進入盛夏,伴隨連日高溫一起到來的,還有不斷攀升的企業(yè)用電需求。據(jù)悉,7月11日16時50分,廣東、廣西、貴州、云南、海南五省區(qū)最高電力負荷達2.272億千瓦,南方電網(wǎng)統(tǒng)調負荷連續(xù)兩天創(chuàng)下歷史新高。
有了“綠電”緣何還“缺電”?
電,往往在它缺的時候最能刷存在感。擔心“有訂單”卻“沒電賺”,正是廣東眾多用電大戶企業(yè)的煩惱。作為全國制造業(yè)大省的廣東,在用電高峰期,除了忍痛讓企業(yè)錯峰用電來“節(jié)流”,還得“開源”才能解決根本問題。
近年來,我國大力發(fā)展清潔能源,包括風電等可再生能源裝機容量大幅提升。截至2022年底,中國可再生能源裝機總量超過煤電裝機,實現(xiàn)了能源發(fā)展的歷史性跨越。
“風光”無限好,卻也并不完美。
2022年,廣東省風力發(fā)電量273.8億千瓦時,卻只占總發(fā)電量的4.5%。清潔能源持續(xù)發(fā)展,卻遲遲未能成為電力輸送的中堅力量,清潔能源占比不足的真相到底是什么?
今天,廣東在建海上風電場數(shù)量全國第一,這么多的新能源發(fā)電裝置,為何至今難以形成對企業(yè)用電的有力補充?
深圳是廣東企業(yè)用電最為集中的城市之一,位于這里的寶清電池儲能站也是全國首座兆瓦級電池儲能站。在樓頂?shù)墓夥l(fā)電實驗場,一場突如其來的陰雨,似乎印證了我們的疑惑——像廣東這樣的用電大省,如今把風力、光能等清潔能源充分用起來確實是當務之急,但受時間、季節(jié)等自然因素影響,新能源發(fā)電往往得“看天吃飯”。
換句話說,發(fā)電總量是充沛的,難的是如何讓綠色的能源也能根據(jù)我們用電的需要穩(wěn)定輸出,在用電低谷或發(fā)電多時充電,反之則及時放電。
于是,與清潔能源相適應的“新型儲能”呼之欲出。
新型儲能如何破題“穩(wěn)電難”
新型儲能,簡單地說就是充電寶,風電、光伏大發(fā)時或者用電低谷時充電,風光出力小或者用電高峰時放電。新型儲能既能平滑不穩(wěn)定的光伏發(fā)電和風電,提高可再生能源占比,也能配合常規(guī)火電、核電等電源為電力系統(tǒng)調峰調頻,提高電力系統(tǒng)靈活性。
用于大型電力系統(tǒng)的儲能技術包括抽水蓄能和新型儲能。與傳統(tǒng)抽水蓄能相比,新型儲能選址靈活、建設周期短、反應速度快,在新能源開發(fā)消納領域優(yōu)勢明顯。
毗鄰深圳的東莞是全國制造業(yè)重鎮(zhèn),在這里,由用電大戶企業(yè)和電力企業(yè)共建的全國單體容量最大的用戶側儲能項目,讓我們對新型儲能有了新的認識:新型儲能在為企業(yè)節(jié)省成本的同時,更重要的是穩(wěn)住了企業(yè)的用電需要。
就在不久前,東莞發(fā)布《東莞市加快新型儲能產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展若干措施》,提出新型儲能20條新政,希望培育新型儲能來為制造業(yè)企業(yè)賦能。
對于一個已經(jīng)形成完備制造業(yè)鏈條的工業(yè)城市而言,“轉換動能”有多難不言而喻。而制造業(yè)企業(yè)和電力企業(yè)這種一拍即合的“小嘗試”,卻讓更多人看到了發(fā)展新型儲能的“大可能”。
我國新型儲能行業(yè)還處在商業(yè)化初期,應用場景還在探索階段,新型儲能行業(yè)可謂“前途未卜”。廣東卻在此時決定“押寶”新型儲能,甚至提出在4年之內(nèi),將新型儲能發(fā)展為繼汽車制造業(yè)后的下一個萬億級產(chǎn)業(yè)。
在東莞一家生產(chǎn)筆記本電池起家的制造業(yè)企業(yè),光伏+儲能一體的新產(chǎn)品被放在企業(yè)展廳最顯眼的位置。從國內(nèi)熱門的露營便攜儲能裝備,到暢銷海外的戶用儲能設備,新型儲能正在走向更廣泛的消費者。
企業(yè)的需求,行業(yè)發(fā)展的潛力,都在推動著地方產(chǎn)業(yè)規(guī)劃更新。今年上半年,廣東就有佛山、中山、東莞三座工業(yè)城市發(fā)布“新型儲能”新政,更多城市則規(guī)劃、新建了更多新型儲能大型設備。
新型儲能設施建設面臨挑戰(zhàn)
一是電力電量平衡問題成為制約點。風電、光伏等可再生能源受季節(jié)、氣象等自然條件影響,具有典型的間歇性、隨機性和波動性。隨著電氣化程度越來越高,新型用能設備廣泛接入電力系統(tǒng),更多的高峰負荷對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊,電力的不穩(wěn)定性增加。
二是電網(wǎng)承載能力成為瓶頸點。在新能源裝機爆發(fā)式增長的背景下,電網(wǎng)消納壓力顯著增大,新能源電量持續(xù)提升和有效消納利用之間的矛盾長期存在,對儲能的裝機需求愈發(fā)迫切。2020年以來,國家發(fā)展改革委和各省區(qū)陸續(xù)明確了對于發(fā)電側強制配儲的要求。但目前儲能只能達到小時級的水平,無法徹底解決跨季節(jié)、大規(guī)模、長時段配置。
三是新型能源體系需求成為支撐點。“源隨荷動”和“源荷互動”的轉變必須加快。其中,加快儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤為重要。但目前電力“倉儲”功能尚未有效發(fā)揮,對支撐風光等清潔能源及智慧電網(wǎng)運行作用還未充分體現(xiàn)。
四是新型儲能市場收益模式成為價值創(chuàng)造點。現(xiàn)階段,儲能系統(tǒng)受原材料、供應鏈、市場機制等因素限制,容量租賃、現(xiàn)貨價差套利、輔助服務補償?shù)瘸杀局黧w和獲益主體不一致及收益來源單一,導致經(jīng)濟性和安全性一直是核心考量指標。無論是新能源配套儲能,還是獨立、共享儲能,都面臨成本高、利用率低、收益不明確等問題,在不同區(qū)域,政策及場景的側重點仍存在差異。通過實施更加靈活的儲能商業(yè)模式,把容量電價納入投資回報范疇,持續(xù)改進分時電價政策以及推動電力輔助服務市場發(fā)展,可以使得儲能投資回報途徑得到大幅度擴展。
儲能技術應用場景呈現(xiàn)多元化
新能源發(fā)電側方面:風電、光伏是新型能源體系最有代表性的形式,其原理簡單、發(fā)展時間長、技術成熟、應用廣泛。結合信息化技術將其與儲能技術進行有效融合,自動化控制將不穩(wěn)定的風電、光伏發(fā)電儲存起來,使電網(wǎng)穩(wěn)定性得到有效提升,進而實現(xiàn)電能輸送過程平穩(wěn);能夠提供快速的有功支撐,確保瞬時功率傳輸水平;參與電網(wǎng)調頻控制,增強電網(wǎng)調頻能力,使大規(guī)模新能源發(fā)電安全、穩(wěn)定、高效地并入到常規(guī)電網(wǎng)中。
輸配電側方面:圍繞大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)園區(qū)等終端用戶,探索“新型儲能+”多元融合應用場景和商業(yè)模式。在大規(guī)模新能源并入、負荷密集接入、系統(tǒng)電壓和頻率支撐性不足的重要電網(wǎng)節(jié)點應用儲能技術,可有效防范突發(fā)事件和故障后恢復能力,有效解決新能源占比提升而引起的電網(wǎng)波動性、安全穩(wěn)定性下降等問題;在輸變電資源緊張地區(qū),建設電網(wǎng)側儲能設施可有效延緩或替代輸配電網(wǎng)投資、緩解線路阻塞,降低電網(wǎng)建設成本;在保證安全可靠前提下,適當建設一批移動式或固定式新型儲能作為事故應急備用電源,進一步提高電力系統(tǒng)應急供電保障能力。
用戶側方面:國家發(fā)展改革委、國家能源局出臺的《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》,強調要促進“新型儲能+”的多樣性。“儲能+大型用戶”充分利用電網(wǎng)峰谷差,平抑尖峰負荷,降低大用戶用電量,節(jié)省電費,減少供電設備投資,還能為大用戶提供應急備用電源,滿足關鍵性負荷電力需求。“儲能+家庭用戶”保證用電高峰或者發(fā)生突發(fā)事件時家庭用電需求,利用儲能供電來確保應急備用電源以及削減用電高峰期的用電量,為家庭生活提供所需電量?!皟δ?分布式電源”建設在工業(yè)園區(qū)、公共建筑、工商業(yè)廠房等領域的分布式電源,本身就具備就地消納的優(yōu)勢,但各領域用電峰谷并不與新能源波動性發(fā)電同頻而作,此時儲能系統(tǒng)起到了平衡作用。余量儲存、需量釋放,利用“削峰填谷”對有功功率進行協(xié)調控制,保證關鍵性負荷的電壓穩(wěn)定。“儲能+微電網(wǎng)”在微電網(wǎng)中采用合理的分布式電源和儲能配置,維持微電網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)平衡,能夠適時吸收、釋放電能,以滿足電量需求。
輔助服務市場方面:隨著電力輔助服務市場逐步成熟,輔助服務功能進一步健全,市場主體范圍也在不斷擴大。我國電力系統(tǒng)正在發(fā)生巨大的變革,儲能設施將以“獨立市場主體”的身份參與電力輔助服務市場交易中,其中包括物理儲能設施,如加壓氣流蓄能、飛輪蓄能。此外,還包括采用化學儲能裝置,如鋰動力電池、鉛蓄動力電池、超強電容器,并在必要時采用抽水蓄能。儲能進入電力輔助服務市場,在參與電力市場和輔助服務市場時,可提供調峰、調頻輔助服務,參與現(xiàn)貨電力市場時,可以獲得容量補償,實現(xiàn)綜合效益顯著提升。