第七屆虹橋國際經(jīng)濟論壇“新型儲能驅動(dòng)未來(lái)能源變革”分論壇11月5日在國家會(huì )展中心（上海）舉行。國家能源局黨組成員、副局長(cháng)任京東在致辭中指出，新能源大規模發(fā)展對電力系統安全穩定運行也帶來(lái)了新的挑戰，迫切需要加速發(fā)展以新型儲能為代表的電力系統調節能力。
圍繞新型儲能技術(shù)、業(yè)態(tài)和前景，與會(huì )業(yè)內專(zhuān)家積極建言獻策。多名專(zhuān)家表示，新型儲能是實(shí)現碳達峰、碳中和目標的關(guān)鍵支撐，將催生能源新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，已成為世界各國搶占能源戰略和裝備制造業(yè)新高地的重要領(lǐng)域。近年來(lái)，我國新型儲能行業(yè)在技術(shù)裝備研發(fā)、示范項目建設、商業(yè)模式探索、政策體系構建等方面取得了顯著(zhù)進(jìn)展，同時(shí)也在技術(shù)成熟度、盈利模式、產(chǎn)能利用率方面存在瓶頸。
從“源隨荷動(dòng)”邁向“源網(wǎng)荷儲”
新型儲能是構建新型電力系統、建設新型能源體系的重要技術(shù)和基礎裝備。國際歐亞科學(xué)院院士、華北電力大學(xué)校學(xué)術(shù)委員會(huì )副主任牛東曉表示，新型電力系統有兩大核心特征，一是增強了對新能源的吸納能力，使得更高比例的新能源得以并入電網(wǎng)；二是系統引入了儲能技術(shù)，這不僅為電力系統帶來(lái)了新的元素，還實(shí)現了發(fā)電、輸電、用電和儲電（即“源網(wǎng)荷儲”）的精細化協(xié)同運行。儲能技術(shù)已成為新型電力系統的關(guān)鍵組成部分。
“新型儲能技術(shù)指的是除了抽水蓄能之外的儲能方式，這些技術(shù)包括但不限于：電化學(xué)儲能（鉛酸電池、鋰電池和液流電池等）、機械儲能（壓縮空氣儲能和飛輪儲能等）、化學(xué)儲能（例如氫儲能）、熱（冷）儲能技術(shù)等。”牛東曉表示，“電網(wǎng)側儲能技術(shù)的主要目的是維持電網(wǎng)的頻率和電壓穩定，確保電網(wǎng)的可靠運行。新能源雖然具有環(huán)保和可再生的優(yōu)勢，但其輸出的不穩定性對電網(wǎng)穩定構成挑戰。儲能技術(shù)提供了一種有效的應對策略，通過(guò)在電力需求低時(shí)儲存能量，在需求高峰時(shí)釋放能量，從而平衡電網(wǎng)負荷。”
“此外，儲能技術(shù)還能參與電力市場(chǎng)交易，利用電價(jià)波動(dòng)進(jìn)行套利。”牛東曉進(jìn)一步表示，在電價(jià)較低時(shí)儲存電力，在電價(jià)較高時(shí)出售電力，實(shí)現經(jīng)濟效益，這是一種基于市場(chǎng)機制的經(jīng)濟行為。
近年來(lái)，電力系統的運行模式正在經(jīng)歷從“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲”多元互動(dòng)的轉變。據牛東曉介紹，在以往的幾十年中，電力系統主要遵循“源隨荷動(dòng)”的原則，即根據用電需求來(lái)規劃和指導發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電與輸電活動(dòng)。在“源網(wǎng)荷儲”模式下，電力系統通過(guò)精細化控制電力負荷和儲能設施，能夠更有效地抑制電網(wǎng)中的頻率和電壓波動(dòng)，從而增強電網(wǎng)的穩定性。這種模式的實(shí)施，不僅提高了電力系統的互動(dòng)效果和運行效率，還有助于降低運營(yíng)成本，并提升系統的安全性和可靠性。
中國工程院院士、上海交通大學(xué)碳中和發(fā)展研究院院長(cháng)黃震表示，能源供給側轉型的大趨勢是電力脫碳，包括風(fēng)電、光伏發(fā)電在內的可再生能源，從補充能源走向主體能源。加之配以CCUS（碳捕集、利用與封存）的火電及核電作為保障性、調節性電源，共同構成零碳電力系統。在此基礎上，通過(guò)需求側的再電氣化和間接電氣化，實(shí)現綠電替代、綠色燃料替代和綠色原料替代。
“能源綠色轉型將引發(fā)數百萬(wàn)億投資與產(chǎn)業(yè)機遇，一大批新技術(shù)、新行業(yè)、新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式行將誕生。”黃震說(shuō)。
發(fā)展長(cháng)時(shí)、高安全性的新型儲能技術(shù)
實(shí)現“雙碳”目標，離不開(kāi)新型儲能。中國科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(cháng)趙天壽表示，中國目前的能源結構以化石能源為主，其中太陽(yáng)能和風(fēng)能的占比相對較小，僅為5%。為了實(shí)現碳中和目標，計劃將太陽(yáng)能和風(fēng)能的占比提高至60%以上，使其成為能源結構中的主導力量。能源轉型的進(jìn)程未能達到預期，主要受到新能源不可控性的影響。為了擴大新能源的利用規模，需要發(fā)展長(cháng)時(shí)、高安全性的儲能技術(shù)。
“在提升太陽(yáng)能和風(fēng)能的利用規模方面，面臨的挑戰是如何克服這兩種能源的不穩定性。”趙天壽表示，儲能技術(shù)能夠平滑這些能源的波動(dòng)，提高它們的實(shí)際利用效率。儲能技術(shù)在新型電力系統中扮演著(zhù)關(guān)鍵角色，它在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶(hù)側都能發(fā)揮重要作用。
趙天壽表示，在發(fā)電側，當前政策要求可再生能源項目配置2—4小時(shí)的儲能。隨著(zhù)太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電比例的增加，為了避免供電中斷，所需的儲能時(shí)長(cháng)需要覆蓋這些能源的間歇性。在電網(wǎng)側，中國已經(jīng)建立了多條用于輸送風(fēng)電和太陽(yáng)能電力的跨區域電網(wǎng)，但由于發(fā)電側功率波動(dòng)和供需不匹配，這些電網(wǎng)在低谷時(shí)段的輸電功率通常超過(guò)6小時(shí)，因此需要儲能技術(shù)能夠覆蓋這些時(shí)段，以實(shí)現削峰填谷，提高電網(wǎng)的利用率和輸電能力。
趙天壽認為，大型儲能技術(shù)有三大基本要求：首先是安全性和可靠性；其次是經(jīng)濟可行性，只有成本效益高的儲能技術(shù)才能被廣泛接受；第三是材料和安裝不受過(guò)多自然條件限制，以便于大規模應用。
數據顯示，中國儲能裝機主要以抽水蓄能和鋰電儲能為主，市場(chǎng)占有率超過(guò)98%。去年，以鋰電為主的新型儲能裝機規模達到31.4GW，同比增長(cháng)260%。然而，儲能設備的利用率僅為9%。“這主要是由于現有儲能技術(shù)尚未完全成熟，面臨安全挑戰和地域限制，尤其是缺乏長(cháng)時(shí)儲能解決方案。”趙天壽說(shuō)。
趙天壽表示，液流電池作為一種新型儲能技術(shù)，具有安全性高、擴容方便和循環(huán)壽命長(cháng)等優(yōu)勢，被視為有前景的長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)。從全生命周期成本來(lái)看，液流電池的度電成本有望與鋰電池和抽水蓄能相媲美甚至更低，預計未來(lái)其裝機規模將與鋰電池和抽水蓄能相當。
2019年諾貝爾化學(xué)獎得主、紐約州立賓漢姆頓大學(xué)教授斯坦利*惠廷厄姆在主旨演講中表示，鋰電池系統未來(lái)5到10年將依舊在市場(chǎng)中占主導地位。短期內不太可能有其他產(chǎn)品或系統能夠取代鋰電池，因為鋰電池產(chǎn)量以?xún)|計，而且價(jià)格已經(jīng)非常低，其他任何電池系統都很難與之競爭。
“無(wú)論在中國還是世界范圍內，大家都對鈉基電池很感興趣，但個(gè)人認為其市場(chǎng)非常有限。”惠廷厄姆認為，鈉基電池的能量密度只有鋰電池的一半，需要更高的系統平衡成本以及與安全相關(guān)的顧慮。另外，燃料電池將發(fā)揮重要作用，特別是在重型運輸場(chǎng)景中。大型重卡行駛距離長(cháng)，當前電池難以滿(mǎn)足續航需求，更可能需要氫燃料電池。
來(lái)源：證券時(shí)報網(wǎng)
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