中國(guó)需盡快發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù) 解除可再生能源消納“魔咒
中國(guó)需盡快發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù) 解除可再生能源消納“魔咒
能源領(lǐng)域正處于一場(chǎng)大變革中，以可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)為代表的新能源技術(shù)將逐漸改變?nèi)祟?lèi)的能源使用方式，而儲(chǔ)能在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。可再生能源具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，在無(wú)法儲(chǔ)能的情況下電網(wǎng)無(wú)法大規(guī)模對(duì)其進(jìn)行消納。而電動(dòng)汽車(chē)的推廣則取決于電池的續(xù)航能力和充電的便捷性。
全球儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展
儲(chǔ)能裝機(jī)在2015年保持快速增長(zhǎng)，其中電池儲(chǔ)能的發(fā)展尤為引人注目。根據(jù)美國(guó)能源局（DOE）全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，全球電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)0.61GW，較2014年增長(zhǎng)了20%以上。此外還有超過(guò)0.3GW的在建項(xiàng)目以及0.4GW的已簽訂合同的項(xiàng)目。從各國(guó)的數(shù)據(jù)來(lái)看，美國(guó)目前的裝機(jī)為0.3GW，幾乎占到了全球電池儲(chǔ)能裝機(jī)的一半。從新增裝機(jī)的技術(shù)類(lèi)型上看，90%以上的新增項(xiàng)目使用的都是鋰離子電池。
在商業(yè)化方面，近兩年儲(chǔ)能產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始全面走向應(yīng)用。雖然日本廠(chǎng)商在2010年開(kāi)始就已經(jīng)推出了許多針對(duì)家庭用戶(hù)的儲(chǔ)能產(chǎn)品，但由于成本過(guò)高，推廣一直受到限制。真正引起廣泛關(guān)注的是2015年4月底特斯拉（TESLA）推出的居民用儲(chǔ)能產(chǎn)品Powerwall，及針對(duì)商業(yè)級(jí)的產(chǎn)品Energy for Utility，其低至350美元/千瓦時(shí)的售價(jià)使得儲(chǔ)能投資開(kāi)始具有經(jīng)濟(jì)性。此外，市場(chǎng)上還有EOS和Imergy等數(shù)十家提供電池儲(chǔ)能產(chǎn)品的廠(chǎng)商，不少產(chǎn)品也都開(kāi)始具備經(jīng)濟(jì)吸引力。國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商如比亞迪、科陸電子等在2015年也相繼推出了類(lèi)似儲(chǔ)能產(chǎn)品。
技術(shù)方面，雖然2015年有許多關(guān)于儲(chǔ)能電池突破的新聞，如各種金屬空氣電池，但從實(shí)際情況來(lái)看，這些新技術(shù)大多離應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)。目前具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的儲(chǔ)能技術(shù)主要是鋰離子電池、釩流電池、鈉硫電池等。比較值得關(guān)注的是，近期有媒體報(bào)道的中科院石墨烯超級(jí)電容的突破。雖然超級(jí)電容的能量密度還是無(wú)法與電池儲(chǔ)能相比，但是其充放電速度極快（幾秒鐘便可完成充電），而且其循環(huán)次數(shù)能達(dá)到10萬(wàn)次以上，因此未來(lái)超級(jí)電容或?qū)⒖赡軓V泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻以及軌道交通和公交汽車(chē)等公共交通中。
歐美日等國(guó)十分重視儲(chǔ)能技術(shù)
國(guó)際上，歐美日等國(guó)一直以來(lái)都十分重視儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)聯(lián)邦和州層面針對(duì)儲(chǔ)能的法案和政策就達(dá)到了21項(xiàng)。歐盟和日本也均有針對(duì)儲(chǔ)能的扶持政策。具體可以歸納為以下幾類(lèi)。
第一，對(duì)儲(chǔ)能投資進(jìn)行補(bǔ)貼或是稅收減免。如美國(guó)2011年通過(guò)儲(chǔ)能法案，對(duì)儲(chǔ)能投資給予了20%的聯(lián)邦稅收抵免。德國(guó)對(duì)于中小規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)配套的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)貼。日本也對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的接入電網(wǎng)的電池儲(chǔ)能項(xiàng)目給予相當(dāng)于投資額1/3的補(bǔ)貼。
第二，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)行補(bǔ)貼。如美國(guó)政府2009年8月宣布撥款24億美元，用于支持環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)與儲(chǔ)能電池的研發(fā)、制造。日本政府則對(duì)鈉硫電池等技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用等各環(huán)節(jié)都給予高額的補(bǔ)貼。
第三，利用市場(chǎng)化的機(jī)制保障儲(chǔ)能發(fā)展。如歐洲國(guó)家普遍采用了拉大峰谷電價(jià)差的方式，增加儲(chǔ)能投資的動(dòng)力。美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)制定了市場(chǎng)化的調(diào)頻服務(wù)補(bǔ)償，同時(shí)允許儲(chǔ)能作為電源接入電力市場(chǎng)。
第四，政府或電網(wǎng)企業(yè)直接進(jìn)行儲(chǔ)能投資。如美國(guó)加州要求三大電力公用工程公司在2014年開(kāi)始的10年內(nèi)安裝1.33GW的儲(chǔ)能系統(tǒng)。日本政府則出資200億日元，委托北海道電力公司等安裝電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以增加對(duì)可再生能源的消納能力。
設(shè)計(jì)合理的儲(chǔ)能價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制與市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制
由于我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)起步相對(duì)較晚，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展也缺乏應(yīng)有的關(guān)注，目前還沒(méi)有清晰有力的規(guī)劃與扶持政策。2015年，國(guó)家能源局委托部分研究機(jī)構(gòu)啟動(dòng)儲(chǔ)能“十三五”規(guī)劃課題研究工作，希望在未來(lái)能為儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展提供較為明確的政策指引和支持。
根據(jù)目前儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)展，我國(guó)在未來(lái)的政策制定上，應(yīng)該充分考慮儲(chǔ)能在消納可再生能源以及提升電網(wǎng)穩(wěn)定性等方面的正外部性，設(shè)計(jì)合理的儲(chǔ)能價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制和市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制。同時(shí)結(jié)合目前電力現(xiàn)狀，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用進(jìn)行有力扶持。
首先，利用儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)幫助電網(wǎng)消納可再生能源。目前各地“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象嚴(yán)重，電網(wǎng)建設(shè)與可再生能源發(fā)展速度脫節(jié)是很重要的一個(gè)原因。而電網(wǎng)建設(shè)成本往往是巨大的。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠幫助可再生能源電站進(jìn)行調(diào)峰和平穩(wěn)輸出，在不增加電網(wǎng)容量的情況下提升可再生能源的消納能力。問(wèn)題的關(guān)鍵在于儲(chǔ)能的成本由誰(shuí)來(lái)承擔(dān)。儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電力的成本與光伏的上網(wǎng)電價(jià)相當(dāng)，電源企業(yè)是沒(méi)有動(dòng)力進(jìn)行投資的。如果能在上網(wǎng)電價(jià)的基礎(chǔ)上設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)能補(bǔ)貼價(jià)格，使得儲(chǔ)能投資相對(duì)有利可圖，最終就有可能形成電網(wǎng)與電源企業(yè)雙贏(yíng)的結(jié)果。
其次，應(yīng)該重視儲(chǔ)能在分布式電網(wǎng)中的應(yīng)用。我國(guó)電力的特點(diǎn)是負(fù)荷中心遠(yuǎn)離電源中心，東部電力輸入省份往往要為遠(yuǎn)距離輸電的成本支付較高的電價(jià)。發(fā)展分布式電網(wǎng)，則可以降低電網(wǎng)的輸送成本。但是，在目前條件下，分布式的風(fēng)電和太陽(yáng)能同樣也面臨著波動(dòng)性，加上其布局分散，對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成沖擊。儲(chǔ)能裝置則可以幫助提升分布式的滲透率，可以參考分布式太陽(yáng)能的補(bǔ)貼方式，設(shè)置儲(chǔ)能電價(jià)，以增加儲(chǔ)能系統(tǒng)在分布式中的應(yīng)用。
再次，通過(guò)優(yōu)化市場(chǎng)機(jī)制，促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展。應(yīng)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的入網(wǎng)障礙，允許儲(chǔ)能作為電源參與到供電服務(wù)中，并對(duì)儲(chǔ)能提供的調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)等進(jìn)行補(bǔ)償。同時(shí)可以制定更加靈活的電價(jià)政策，鼓勵(lì)通過(guò)價(jià)格套利等方式充分發(fā)揮儲(chǔ)能調(diào)峰的功能。
最后，應(yīng)加大對(duì)于技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持力度。影響儲(chǔ)能投資經(jīng)濟(jì)性的，除了單位容量的成本之外，還包括儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命（循環(huán)次數(shù)）、衰減率、能量轉(zhuǎn)換效率等因素。這無(wú)論對(duì)單體的電池品質(zhì)，還是整體控制系統(tǒng)都提出了較高的要求。客觀(guān)來(lái)說(shuō)，目前技術(shù)上國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商與美國(guó)和日本的企業(yè)還存在較大的綜合差距，但并不存在趕不上的距離。鑒于儲(chǔ)能技術(shù)在清潔發(fā)展中的地位和可能帶來(lái)的社會(huì)收益，政府應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼，可以根據(jù)儲(chǔ)能應(yīng)用能帶來(lái)的社會(huì)效益，設(shè)計(jì)合理有效的補(bǔ)貼政策，可以投資直補(bǔ)，也可以貸款利率優(yōu)惠或拉大峰谷電價(jià)差等。
（作者單位：廈門(mén)大學(xué)能源經(jīng)濟(jì)協(xié)同創(chuàng)新中心）
原標(biāo)題:盡快發(fā)展中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)
來(lái)源:中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào) 作者:林伯強(qiáng) 繼電保護(hù)測(cè)試儀廠(chǎng)家 www.xmwusx.cn 揚(yáng)州君昊電氣 轉(zhuǎn)載此文。- 上一篇：安徽肥東：930千瓦光伏電站年創(chuàng)收124萬(wàn)元 2016/3/9
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