從“剛性”到“柔性”

電力儲能是指：在發電容量大于負荷需求期間，可將電能以適當形式的能量儲存起來，在負荷需要時將儲存的能量轉換為電能送入系統，或直接供負荷使用。儲能系統被認為是未來電力系統中的必要組成部分，在發電、輸配電和用電等各個環節都有廣泛應用。大規模電力系統儲能將在一定程度上改變發電、輸電、配電和用電同時完成的電力生產基本格局。通過在電力系統中增加存儲環節，可使“剛性”的電力系統變得更加“柔性”，通過儲能，能夠平抑大規模清潔能源發電接入電網帶來的波動性，提高電網運行的安全性、經濟性和靈活性。

  國網天津電力海旭道儲能站設備。李津 攝

必不可少的儲能

隨著我國“雙碳”目標的提出，未來新能源將成為電力供應的主體。到2030年，我國風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。今年3月15日，中央財經委員會第九次會議對推動碳達峰、碳中和作出全面動員和系統部署，并明確指出要構建以新能源為主體的新型電力系統。

新能源大規模開發利用，給電網安全運行帶來挑戰，迫切需要通過發展儲能等措施，提高系統靈活調節能力。儲能技術可在提高可再生能源消納比例、保障電力系統安全穩定運行等方面發揮重要作用，對推動構建清潔低碳、安全高效的能源體系，更好地服務碳達峰、碳中和具有重要意義。

根據不完全統計，目前全球發展最成熟、裝機規模最大的儲能是抽水蓄能，電化學儲能緊隨其后。同時，以氫儲能技術、儲熱/冷技術、壓縮空氣儲能技術為代表的新型儲能技術也在越來越多的應用場景展現價值。截至2020年年底，我國已投運儲能項目累計裝機規模為3560萬千瓦，電化學儲能占9.2%。

國網冀北電力 供圖

【專訪】

圍繞儲能技術在構建新型電力系統，實現碳達峰、碳中和目標的作用等，《亮報》對國網能源研究院新能源與統計研究所高級工程師胡靜進行了專訪。

《亮報》：儲能技術在構建新型電力系統，助力“雙碳”目標實現過程中，將發揮哪些作用?儲能發展現在面臨哪些主要問題?

胡靜：在我國構建新型電力系統和“雙碳”目標驅動的大背景下，風能、太陽能等新能源作為清潔低碳的能源電力來源，將作為電源增長的“主力軍”實現大規模加速發展。與此同時，電動汽車、分布式能源等交互式用能設備廣泛應用，改變了傳統負荷特性，負荷預測難度加大。由于新能源具有波動性、間歇性出力特性，電力系統從過去的“電源側可調，負荷側不可控”逐漸發展為“電源負荷均不可控”，加大了電力系統電力實時平衡的難度。儲能可實現電力的存儲和放出功能，起到了電力的暫時緩沖作用，就像是一個“水庫”，在局部地區新能源大發又無法得到有效消納時，將電力暫時存儲，等負荷有需求時再放出電力，不但可以使新能源電力高效利用，還可以緩解新能源對電力系統的沖擊影響。

隨著儲能技術經濟性提升，儲能已廣泛應用于電力系統“發—輸—配—用”等各個環節，將主要在以下幾個方面發揮重要作用：一是提升新能源利用水平。儲能通過平抑波動、跟蹤出力和電能量時移三種途徑提高新能源消納能力。二是提高常規電源涉網性能。通過在常規電廠內部裝設儲能系統，利用儲能快速、穩定、精準的充放電功率調節特性，可提高常規電源調峰調頻能力。三是提升系統調節能力。儲能可充分發揮參與系統調峰、參與系統調頻、參與系統主動支撐等功能，有效提高系統調節能力。四是保障輸配電功能。儲能可緩解或替代因負荷增大而引起的輸配電改造升級;可解決大電網無法延伸覆蓋的偏遠山區、海島等地區的供電問題;可為未來先進柔性直流配電網提供功率調節支撐。五是拓展需求側應用。通過在需求側(用戶側)安裝儲能，除了為用戶提供削峰填谷、需量管理等功能外，還可實現光儲一體化、充換儲一體化等多種利用模式。

儲能發展面臨的主要問題包括：一是儲能目前成本還相對較高，屬于“奢侈品”，若大規模應用，將在一定程度上提高全社會用能成本。二是大容量、長時間、跨季節調節的儲能技術還有待突破，以新能源為主導的新型電力系統可能會出現由極端天氣導致的新能源長時間出力受限的情況，目前儲能技術還無法完全有效解決該問題。三是缺乏儲能統籌規劃。目前，我國尚未對新型儲能進行系統層面的儲能規劃，未來電力系統面臨轉動慣量不足、調節資源缺乏、支撐能力不足等問題，而儲能可在發電側、電網側和用戶側都發揮作用，用于解決系統問題。四是現有商業模式單一，盈利水平受限。除用戶側峰谷電價套利、火電調頻以及個別新技術儲能示范有電價支持外，其余儲能項目暫時無法從相關鼓勵政策和市場機制中找到具有穩定收益率預期的商業模式。五是電化學儲能的安全、消防和環保回收等問題還有待解決。近期北京的儲能電站事故造成嚴重后果，給儲能發展敲響了一記警鐘，相關標準和管理規范有待進一步加強。

總之，儲能在快速發展的同時，仍然面臨規劃、技術、安全、運營等問題，需要多方共同努力，促進儲能產業健康有序發展。