2023年6月29日—7月2日，2023國(guó)際數(shù)字能源展在深圳舉辦。展會(huì)期間的四場(chǎng)分論壇上，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者、能源從業(yè)者、企業(yè)代表等圍繞新型電力系統(tǒng)、新能源數(shù)字化、電化學(xué)儲(chǔ)能、數(shù)字能源投融資等話題展開探討。
與會(huì)嘉賓表示，新型電力系統(tǒng)是構(gòu)建新型能源體系的決定性因素，發(fā)展新能源，要借助數(shù)字化手段，提高電力系統(tǒng)韌性和可靠性，推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型。
嘉賓也提到，要重視儲(chǔ)能對(duì)電力系統(tǒng)的支撐和調(diào)節(jié)作用，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低儲(chǔ)能成本，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化發(fā)展。
電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行挑戰(zhàn)大
在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和建設(shè)新型能源體系背景下，我國(guó)新能源迅速發(fā)展。截至2022年底，我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電總裝機(jī)達(dá)7.58億千瓦，占發(fā)電總裝機(jī)約29.6%。2022年，風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量13.8%，接近全國(guó)城鄉(xiāng)居民生活用電量。隨著新能源發(fā)電滲透率逐步提高，我國(guó)電力系統(tǒng)也面臨調(diào)節(jié)難度增大、系統(tǒng)抗干擾能力降低等問(wèn)題。
中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)首席科學(xué)家饒宏認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)是構(gòu)建新型能源體系的決定性因素，電源是決定新型電力系統(tǒng)演進(jìn)路徑的關(guān)鍵影響因素，電網(wǎng)運(yùn)行是檢驗(yàn)演進(jìn)路徑的重要依據(jù)，關(guān)鍵考驗(yàn)是如何保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。他提出，可通過(guò)研究全時(shí)間尺度電力電量平衡、全景電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真等關(guān)鍵技術(shù)，探索建立新的分析方法與平臺(tái)，支撐適應(yīng)我國(guó)基本國(guó)情、新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)不斷向前演進(jìn)。
國(guó)際能源署(IEA)能效部門能源數(shù)字化工作處處長(zhǎng)Vida Rozite表示，中國(guó)可再生能源迅猛發(fā)展，將為全球脫碳帶來(lái)巨大好處，但也對(duì)電網(wǎng)可靠性造成挑戰(zhàn)。他提出，要加大對(duì)需求側(cè)和智能電網(wǎng)的投資，進(jìn)一步推動(dòng)發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)可視化，并探索新的商業(yè)模式，確保電網(wǎng)具有韌性、高可靠性和低碳化。
香港中華電力智能電網(wǎng)戰(zhàn)略首席經(jīng)理姜天翔提出，未來(lái)電網(wǎng)形態(tài)將更加復(fù)雜，數(shù)量龐大的分布式發(fā)電、相對(duì)復(fù)雜的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向潮流等將對(duì)企業(yè)管理產(chǎn)生影響。這要求電力企業(yè)積極擁抱數(shù)字化，打造數(shù)字化智能電網(wǎng)，并向能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)型。
新能源+數(shù)字化方案
國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)技術(shù)委員會(huì)主席、巴西國(guó)有電力公司首席傳輸官M(fèi)arcio Szechtman表示，解決電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題，離不開電力設(shè)備、市場(chǎng)監(jiān)管、新興技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新。他表示，技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ髽I(yè)要通過(guò)培養(yǎng)創(chuàng)新文化、制定創(chuàng)新戰(zhàn)略、升級(jí)思維模式，進(jìn)一步推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)全面數(shù)字化。
與會(huì)嘉賓提出，光伏等新能源將成為我國(guó)的主力能源，但電網(wǎng)穩(wěn)定性已成為高比例新能源消納的主要瓶頸。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)決策咨詢首席專家、原國(guó)家電網(wǎng)有限公司調(diào)度控制中心副總工程師裴哲義提出，要提高新能源場(chǎng)站電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行支撐能力，發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)快速功率支撐和大電流暫態(tài)支撐能力。
他也提到，要不斷改進(jìn)提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的支撐能力，發(fā)展儲(chǔ)能集群與風(fēng)光水火等電源聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)，以安全、經(jīng)濟(jì)、新能源消納等為優(yōu)化目標(biāo)，基于時(shí)空耦合，建立中長(zhǎng)期—日前計(jì)劃—日內(nèi)滾動(dòng)—實(shí)時(shí)控制的優(yōu)化運(yùn)行模型，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘍?chǔ)能系統(tǒng)和風(fēng)光水火等電源聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行。
新能源+數(shù)字化是當(dāng)前能源發(fā)展的趨勢(shì)。華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司副總裁、首席戰(zhàn)略官?gòu)埛逄岢?，該公司聚?T技術(shù)融合，即融合數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)、熱管理技術(shù)和儲(chǔ)能管理技術(shù)，持續(xù)開展新能源和數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新。
為實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定，華為數(shù)字能源采用Grid Forming構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)，打造智能光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)，使光儲(chǔ)系統(tǒng)具有主動(dòng)增強(qiáng)電網(wǎng)的能力和傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的功能，促進(jìn)新能源穩(wěn)定并網(wǎng)和高質(zhì)量消納，實(shí)現(xiàn)從跟隨電網(wǎng)到主動(dòng)增強(qiáng)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)光伏成為主力能源。
中國(guó)國(guó)際工程咨詢有限公司能源業(yè)務(wù)部總工程師朱寧提出，電力行業(yè)和IT行業(yè)的交流合作十分迫切。他指出，目前國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的智能化規(guī)劃設(shè)計(jì)較為落后，智能化方案與實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)無(wú)法很好對(duì)接。他建議，電力行業(yè)要和數(shù)字化、智能化技術(shù)深化融合，加快形成新型電力系統(tǒng)智能化的中國(guó)方案。
為更好地服務(wù)能源數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型，能源投融資是必選項(xiàng)，備受資本市場(chǎng)關(guān)注。
國(guó)家節(jié)能中心副主任、研究員康艷兵提出，“雙碳”目標(biāo)將為能源行業(yè)帶來(lái)新機(jī)遇，包括產(chǎn)生能源高效利用等新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)等。在此背景下，我國(guó)將擁有巨大的綠色投資市場(chǎng)。初步測(cè)算，未來(lái)30年，為支撐能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，在能源供應(yīng)側(cè)的重大基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域投資將為90萬(wàn)億元—130萬(wàn)億元。疊加能源消費(fèi)側(cè)，將形成一個(gè)數(shù)百萬(wàn)億元的綠色投資市場(chǎng)。
新型電動(dòng)出行是新型電力系統(tǒng)的重要場(chǎng)景之一，電動(dòng)汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施被認(rèn)為是一種可挖掘的儲(chǔ)能類型。
特銳德電氣公司董事長(zhǎng)于德翔表示，未來(lái)充電網(wǎng)是支撐電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，是構(gòu)建新能源占比逐步提高的微電網(wǎng)，也是聚合電動(dòng)汽車電池的儲(chǔ)能網(wǎng)。他介紹，特銳德正構(gòu)建“充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲(chǔ)能網(wǎng)”的虛擬電廠新產(chǎn)業(yè)生態(tài)，在實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車高效清潔充電的同時(shí)，參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)，助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
儲(chǔ)能迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇期
商業(yè)模式待成熟
當(dāng)前，儲(chǔ)能迎來(lái)高質(zhì)量發(fā)展機(jī)遇期。在2023國(guó)際數(shù)字能源展期間，總規(guī)模超過(guò)200億元的深圳新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基金發(fā)布。在多場(chǎng)論壇上，專家和能源從業(yè)者對(duì)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展路徑、商業(yè)模式及趨勢(shì)展開熱議。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員陳立泉介紹，截至2022年底，全球電力儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)237.2吉瓦，較2021年增長(zhǎng)15%;中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)59.8吉瓦，占全球總規(guī)模的四分之一，較2021年增長(zhǎng)38%，抽水蓄能裝機(jī)首次低于80%。他認(rèn)為，新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，也是搶占國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新高地的重要領(lǐng)域，我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)將迎來(lái)爆發(fā)期。
西門子能源(深圳)有限公司總經(jīng)理趙作智補(bǔ)充了一組數(shù)據(jù)，截至2022年底，全國(guó)儲(chǔ)能容量占風(fēng)光發(fā)電量的0.011% ，全國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能容量占風(fēng)光發(fā)電量的0.0015%。到2060年，“雙碳”目標(biāo)下風(fēng)光發(fā)電量同比2025年增幅將超過(guò)5倍，“目前儲(chǔ)能規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠”。
缺乏成熟的商業(yè)模式是阻礙儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展的因素之一。欣旺達(dá)動(dòng)力科技股份有限公司總工程師王寶玉認(rèn)為，總體上看目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能仍處于商業(yè)化早期或示范階段，在性能提升、成本下降等方面有較大發(fā)展空間。同時(shí)，市場(chǎng)暫缺乏明確的價(jià)格政策和成本分?jǐn)倷C(jī)制，儲(chǔ)能盈利模式不清晰，儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展受限。
廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、華南理工大學(xué)電力學(xué)院教授楊蘋進(jìn)一步說(shuō)，電網(wǎng)側(cè)配儲(chǔ)和共享儲(chǔ)能目前沒(méi)有直接的商業(yè)模式，現(xiàn)在具有明確商業(yè)模式的是新能源場(chǎng)站側(cè)配儲(chǔ)和新能源加儲(chǔ)能聯(lián)合運(yùn)行。
新能源場(chǎng)站側(cè)配儲(chǔ)方面，現(xiàn)有部分省份規(guī)則強(qiáng)制性配儲(chǔ)比例為10%—20%。楊蘋認(rèn)為，未來(lái)應(yīng)分層級(jí)配置儲(chǔ)能，具體來(lái)說(shuō)要注意風(fēng)電場(chǎng)和光伏電場(chǎng)的不同，考慮新能源場(chǎng)站二次出力特性、所在節(jié)點(diǎn)并網(wǎng)運(yùn)行特性，以收益最大化為目標(biāo)配儲(chǔ)。新能源加儲(chǔ)能聯(lián)合運(yùn)行也要基于多應(yīng)用場(chǎng)景，考慮新能源場(chǎng)站的并網(wǎng)運(yùn)行特性，制定新能源聯(lián)合儲(chǔ)能的協(xié)同控制策略。
王寶玉說(shuō)，國(guó)外目前更關(guān)注儲(chǔ)能全生命周期的經(jīng)濟(jì)可靠性，預(yù)計(jì)到2026年國(guó)內(nèi)政策及價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制將成熟，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能行業(yè)必將殊途同歸，“安全+經(jīng)濟(jì)性”是國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能未來(lái)面臨的最大挑戰(zhàn)。
中國(guó)電力科學(xué)院電工與新材料所所長(zhǎng)來(lái)小康介紹，儲(chǔ)能應(yīng)用在電網(wǎng)服務(wù)方面大致可分為能源服務(wù)、容量服務(wù)和基本可靠性服務(wù)。因?yàn)橄啾绕渌?wù)而言容易形成商業(yè)模式，以往儲(chǔ)能主要為系統(tǒng)提供可靠性服務(wù)，能源服務(wù)和容量服務(wù)沒(méi)有得到充分應(yīng)用。“能源服務(wù)和容量服務(wù)得到充分應(yīng)用后，才是天量的儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)。未來(lái)儲(chǔ)能不能總靠電力設(shè)備按尖峰時(shí)的電量配置，要充分利用能源服務(wù)和容量服務(wù)功能。”
成本優(yōu)先，呼吁長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能
中國(guó)科學(xué)院院士，南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(zhǎng)，香港科技大學(xué)能源研究院院長(zhǎng)趙天壽提出，新型電力系統(tǒng)需要大規(guī)模、高安全、不同時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)?，F(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)仍有不足，要聚焦技術(shù)短板、突破技術(shù)挑戰(zhàn)，搶抓儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇。
陳立泉提出，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的總體發(fā)展目標(biāo)，包括重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)時(shí)、中短時(shí)、高功率三類規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，降低度電使用成本至0.2元/千瓦時(shí)以下，延長(zhǎng)儲(chǔ)能器件壽命至15—30年。此外，要發(fā)展梯級(jí)利用、全壽命周期、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高度安全、高度可靠、高水平規(guī)?；圃斓募夹g(shù)水平。
在技術(shù)方面，多位嘉賓提到應(yīng)重視長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展。
研究表明，由于成本高、技術(shù)仍不成熟，目前長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)在全球風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用仍較少，多以配置小于5小時(shí)的短時(shí)儲(chǔ)能為主。
趙作智認(rèn)為，隨著波動(dòng)的可再生能源滲透率提高，儲(chǔ)能放電次數(shù)將減少，與此同時(shí)，放電持續(xù)時(shí)間將增長(zhǎng)，不同可再生能源會(huì)導(dǎo)致地區(qū)間平均儲(chǔ)能放電時(shí)間出現(xiàn)差異，當(dāng)可再生能源發(fā)電比例大于75%，季節(jié)性儲(chǔ)能的需求將會(huì)產(chǎn)生。
他說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的潛力尚未完全釋放，原因包括長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能被認(rèn)為只是一種資產(chǎn)，初期項(xiàng)目成本過(guò)高，客戶和投資者過(guò)度關(guān)注項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，項(xiàng)目收入缺乏確定性等。此外，目前對(duì)大于10小時(shí)的儲(chǔ)能需求還不夠強(qiáng)勁，套利、容量支付或輔助服務(wù)等激勵(lì)措施不夠有吸引力。
趙作智認(rèn)為，制定中期存儲(chǔ)容量目標(biāo)，將儲(chǔ)能納入電力規(guī)劃，允許接入儲(chǔ)能作為輸電網(wǎng)供應(yīng)商的“電網(wǎng)設(shè)備”以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，確定長(zhǎng)期收入模式，降低或取消儲(chǔ)能接入電網(wǎng)的費(fèi)用。
趙天壽提出，新型電力系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能，氫燃料儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能有發(fā)展?jié)摿?。?jù)介紹，氫燃料電池具有零碳排放、功率能量密度高、無(wú)時(shí)空限制的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但存在氫能存儲(chǔ)運(yùn)輸難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題;液流電池儲(chǔ)能則具有本征安全、擴(kuò)展性高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，但存在能量和功率密度低的挑戰(zhàn)。此外，兩者都面臨成本高的問(wèn)題。
來(lái)小康說(shuō)，通常發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)是性能路線優(yōu)先，看重能量密度、循環(huán)壽命等指標(biāo)，未來(lái)可能改為成本路線和規(guī)模路線優(yōu)先。他還希望儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)可以加大數(shù)字仿真、數(shù)字孿生方面的技術(shù)研發(fā)，降低試錯(cuò)成本。
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