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智能电网需多种大容量储能技术

发布时间:Aug 30, 2017 9:59:03 PM 浏览次数:151

6月15日,第二届北京国际储能大会在北京国际会议中心召开,中国科学院副院长李静海在会上指出:“储能科学与技术对于可再生能源的利用和节能意义重大。”储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网及电动汽车发展必不可少的支撑技术,因此储能产业正成为新能源领域投资的热点之一。但同时,由于储能容量有限、受商业模式不成熟、相关技术标准体系缺失等因素的影响,储能产业发展还需加强交流,各取所长,共同发展。 

  储能是构建智能电网的关键环节 

  “随着可再生能源体系和技术发展的不断成熟,无论在中国,还是在英国,越来越多风电、太阳能光伏发电正在接入电力系统,这对电网的安全稳定运营造成影响。那么,如何平衡电力供需?如何解决发电侧间歇式的问题?发展更多的储能技术是一种很好的解决办法。”英国皇家工程院院士Richard Williams在第二届北京国际储能大会上表示。 

  近年来,随着我国电网运营面临用电负荷持续增加、间歇式能源接入占比扩大、调峰手段有限等诸多手段,储能技术尤其是调峰电源得到了空前发展。据介绍,储能技术主要有物理储能( 如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等) 、化学储能( 如各类蓄电池、可再生燃料电池、液流电池、超级电容器等) 和电磁储能( 如超导电磁储能等) 等。这些储能技术的技术水平、发展趋势、应用前景各不相同。 

  目前抽水蓄能技术相对成熟,功率和储能容量规模可以做的很大,对于控制电网的稳定和安全性及接入可再生能源都能发挥巨大作用,但存在受地势影响大、响应速度较慢等缺点;铅酸电池技术成熟,是目前最实用的储能系统,但因铅是重金属污染源,因此铅酸电池不是未来的发展趋势;锂离子电池成本较高,产品性能目前尚无法满足储能要求,且其经济性无法实现商业化运营…… 

  有研究表明,单一的储能技术很难同时满足能量密度、功率密度、储能效率、使用寿命、成本等性能指标,如果将两种或两种以上性能互补性强的储能技术结合,可以取得较好的技术经济性能。 

  目前,我国正在建设的坚强智能电网以可再生能源的大规模利用和智能化为主要特征,发电形式将是大型集中式发电和分布式发电相结合,电力系统中的储能系统也将分为大规模集中式储能系统和大规模分布式储能系统。因此,没有任何一种储能技术可以全面满足智能电网接纳分布式能源的需求。为适应智能电网的发展,我国除发展抽水蓄能外,还应大力发展布置灵活的电池储能技术,如锂离子电池、钠硫电池以及超级电容器等。 

  商业模式不成熟制约储能发展 

  储能技术拥有广泛的应用前景,但实现规模化储能是个世界性难题。例如,目前我国风电储能示范项目达几十个,但真正上规模、达兆瓦级的仅有国网的张北项目和南网的储能示范项目。其中,南网的储能示范项目为10兆瓦,张北项目为20兆瓦。因此,储能技术要在我国电力系统中大规模应用还需克服技术、成本等诸多问题,还需下大力气发展多种储能技术,实现自主创新。 

  对此,与会嘉宾指出:“在加大储能技术研发力量的同时,要建立适合我国的大容量新能源及储能技术的技术标准、安全标准、接入标准等标准体系。”严格的技术标准和规范化管理是驱动储能产业发展的重要动力。如西班牙就规定风电在上网前必须向电网提供风机出力曲线和发电短期预测曲线,误差不能超过一定比例,否则将受罚,这就会倒逼发电商主动采用预测技术和储能技术。 

  “对储能企业来说,首先要考虑的是生存。市场决定研发,商业模式不成熟,储能产业就难以发展。目前我国的分布式储能已有一定市场,而大规模集中储能还未形成有效市场。”环宇集团董事长李中东指出。英国谢菲尔德大学教授Peter Hall也认为:“可再生能源发电的价格因时段、季节不同而不同,我们必须考虑如何在储能方面挣钱。”因此,储能产业的发展除技术进步外,还需政策上的配套,如合理拉开不同供需时段的电价,使得储能的削峰填谷有利可图,这样就会吸引更多的市场力量参与进来。 

  近日,科技部发布的《智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划》将“大规模储能系统”列为九大重点任务之一,以及我国即将实施的阶梯电价对推动储能产业的发展无疑是个好消息。