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【探讨】新能源发电的致命缺点该如何弥补?

发布时间:2016-02-17 00:03:00

我国要大力发展可再生能源已经形成共识。但可再生能源并网有一个大障碍在于其发电具有波动性、间歇性与不可预测性。发电并网比例上升,电网波动性显著增加,稳定性降低,成本大幅度提高。因此,为了实现新能源大规模应用,必须规划相应的储能系统。

在能源领域内,可再生能源不仅被视为解决环境问题尤其是二氧化碳减排的有效途径,而且长期看,还可能是满足人类能源需求的最重要的解决方案之一。

中国长期以来以煤为主的能源结构是严重的环境污染尤其雾霾等现象的主要因素,发展可再生能源,满足能源需求增长、展开对煤炭的替代过程已经开始。我国“十三五”能源规划提出,到2020年,一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右,非化石能源占一次能源消费比重将达到15%。

2014年,中国可再生能源发电量为1.2万亿千瓦时,占总发电量的22%。其中水电最高,核电次之,以风电与光伏为代表的新能源总发电量为1794亿千瓦时,占比仅为3.24%。按现有发展进度折算,到2020年,水电与核电可能新增约3000亿千瓦时,因此,风电与光伏需要填补4000亿千瓦时的发电缺口。风电光伏并网比例必然超过5%,甚至有可能接近10%。

我们看到,传统储能的主要形式为抽水蓄能电站,然而抽水蓄能电站的建设由于选址的限制,很难与风电光伏配合,因而难以满足“十三五”新能源装机的发展要求。因此,五至十年内,电池储能可能是解决新能源发电并网问题的必经途径。电池储能技术发展迅速,能量密度与功率密度较高,应用较为灵活,可以高效地与新能源发电进行转换。2015年5月,Tesla发布名为PowerWall的家用电池系统和商用电池系统Powerpack,则标志着电池储能商业化的开始。

储能技术受到了政府的关注,国家能源局已经委托中国化学与物理电源行业协会启动国家储能产业“十三五”规划大纲的编写工作,以指导与推动储能行业的发展。大纲编写意见指出:应用储能技术能为电网系统调峰填谷,解决供用电矛盾;提高电网系统可靠性和安全性,减少备用需求及停电损失;作为用户侧辅助电源,提高电能质量和供电稳定性,保障电网安全、稳定运行;作为分布式发电及微电网的关键技术,稳定系统输出、备用电源、提高调度灵活性、降低运行成本、减少用户电费。

可以预见,“十三五”规划将支持储能技术得到飞跃式发展。然而,经济视角的研究也应作为储能技术政策制定的基础。

上述大纲编写意见中,首先指出储能技术应以提升电网稳定性为目的,可以认为储能设备所有者为电网与电力公司,目的是降低电网成本;之后又指出储能应在分布式发电与微网侧发挥作用,可以认为用电单位为储能设备的所有者,目的是发挥其经济效益。这两大目标所对应的主体结构不一致、目标不一致,可能不能同时达到最优。

储能的经济性应体现为储能收益大于储能成本。从电网侧来看,储能的主要目标是调节峰谷,减少新能源发电对电网的冲击。因此,电网的储能收益体现为储能导致的电网成本的降低。

现阶段中国新能源发电比例很小,峰谷电价等分时电价的制定无须考虑新能源发电的影响。但峰谷电价与电力需求具有正相关性,运用得当储能可以同时优化上述两大目标。然而当新能源发电占到一定比例后,供需双方的作用将使电力需求的峰谷结构发生改变,新能源发电不存在燃料成本,其运行成本可以忽略不计,电网运行成本由扣除新能源发电的其他发电部分决定。

责任编辑:solar_robot

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