wǎng)(微電網(wǎng))發(fā)展的瓶頸。
儲能技術(shù)可以分為機械儲能、電池儲能和電磁儲能等幾種類(lèi)型。其中較為成熟且可商業(yè)化應用的包括抽水儲能和壓縮空氣儲能，這兩種為大規模儲能技術(shù)。一般認為，電池儲能的商業(yè)化應用還面臨著(zhù)成本問(wèn)題，只有在很少的高電價(jià)地區，結合光伏發(fā)電，電池儲能技術(shù)才具有經(jīng)濟上的可行性。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，電池儲能的成本的確在不斷下降。但是，一般還是認為受制于較高的成本或其他技術(shù)因素，無(wú)法大規模商業(yè)應用。
儲能技術(shù)對電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要性比較直觀(guān)。電動(dòng)汽車(chē)的充電、巡航里程和安全問(wèn)題都涉及電池。比如說(shuō)，由于電池引發(fā)的安全事故減弱了消費者的信心，影響了電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。對于中國來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展除了石油替代，還可以解決城市汽車(chē)尾氣和噪聲污染。利用用電峰谷，電動(dòng)汽車(chē)夜間充電還可以使用夜間過(guò)剩和便宜的電力。
投資儲能可以獲利
2015年5月，特斯拉推出了針對家庭用戶(hù)的儲能設備Powerwall和針對電網(wǎng)級的設備Powerpack。其中Powerwall的價(jià)格已低至每千瓦時(shí)350美元。雖然Powerpack還沒(méi)有給出具體的技術(shù)參數，但有媒體報道，其成本僅為每千瓦時(shí)250美元。這意味著(zhù)儲能技術(shù)在經(jīng)濟上開(kāi)始具有吸引力。
廈門(mén)大學(xué)能源經(jīng)濟與能源政策協(xié)同創(chuàng )新中心最近進(jìn)行了一項研究，即利用特斯拉的Powerwall和Powerpack，針對中國目前的峰谷電價(jià)政策，建立優(yōu)化套利模型，對各省的儲能投資收益及外部影響進(jìn)行分析，量化分析各種影響因素改變后對儲能投資收益水平的影響。其基本思路是從電網(wǎng)角度出發(fā)，使儲能系統充分發(fā)揮調峰的作用，再確定儲能技術(shù)的經(jīng)濟性和投資收益。
中國的輸配電主要由國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)投資和實(shí)施運營(yíng)，而電價(jià)由國家發(fā)改委根據電網(wǎng)公司的成本結合地區發(fā)展情況來(lái)制定。由于資源稟賦、地理條件和經(jīng)濟發(fā)展水平不同，各省的電價(jià)有較大差異。目前許多電力輸入省份都實(shí)行峰谷電價(jià)政策，即差別峰谷電價(jià)，鼓勵消費者在非高峰時(shí)段增加電力消費，在高峰時(shí)節約用電，有利于均衡供應電力。
通過(guò)對不同地區儲能投資的經(jīng)濟性評價(jià)，該研究發(fā)現，部分地區儲能投資已經(jīng)能實(shí)現收益。在不需要補貼的情況下，投資儲能可以獲利。收益的水平除了受到電價(jià)差的影響外，也與峰谷時(shí)間段的劃分有關(guān)。如果從電網(wǎng)角度出發(fā)，考慮如何定價(jià)能夠使儲能系統充分發(fā)揮調峰作用，那么儲能技術(shù)的經(jīng)濟性可以大大提高。該項研究結果還說(shuō)明，當儲能投資達到最優(yōu)規模后，電網(wǎng)的負荷將更加均衡，電廠(chǎng)也可以以更加穩定高效的模式運行。因此從投資潛力上看，將有很大的發(fā)展空間。
差別電價(jià)政策有助提高
電池儲能技術(shù)盈利能力
顯然，目前的研究還很粗淺，由于種種限制，還無(wú)法充分考慮影響電池經(jīng)濟性的各種因素。比如說(shuō)，第一，由于電能存儲和轉換的過(guò)程中會(huì )帶來(lái)一定的損耗，但其占總耗電量的比例并不大?？紤]到由于電源端及電網(wǎng)運行效率提升的作用，儲能大規模發(fā)展后對碳排放的影響還需要進(jìn)一步分析。第二，儲能可以減少電網(wǎng)投資和電源投資的外部性。這些外部性如何合理定量地評價(jià)，如何與儲能的成本進(jìn)行對比，將是很有意義的問(wèn)題。但是比較確定的是，如果充分考慮環(huán)境外部性，儲能技術(shù)的經(jīng)濟性將可能大幅增加。
對于電網(wǎng)而言，發(fā)展電池儲能技術(shù)或許可以從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩定性，大規模擴大可再生能源發(fā)電的份額，確實(shí)提高上網(wǎng)、并網(wǎng)率和系統穩定性。對于政府而言，制定更有針對性的差別電價(jià)政策，不但有助于提高電池儲能技術(shù)的盈利能力，還可以在更大程度上優(yōu)化電力資源配置，提高電力系統的總體發(fā)電效率。
儲能技術(shù)不容忽視
該研究還有很大的局限性，沒(méi)有就儲能技術(shù)發(fā)展對提高可再生能源滲透率，以及對分布式和微電網(wǎng)發(fā)展的影響進(jìn)行評估?？梢哉f(shuō)，該研究還難以證明目前儲能技術(shù)的有效性，而僅僅是想簡(jiǎn)單地看看儲能技術(shù)究竟離我們有多遠。但這種探索性的研究是重要的，因為一旦儲能技術(shù)有所突破，世界的能源市場(chǎng)就可能會(huì )發(fā)生巨大變化。這種變化將使得我們的能源消費更加清潔，電網(wǎng)和發(fā)電廠(chǎng)的運行更加高效，可再生能源的使用比重也將得以大幅提高。由于這種改變才剛剛開(kāi)始，沒(méi)有能夠直接感受到這些變化的影響，因此也很容易將其忽視。
可見(jiàn)，儲能技術(shù)不容忽視。近年來(lái)的技術(shù)進(jìn)步使得儲能技術(shù)漸行漸近。在可以預見(jiàn)的將來(lái)，儲能技術(shù)的技術(shù)可行性和經(jīng)濟性將因技術(shù)進(jìn)步而得到進(jìn)一步增強。這種變化將深刻地影響世界的能源供應方式和能源結構，并將對傳統的能源企業(yè)以及生活方式產(chǎn)生巨大影響。
原標題:儲能技術(shù)漸行漸近
