可再生能源发展提速电网侧储能已重启 中国储能行业未来可期

  发布时间: 2020年05月01日 04:31:46   作者: 广丰能源网

2015年签署的《巴黎协定》让世界各国达成共识,一同应对气候变化,将全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在低于2℃的目标,并为1.5℃温控目标而努力。为实现这一目标,进一步提高可再生能源在能源消费中的比例是一个主要手段,100%可再生能源的提法也应运而生。

(来源:微信公众号“能源评论•首席能源观”ID:CEO_ER  作者:王子佳)

从假设到目标和手段

当今,100%可再生能源目标已经不再只是一个学术界的假设,许多国家和地区已经实实在在地为实现这一目标付出努力。到2019年年底,全球已经有超过60个国家宣布并实施了不同类型的100%可再生能源的目标。在城市和区域层面,全球已经有至少318个城市或区域提出了自己的100%可再生能源目标。

可再生能源包括所有的可再生的能源来源,比如水能、风能和太阳能、生物质能、地热能、海洋能等。100%可再生能源是指在一个特定的地点、区域或者国家,一年365天所有用户的能源需求都来自可再生能源。这些满足本地最终用户的用能需求(电力、冷热、交通)可以是由本地的可再生能源提供,也可以是从区域以外通过辅助技术设施来提供,包括电网、氢能、热能等。所有参与能源系统平衡的储能设施的能源来源,也必须是可再生能源。

近10年来,可再生能源,尤其是风电和光伏的迅猛发展,让这一目标看起来更加接近现实。2017年,全球范围内,尤其是在电力领域,可再生能源占比达到24.4%(IRENA,2019c),预计2018年已经达到26%(REN21,2019a)。在可再生能源供热(冷)和交通领域,2016年分别实现了24.1%和3.3%。

如今,100%可再生能源不只是一个目标,而成为一个实现清洁可持续发展的手段,每个国家都在或多或少、或快或慢地努力前行。截至2019年年底,有58个城市或地区已经实现了100%可再生能源的目标,其中36个城市或地区已经实现了100%可再生能源供电的目标。131个城市和区域将2030年设为实现目标的截止时间,114个城市把实现目标的时间设为2050年。

按照最终用能品类划分的话,绝大部分的目标是聚焦在100%可再生能源电力板块,而提出在电力、冷热和交通三个领域全目标的城市主要集中在欧洲(42个)和北美(28个)。

根据国际可再生能源署(IRENA)的预测,可再生能源供电会从当今的25%提高到2050年的86%。当然,这些可再生能源供电容易受气候影响,其出力具有随机性和波动性,同时可再生能源的大比例增加会给整个能源系统的不同环节、不同的时间尺度带来挑战(一天中的不同时段或者一年当中的不同季节和天气)。其本质是,维持供需平衡将成为一个最大的挑战。

储能要承担平衡重任

应对这些挑战,需要多领域多维度的创新举措,包括关键技术、市场设计、商业模式等方面。其核心是,在不断变化的形势下保持既经济又可靠的供需平衡,提升整个系统的灵活性。储能技术,不论是供给侧(发电侧)、电网侧还是需求侧,都是灵活性的关键来源。

发电侧的储能系统,可以稳定可再生能源电源的输出,同时通过规模储能以及电能到其他形式的应用(如电制氢),储存多余的可再生能源发电,减少弃风、弃光和弃水,同时增加供应侧的灵活性。

电网侧的储能系统,可以提供辅助服务,增加调频、调峰和黑启动的能力,改善电网侧的灵活性。

需求侧的储能系统,则通过终端用户领域的智能电气化来提高灵活性。

未来,我国储能行业要助力可再生能源发展,不能忽视以下三个关键驱动因素。

一是进一步降低储能的商业投资成本,增加储能运营的经济性。在大部分已建成的储能项目中,其经济收益、非经济收益已经和项目投资取得了平衡,但是大部分的项目在经济性可行性上不高。在电化学储能中,锂电池技术一直独占鳌头,也是受益于电动汽车的高速发展所带来的电池技术提升,以及电池成本的下降(虽然动力电池和储能电池的技术要求存在较大差别),大型锂电储能系统造价已经突破200美元每兆瓦时。对于储能项目,可以借鉴可再生能源的发展模式,前期依靠一定水平的补贴,后期通过市场的充分竞争实现平价盈利。

二是搭建一个让储能产生经济价值的政策框架。现有的电网系统设计逻辑是实现供需平衡,而储能的作用是存储或者释放电能,和现有的框架较难融合。未来,储能系统的所有权、经营模式等系列问题还需要逐步明晰,以确保储能服务提供商能够有广泛并顺畅的收入渠道和来源。

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