2023年6月29日—7月2日，2023國際數(shù)字能源展在深圳舉辦。展會期間的四場分論壇上，國內(nèi)外專家學者、能源從業(yè)者、企業(yè)代表等圍繞新型電力系統(tǒng)、新能源數(shù)字化、電化學儲能、數(shù)字能源投融資等話題展開探討。
與會嘉賓表示，新型電力系統(tǒng)是構(gòu)建新型能源體系的決定性因素，發(fā)展新能源，要借助數(shù)字化手段，提高電力系統(tǒng)韌性和可靠性，推動能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型。
嘉賓也提到，要重視儲能對電力系統(tǒng)的支撐和調(diào)節(jié)作用，通過技術(shù)創(chuàng)新降低儲能成本，實現(xiàn)規(guī)?；⑸虡I(yè)化發(fā)展。
電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行挑戰(zhàn)大
在實現(xiàn)“雙碳”目標和建設(shè)新型能源體系背景下，我國新能源迅速發(fā)展。截至2022年底，我國風電、光伏發(fā)電總裝機達7.58億千瓦，占發(fā)電總裝機約29.6%。2022年，風電、光伏發(fā)電量占全社會用電量13.8%，接近全國城鄉(xiāng)居民生活用電量。隨著新能源發(fā)電滲透率逐步提高，我國電力系統(tǒng)也面臨調(diào)節(jié)難度增大、系統(tǒng)抗干擾能力降低等問題。
中國工程院院士、南方電網(wǎng)首席科學家饒宏認為，新型電力系統(tǒng)是構(gòu)建新型能源體系的決定性因素，電源是決定新型電力系統(tǒng)演進路徑的關(guān)鍵影響因素，電網(wǎng)運行是檢驗演進路徑的重要依據(jù)，關(guān)鍵考驗是如何保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。他提出，可通過研究全時間尺度電力電量平衡、全景電網(wǎng)實時仿真等關(guān)鍵技術(shù)，探索建立新的分析方法與平臺，支撐適應(yīng)我國基本國情、新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)不斷向前演進。
國際能源署(IEA)能效部門能源數(shù)字化工作處處長Vida Rozite表示，中國可再生能源迅猛發(fā)展，將為全球脫碳帶來巨大好處，但也對電網(wǎng)可靠性造成挑戰(zhàn)。他提出，要加大對需求側(cè)和智能電網(wǎng)的投資，進一步推動發(fā)電側(cè)和負荷側(cè)可視化，并探索新的商業(yè)模式，確保電網(wǎng)具有韌性、高可靠性和低碳化。
香港中華電力智能電網(wǎng)戰(zhàn)略首席經(jīng)理姜天翔提出，未來電網(wǎng)形態(tài)將更加復雜，數(shù)量龐大的分布式發(fā)電、相對復雜的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向潮流等將對企業(yè)管理產(chǎn)生影響。這要求電力企業(yè)積極擁抱數(shù)字化，打造數(shù)字化智能電網(wǎng)，并向能源網(wǎng)絡(luò)運營商轉(zhuǎn)型。
新能源+數(shù)字化方案
國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)技術(shù)委員會主席、巴西國有電力公司首席傳輸官Marcio Szechtman表示，解決電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行問題，離不開電力設(shè)備、市場監(jiān)管、新興技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新。他表示，技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的主要動力，企業(yè)要通過培養(yǎng)創(chuàng)新文化、制定創(chuàng)新戰(zhàn)略、升級思維模式，進一步推動能源轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)能源系統(tǒng)全面數(shù)字化。
與會嘉賓提出，光伏等新能源將成為我國的主力能源，但電網(wǎng)穩(wěn)定性已成為高比例新能源消納的主要瓶頸。
中國科學技術(shù)協(xié)會決策咨詢首席專家、原國家電網(wǎng)有限公司調(diào)度控制中心副總工程師裴哲義提出，要提高新能源場站電網(wǎng)穩(wěn)定運行支撐能力，發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，實現(xiàn)主動快速功率支撐和大電流暫態(tài)支撐能力。
他也提到，要不斷改進提升儲能系統(tǒng)的支撐能力，發(fā)展儲能集群與風光水火等電源聯(lián)合優(yōu)化運行的技術(shù)，以安全、經(jīng)濟、新能源消納等為優(yōu)化目標，基于時空耦合，建立中長期—日前計劃—日內(nèi)滾動—實時控制的優(yōu)化運行模型，實現(xiàn)規(guī)?；瘍δ芟到y(tǒng)和風光水火等電源聯(lián)合優(yōu)化運行。
新能源+數(shù)字化是當前能源發(fā)展的趨勢。華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司副總裁、首席戰(zhàn)略官張峰提出，該公司聚焦4T技術(shù)融合，即融合數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)、熱管理技術(shù)和儲能管理技術(shù)，持續(xù)開展新能源和數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新。
為實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定，華為數(shù)字能源采用Grid Forming構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)，打造智能光儲發(fā)電機，使光儲系統(tǒng)具有主動增強電網(wǎng)的能力和傳統(tǒng)同步發(fā)電機的功能，促進新能源穩(wěn)定并網(wǎng)和高質(zhì)量消納，實現(xiàn)從跟隨電網(wǎng)到主動增強電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，推動光伏成為主力能源。
中國國際工程咨詢有限公司能源業(yè)務(wù)部總工程師朱寧提出，電力行業(yè)和IT行業(yè)的交流合作十分迫切。他指出，目前國內(nèi)電力行業(yè)的智能化規(guī)劃設(shè)計較為落后，智能化方案與實際規(guī)劃設(shè)計無法很好對接。他建議，電力行業(yè)要和數(shù)字化、智能化技術(shù)深化融合，加快形成新型電力系統(tǒng)智能化的中國方案。
為更好地服務(wù)能源數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型，能源投融資是必選項，備受資本市場關(guān)注。
國家節(jié)能中心副主任、研究員康艷兵提出，“雙碳”目標將為能源行業(yè)帶來新機遇，包括產(chǎn)生能源高效利用等新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)等。在此背景下，我國將擁有巨大的綠色投資市場。初步測算，未來30年，為支撐能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，在能源供應(yīng)側(cè)的重大基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域投資將為90萬億元—130萬億元。疊加能源消費側(cè)，將形成一個數(shù)百萬億元的綠色投資市場。
新型電動出行是新型電力系統(tǒng)的重要場景之一，電動汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施被認為是一種可挖掘的儲能類型。
特銳德電氣公司董事長于德翔表示，未來充電網(wǎng)是支撐電動汽車大規(guī)模發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，是構(gòu)建新能源占比逐步提高的微電網(wǎng)，也是聚合電動汽車電池的儲能網(wǎng)。他介紹，特銳德正構(gòu)建“充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲能網(wǎng)”的虛擬電廠新產(chǎn)業(yè)生態(tài)，在實現(xiàn)電動汽車高效清潔充電的同時，參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)，助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
儲能迎來發(fā)展機遇期
商業(yè)模式待成熟
當前，儲能迎來高質(zhì)量發(fā)展機遇期。在2023國際數(shù)字能源展期間，總規(guī)模超過200億元的深圳新型儲能產(chǎn)業(yè)基金發(fā)布。在多場論壇上，專家和能源從業(yè)者對國內(nèi)儲能發(fā)展路徑、商業(yè)模式及趨勢展開熱議。
中國工程院院士、中國科學院物理研究所研究員陳立泉介紹，截至2022年底，全球電力儲能裝機達237.2吉瓦，較2021年增長15%;中國儲能裝機59.8吉瓦，占全球總規(guī)模的四分之一，較2021年增長38%，抽水蓄能裝機首次低于80%。他認為，新型儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，也是搶占國際競爭新高地的重要領(lǐng)域，我國儲能市場將迎來爆發(fā)期。
西門子能源(深圳)有限公司總經(jīng)理趙作智補充了一組數(shù)據(jù)，截至2022年底，全國儲能容量占風光發(fā)電量的0.011% ，全國已投運新型儲能容量占風光發(fā)電量的0.0015%。到2060年，“雙碳”目標下風光發(fā)電量同比2025年增幅將超過5倍，“目前儲能規(guī)模遠遠不夠”。
缺乏成熟的商業(yè)模式是阻礙儲能市場發(fā)展的因素之一。欣旺達動力科技股份有限公司總工程師王寶玉認為，總體上看目前國內(nèi)儲能仍處于商業(yè)化早期或示范階段，在性能提升、成本下降等方面有較大發(fā)展空間。同時，市場暫缺乏明確的價格政策和成本分攤機制，儲能盈利模式不清晰，儲能規(guī)?；l(fā)展受限。
廣東省綠色能源技術(shù)重點實驗室主任、華南理工大學電力學院教授楊蘋進一步說，電網(wǎng)側(cè)配儲和共享儲能目前沒有直接的商業(yè)模式，現(xiàn)在具有明確商業(yè)模式的是新能源場站側(cè)配儲和新能源加儲能聯(lián)合運行。
新能源場站側(cè)配儲方面，現(xiàn)有部分省份規(guī)則強制性配儲比例為10%—20%。楊蘋認為，未來應(yīng)分層級配置儲能，具體來說要注意風電場和光伏電場的不同，考慮新能源場站二次出力特性、所在節(jié)點并網(wǎng)運行特性，以收益最大化為目標配儲。新能源加儲能聯(lián)合運行也要基于多應(yīng)用場景，考慮新能源場站的并網(wǎng)運行特性，制定新能源聯(lián)合儲能的協(xié)同控制策略。
王寶玉說，國外目前更關(guān)注儲能全生命周期的經(jīng)濟可靠性，預(yù)計到2026年國內(nèi)政策及價格傳導機制將成熟，國內(nèi)外儲能行業(yè)必將殊途同歸，“安全+經(jīng)濟性”是國內(nèi)外儲能未來面臨的最大挑戰(zhàn)。
中國電力科學院電工與新材料所所長來小康介紹，儲能應(yīng)用在電網(wǎng)服務(wù)方面大致可分為能源服務(wù)、容量服務(wù)和基本可靠性服務(wù)。因為相比其他服務(wù)而言容易形成商業(yè)模式，以往儲能主要為系統(tǒng)提供可靠性服務(wù)，能源服務(wù)和容量服務(wù)沒有得到充分應(yīng)用。“能源服務(wù)和容量服務(wù)得到充分應(yīng)用后，才是天量的儲能應(yīng)用市場。未來儲能不能總靠電力設(shè)備按尖峰時的電量配置，要充分利用能源服務(wù)和容量服務(wù)功能。”
成本優(yōu)先，呼吁長時儲能
中國科學院院士，南方科技大學碳中和能源研究院院長，香港科技大學能源研究院院長趙天壽提出，新型電力系統(tǒng)需要大規(guī)模、高安全、不同時長的儲能技術(shù)。現(xiàn)有的儲能技術(shù)仍有不足，要聚焦技術(shù)短板、突破技術(shù)挑戰(zhàn)，搶抓儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇。
陳立泉提出，大規(guī)模儲能技術(shù)的總體發(fā)展目標，包括重點發(fā)展長時、中短時、高功率三類規(guī)模儲能技術(shù)，降低度電使用成本至0.2元/千瓦時以下，延長儲能器件壽命至15—30年。此外，要發(fā)展梯級利用、全壽命周期、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)高度安全、高度可靠、高水平規(guī)?；圃斓募夹g(shù)水平。
在技術(shù)方面，多位嘉賓提到應(yīng)重視長時儲能技術(shù)發(fā)展。
研究表明，由于成本高、技術(shù)仍不成熟，目前長時儲能系統(tǒng)在全球風光發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用仍較少，多以配置小于5小時的短時儲能為主。
趙作智認為，隨著波動的可再生能源滲透率提高，儲能放電次數(shù)將減少，與此同時，放電持續(xù)時間將增長，不同可再生能源會導致地區(qū)間平均儲能放電時間出現(xiàn)差異，當可再生能源發(fā)電比例大于75%，季節(jié)性儲能的需求將會產(chǎn)生。
他說，長時儲能的潛力尚未完全釋放，原因包括長時儲能被認為只是一種資產(chǎn)，初期項目成本過高，客戶和投資者過度關(guān)注項目風險，項目收入缺乏確定性等。此外，目前對大于10小時的儲能需求還不夠強勁，套利、容量支付或輔助服務(wù)等激勵措施不夠有吸引力。
趙作智認為，制定中期存儲容量目標，將儲能納入電力規(guī)劃，允許接入儲能作為輸電網(wǎng)供應(yīng)商的“電網(wǎng)設(shè)備”以提高電力系統(tǒng)運行質(zhì)量，確定長期收入模式，降低或取消儲能接入電網(wǎng)的費用。
趙天壽提出，新型電力系統(tǒng)需要長時大規(guī)模儲能，氫燃料儲能、液流電池儲能有發(fā)展?jié)摿?。?jù)介紹，氫燃料電池具有零碳排放、功率能量密度高、無時空限制的技術(shù)優(yōu)勢，但存在氫能存儲運輸難度大、安全風險高等問題;液流電池儲能則具有本征安全、擴展性高、壽命長的優(yōu)勢，但存在能量和功率密度低的挑戰(zhàn)。此外，兩者都面臨成本高的問題。
來小康說，通常發(fā)展儲能技術(shù)是性能路線優(yōu)先，看重能量密度、循環(huán)壽命等指標，未來可能改為成本路線和規(guī)模路線優(yōu)先。他還希望儲能產(chǎn)業(yè)可以加大數(shù)字仿真、數(shù)字孿生方面的技術(shù)研發(fā)，降低試錯成本。
來源 | 南方能源觀察
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