如何给电力系统装一块电池?

作者: 凌霜微雨

来源: 果壳

发布日期: 2022-01-03

本文详细介绍了实现“双碳目标”所需的全新电力系统,特别是储能技术的重要性及其技术路线和商业模式。文章分析了储能在平抑新能源波动、提升电力系统稳定性中的作用,并探讨了抽水蓄能和新型储能的技术特点和市场前景。此外,文章还讨论了储能项目的盈利模式,包括峰谷价差和辅助服务市场,以及储能产业的发展潜力和市场空间。

实现“双碳目标”,需要一个全新的电力系统,这已成为一个共识。在此前的《怎么给新能源拉一张新电网?》一文中,我们已详细介绍过什么样的电力系统才称得上是“新电网”,而想要建成这样一个电网面临着什么挑战以及三种基本解决方案,即“看得准、调得动、储得住”。不过受篇幅所限,文章并未对“储能”环节展开详尽论述——但这不是因为储能不重要,而是太重要,无法在有限的篇幅内理清。

本文将聚焦于储能当前的技术路线、商业模式,为读者解析这一热门行业。毕竟,现在可是储能元年了。

我们为什么要发展储能?一个能够实现“碳达峰、碳中和”的电力系统,必然是以新能源为主体的新型电力系统。这一解决方案意味着,未来我们的电力系统的供能主体将变为风、光等新能源,但它最大的问题是不稳定。以下是某地不同季节风光的典型出力与负荷用电情况,可以看到明显的波动大且不稳定,对电力系统很不友好,甚至有害。

储能的意义就在于:通过将储能设施与风、光集成,当发电量太多时就为储能设备充电平抑波峰,发电量不足时就由储能设备放电补足缺口,将新能源系统的“不可控”变成“可控”。

储能有哪些方式?既然储能如此重要,目前有哪些技术路线值得发展与布局?在大方向上,根据《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,我国目前的储能技术路线大体分为两类:抽水蓄能与新型储能。

抽水蓄能的原理非常简单,在山上、山下建两个水库,安装一台既能当抽水机又能当发电机的水轮机,电多的时候就把山下面的水抽到山上,电少的时候就把山上的水放下来发电。抽水蓄能的优点首先是规模大。一座抽水蓄能电站,随便几台机组即可实现几百兆瓦储能规模,上千兆瓦的也不少见(大规模的储能非常难得)。

难能可贵的是,抽水路线的单位成本不高,大概在500元~1000元/千瓦时(大概只有锂电池的四分之一到一半),使用寿命却可以达到40~60年(锂电池大概只有10年不到)。

新型储能:百花齐放面向未来。现阶段,人们对“新型储能”概念的认知主要来自锂电池,但实际上,除了抽水蓄能以外的一切储能方式,都可纳入“新型储能”范畴。

关于锂电池储能已有大量分析文章,不再赘述,本文主要聊一聊国家在推动的其它几种储能方式。今年7月,发改委与能源局发布了《国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》(以下简称“指导意见”),其中就着重强调了压缩空气、液流电池、飞轮储能以及钠离子电池这四种储能技术,我们将在下文着重介绍。

储能如何赚钱?储能产业非常优秀不假,也确实至关重要,但它仍然需要可供开发的商业价值。只有“储能赚钱”深入人心,庞大的社会资本才会真正的投入进来,才可能迎来行业的爆发式发展。那么在电力系统中,谁来出钱建这个储能,储能项目又该如何盈利自然就成了两个关键问题。

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