一、中國儲能在新能源發(fā)電中的應(yīng)用現(xiàn)狀
中國與可再生能源相關(guān)的儲能應(yīng)用,主要分為兩種類型。一類是用戶端分布式發(fā)電及微電網(wǎng)中儲能的應(yīng)用,另一類是集中式風(fēng)光電站(可再生能源并網(wǎng))儲能應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2015年底,這兩類應(yīng)用累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已超過中國市場的80%。
中國運(yùn)行項(xiàng)目應(yīng)用累計(jì)裝機(jī)分布
其中,集中式風(fēng)光電站(可再生能源并網(wǎng))儲能應(yīng)用主要集中在“三北”地區(qū),這也是我國目前可再生能源消納困難重重的地區(qū),儲能應(yīng)用于這一領(lǐng)域,主要的作用為削峰填谷、平滑出力、跟蹤計(jì)劃出力、輔助電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等。目前較為大型的集中式風(fēng)光電站儲能項(xiàng)目有:
張北風(fēng)光儲輸示范工程(一期),儲能容量19MW/83.5MWh,采用的儲能技術(shù)有磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、全釩液流電池、鉛酸電池
國電和風(fēng)北鎮(zhèn)風(fēng)場儲能項(xiàng)目,儲能容量8MW/14.083MWh,采用的儲能技術(shù)有磷酸鐵鋰、全釩液流電池、超級電容
龍?jiān)捶◣炫P牛石風(fēng)電場項(xiàng)目,儲能容量5MW/10MWh,采用的是全釩液流電池儲能技術(shù)
科陸電子風(fēng)光儲項(xiàng)目,儲能容量10MW,采用的是磷酸鐵鋰儲能技術(shù)
二、中國儲能在新能源發(fā)電應(yīng)用中面臨的問題
總結(jié)上述示范項(xiàng)目的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),目前中國儲能在新能源發(fā)電應(yīng)用中面臨兩個(gè)主要問題:
(1)缺乏盈利模式,這也是目前最主要的問題
理論上,儲能可以改善風(fēng)電質(zhì)量,減輕電網(wǎng)壓力,參與電力市場提供輔助服務(wù)等,但這些應(yīng)用,目前都沒有明確的參與機(jī)制與結(jié)算方式,因此價(jià)值不能正確衡量,并獲得相應(yīng)回報(bào)。
以1kWh鋰離子電池參與風(fēng)電場削峰填谷為例,簡要的計(jì)算結(jié)果表明,在不考慮其他成本的情況下,該系統(tǒng)生命周期內(nèi)度電成本大約為1.04元-1.25元,高于各地區(qū)風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)至少0.5元,如沒有相關(guān)補(bǔ)貼政策,則完全沒有經(jīng)濟(jì)利益可言。因此要推動(dòng)儲能在風(fēng)電場中應(yīng)用,需要進(jìn)步拓展儲能的應(yīng)用,例如參與服務(wù)價(jià)值較高的電力輔助服務(wù)市場,為電網(wǎng)提供備用服務(wù),收取容量費(fèi)用等。
(2)建設(shè)在風(fēng)光電站,儲能電站運(yùn)營存在困難
目前中國集中式風(fēng)光電站儲能應(yīng)用,基本上全部與某一風(fēng)光電站配套建設(shè)(這里稱為整合型儲能系統(tǒng))。整合型儲能系統(tǒng),一方面投資建設(shè)由風(fēng)光電站業(yè)主負(fù)責(zé),大量投資成本的增加有可能會減緩儲能電站的建設(shè)步伐;另一方面,其生產(chǎn)運(yùn)營由風(fēng)光電站運(yùn)營,因此電網(wǎng)不能從全局最優(yōu)化的角度調(diào)度儲能資源,儲能可實(shí)現(xiàn)的功能大打折扣;再者,與風(fēng)光電站捆綁運(yùn)營時(shí),還需區(qū)分風(fēng)光電站和電網(wǎng)的收益,才能正確結(jié)算,因此對最后的付費(fèi)機(jī)制的設(shè)定,也造成了一定的困難。
為了解決以上難題,比亞迪提出了在集中式風(fēng)光電站區(qū)域建設(shè)獨(dú)立電池儲能電站的構(gòu)想,希望通過協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)風(fēng)光電站和儲能電站的運(yùn)行,在目前成本較高的前提下,最大程度上發(fā)揮儲能電站的價(jià)值,促進(jìn)儲能商業(yè)化應(yīng)用,幫助新能源解決消納難題。
三、獨(dú)立電池儲能電站應(yīng)用方式探討
獨(dú)立電池儲能電站解決方案的總體構(gòu)想如下:
在新能源發(fā)電集中地區(qū)的330KV(或類似電壓等級)的母線上,選擇合適地點(diǎn)建立獨(dú)立的電池儲能電站(ESS),該ESS相當(dāng)于小型抽水蓄能電站,ESS直接接受當(dāng)?shù)厥〖墸ɑ虻貐^(qū)級)電網(wǎng)調(diào)度控制,省調(diào)(或地調(diào))依據(jù)該母線各個(gè)風(fēng)力發(fā)電站和光伏電站的出力預(yù)測以及實(shí)時(shí)母線電壓、頻率等情況,控制ESS的充電和放電,達(dá)到平滑輸出、調(diào)峰、調(diào)頻的目的。
四、獨(dú)立電池儲能電站解決方案與現(xiàn)有的整合型儲能系統(tǒng)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)可實(shí)現(xiàn)較多的功能
獨(dú)立型儲能電站可由電網(wǎng)直接調(diào)度,類似于小型抽水蓄能電站,為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、跟蹤計(jì)劃發(fā)電、平滑風(fēng)電出力等多種服務(wù)。
(2)儲能計(jì)量及價(jià)值核算相對簡單
儲能電站獨(dú)立運(yùn)營,相對整合型儲能系統(tǒng),其調(diào)節(jié)電量容易統(tǒng)計(jì),服務(wù)的種類及計(jì)量也相對容易,因此會一定程度上簡化儲能電站的運(yùn)營難度。
(3)投資主體清晰,評估容易
獨(dú)立儲能電站與發(fā)電設(shè)備徹底分開,在投資界面上,主體清晰明確,在進(jìn)行投資評估時(shí),投資評估的難度也會相應(yīng)降低。
(3)國家儲能補(bǔ)貼政策出臺更具針對性
由于與發(fā)電設(shè)備分開,更容易明晰儲能本身的價(jià)值,確定補(bǔ)貼的方式與額度。另外,在排除發(fā)電設(shè)備的投資成本后,獨(dú)立儲能電站的投資體量也會大大下降,從而補(bǔ)貼的總體量也會相應(yīng)下降。
五、促進(jìn)獨(dú)立電池儲能電站發(fā)展的建議
為促進(jìn)獨(dú)立電池儲能電站的發(fā)展,政府及電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行布局:
(1)明確獨(dú)立儲能電站的補(bǔ)貼或計(jì)費(fèi)方式
對于獨(dú)立儲能電站補(bǔ)貼及結(jié)算的方式,應(yīng)避免只考慮一次性建設(shè)補(bǔ)貼,能促進(jìn)電站持久運(yùn)營的電價(jià)、補(bǔ)貼機(jī)制的制定可促進(jìn)儲能電站在電網(wǎng)中長久發(fā)揮作用,可以考慮以下兩種形式:
(2)采用類似于抽水蓄能的結(jié)算方式,設(shè)置價(jià)格機(jī)制
如采用容量電價(jià)的形式,假設(shè)容量電價(jià)為600元/(kW*年),則計(jì)算表明,一個(gè)120MW/240MWh儲能系統(tǒng),在額外提供30%的建設(shè)費(fèi)用(電站總投資約7.2億元,30%建設(shè)補(bǔ)貼約2.16億元)的情況下,預(yù)計(jì)投資回收年限為7年左右,對于投資者來說,將具有一定的吸引力。
(3)納入電力系統(tǒng)輔助服務(wù)范疇,制定相關(guān)政策,促進(jìn)儲能電站參與輔助服務(wù)
對于儲能系統(tǒng)來說,可以參與輔助服務(wù)市場,顯然可以促使儲能形成一定的商業(yè)模式,盡管《關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》已經(jīng)允許儲能參與電力輔助服務(wù),但相關(guān)的結(jié)算機(jī)制并未確定。假設(shè)可以按照現(xiàn)行的模式進(jìn)行結(jié)算,簡要計(jì)算表明,在一些地區(qū)已經(jīng)具備盈利空間,未來應(yīng)根據(jù)儲能的特點(diǎn),制定適應(yīng)的規(guī)則,促進(jìn)儲能的應(yīng)用。
(4)制定更嚴(yán)格的風(fēng)電、光伏準(zhǔn)入規(guī)則,促進(jìn)儲能應(yīng)用
例如對風(fēng)電、光伏的電能質(zhì)量制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)儲能應(yīng)用。目前的標(biāo)準(zhǔn)較為寬松,風(fēng)電站、光伏電站在提高風(fēng)電、光伏發(fā)電質(zhì)量的問題上,動(dòng)力不足。
(5)地方政府布局儲能產(chǎn)業(yè),助推當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級
在前期電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營示范項(xiàng)目,積累相關(guān)調(diào)度管理經(jīng)驗(yàn)后,儲能電站的建設(shè)應(yīng)該從電網(wǎng)釋放,儲能建設(shè)的投資方應(yīng)向獨(dú)立于電網(wǎng)的第三方轉(zhuǎn)移,而電網(wǎng)將主要承擔(dān)為儲能設(shè)施接入電網(wǎng)提供服務(wù)、計(jì)量與結(jié)算、協(xié)助建立輔助服務(wù)市場等責(zé)任。
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