解決大規(guī)模儲能難題迫在眉睫
2020年9月,習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上,向世界作出實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的中國承諾。2021年3月,中央財經(jīng)委員會第九次
會議進一步指出:要構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系,實施可再生能源替代行動,構(gòu)建以
新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
為實現(xiàn)
碳中和目標(biāo),2060年我國太陽能和風(fēng)能發(fā)電裝機預(yù)計將達到80億千瓦左右。由于太陽能和風(fēng)能發(fā)電的出力具有隨機性和波動性、光伏發(fā)電的出力具有晝夜周期性,為實現(xiàn)可再生能源規(guī)模化利用,我國必須大力發(fā)展儲能系統(tǒng),特別是削峰填谷的長時儲能系統(tǒng)。研究表明,為實現(xiàn)對80億千瓦太陽能和風(fēng)能發(fā)電的有效消納和利用,需要配置32億~40億千瓦的長時儲能系統(tǒng)裝機。
抽水儲能具有削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、平移功率、事故備用和黑啟動等多種功能,且經(jīng)濟性十分優(yōu)越,因而被認(rèn)為是建設(shè)以新能源為主的新型電力系統(tǒng)的最理想儲能方式。研究表明,如果具有足夠的抽水儲能資源,建設(shè)支撐碳中和的新型能源電力系統(tǒng)就不存在較大的技術(shù)經(jīng)濟障礙。然而,我國傳統(tǒng)抽水儲能資源卻難以滿足發(fā)展需求。調(diào)查表明,我國具有較好經(jīng)濟開發(fā)價值的傳統(tǒng)抽水儲能裝機約為4億千瓦,經(jīng)濟性稍差但可以納入儲備開發(fā)的另有4億千瓦,共計約8億千瓦。因此,未來長時儲能系統(tǒng)裝機仍有很大缺口。
近年來,其他形式的儲能技術(shù)發(fā)展迅速,但在規(guī)模、成本、技術(shù)成熟度、可靠性等方面很難與抽水儲能形成競爭優(yōu)勢。鋰離子電池安全性仍是業(yè)界關(guān)注的重大問題,隨著其使用壽命陸續(xù)到期,今后大量電化學(xué)電池的報廢處理將造成環(huán)境負(fù)擔(dān)。因此,化學(xué)電池將主要定位于輔助調(diào)頻服務(wù)或分布式儲能。壓縮空氣儲能是一個重要的發(fā)展方向,但要想具有經(jīng)濟開發(fā)價值就需要依賴廉價的儲氣室,目前主要利用廢棄鹽穴來保障儲氣室的經(jīng)濟性,但鹽穴資源是有限的。
伴隨火電機組的減負(fù)荷乃至部分退出,新能源裝機容量占比不斷提高,所需儲能系統(tǒng)容量與新能源裝機容量之比將大幅提升;同時,為了滿足晝夜能量轉(zhuǎn)移和削峰填谷的需求,儲能系統(tǒng)的儲能量也將大幅提升。
可以預(yù)見,在沒有找到大規(guī)模儲能的有效解決方案之前,今后可再生能源發(fā)展將面臨瓶頸。此外,我國大型
清潔能源基地主要分布在西北地區(qū),如內(nèi)蒙古、青海、新疆等,這些地區(qū)建設(shè)大規(guī)模傳統(tǒng)抽水儲能電站的資源十分稀缺,從而制約了當(dāng)?shù)仉娫磦?cè)儲能的發(fā)展和
清潔能源的外送。
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