伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展,能源的需求量不斷上升,在全球石化能源緊張的今天,有效利用各種可再生能源進行發(fā)電是實現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。由于風、光等新能源本身具有的間歇性和不穩(wěn)定性,阻礙了可再生能源發(fā)電的快速發(fā)展和應用。可再生能源發(fā)電功率難以平穩(wěn),無法保證其電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定。然而,將儲能系統(tǒng)應用于風電、光伏發(fā)電,卻可以在很大程度上改變這一弊病。儲能系統(tǒng)的引入可以為新能源接入電網(wǎng)提供一定的緩沖,起到平抑波動、削峰填谷和能量調(diào)度的作用;可以在相當程度上改善新能源發(fā)電功率不穩(wěn)定,一天之內(nèi)可能多次出現(xiàn)波動的情況,從而改善電能質(zhì)量、提升新能源發(fā)電的可預測性,提高利用率。
一、儲能是發(fā)展必經(jīng)之路,發(fā)展儲能是大勢所趨
隨著儲能技術(shù)的不斷發(fā)展,鉛炭電池的成本得到了有效的下降,目前已降至不到0.45元/KWh。成本下降所帶來的儲能經(jīng)濟性,為儲能項目在用戶側(cè)打開了廣闊的市場發(fā)展空間。用戶側(cè)儲能主要用來削峰填谷平滑成本,并且協(xié)助用戶改善電能質(zhì)量。對于工廠以及辦公樓宇來說,儲能系統(tǒng)的引入有利于提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,是參與調(diào)頻調(diào)壓、補償負荷波動的一種手段,有效減少了生產(chǎn)流程和工作過程被供電不穩(wěn)等外部因素影響的可能性。對于家庭來說,分布式儲能系統(tǒng)的應用有助于家庭將太陽能或風能轉(zhuǎn)化為電能儲存起來,在必要的時候自主提供一部分家庭用電,另外,剩余的電能也可以并入國家電網(wǎng),提高效用。
二、主要的儲能類型及其適用場景
表中展現(xiàn)了目前市場上主要的儲能類型,從總體上來看,化學儲能方式相較于物理儲能效率更高,對于外部環(huán)境條件(如:地理位置等)依賴性更小。另外,化學儲能相比于電磁儲能而言,技術(shù)相對更為成熟,應用范圍更廣,使得化學儲能在當今和未來的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)很重要的位置。2016年化學儲能成本大幅度下降,特別是鉛炭電池成本已降至0.45元/KWh,使得儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來新的經(jīng)濟性拐點。
在化學儲能中,鉛酸電池是化學儲能中發(fā)展技術(shù)最成熟,性價比最高的一種儲能方式,但是由于傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的負極容易硫酸鹽化,大大影響了鉛酸蓄電池的使用壽命,因此經(jīng)過研究改進,產(chǎn)生了鉛炭電池,電池性能和使用壽命有了很大的改善。當前,鉛炭儲能電池應用廣泛的環(huán)節(jié)之一是用戶側(cè)儲能。用戶側(cè)儲能的主要作用是削峰填谷平滑成本,以及協(xié)助用戶改善電能質(zhì)量。鉛炭電池儲能的主要優(yōu)勢是效率較高、成本適中、占地面積較小、循環(huán)次數(shù)較好,比較適用在土地資源有限、充放電次數(shù)高的用戶儲能。另外,鉛碳電池成本下降帶來的經(jīng)濟性使得鉛炭儲能電池在用戶側(cè)的商業(yè)化推廣與應用具備了基本條件。
三、近幾年用戶側(cè)儲能快速建設
從全球角度看,自2008年以來,儲能進入了快速成長階段,裝機規(guī)模以每年20%左右的速度快速增長。我國自2013年以來,隨著分布式光伏裝機容量快速增長,以及2015年下半年以來電力體制改革加速進行,部分地區(qū)電價機制更加靈活,用戶側(cè)使用儲能能夠獲得即時且明顯的經(jīng)濟效益,用戶側(cè)儲能裝機容量快速增長。
此前,抽水儲能是當今世界上應用最為廣泛、且技術(shù)最為成熟的一種儲能技術(shù),該儲能方式裝機容量巨大,一般應用于大型電站。但是由于抽水儲能具有建設周期長、對地理位置條件依賴性比較大等特性,對于分布式儲能項目來說并不適用,因此,近幾年我國的儲能領域正呈現(xiàn)出以抽水儲能為主,逐步轉(zhuǎn)向化學儲能,提高其應用比例的整體趨勢。
基于近幾年化學儲能技術(shù)的飛速發(fā)展,化學儲能成本不斷降低,儲能經(jīng)濟性為化學儲能的進一步商業(yè)化應用與推廣提供了前提條件。另外,在大力支持和發(fā)展可再生能源的政策背景下,近幾年我國的新增光伏裝機容量大體上呈現(xiàn)出一個上漲的趨勢。根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,截至2015年底,我國的光伏發(fā)電累計裝機容量就已達到4318萬千瓦,成為全球光伏發(fā)電裝機容量最大的國家;截至2016年底,我國的新增和累計光伏裝機容量均達到了全球第一。分布式項目在近年也持續(xù)增長,2016年分布式光伏發(fā)電新增裝機容量相比于2015年增長了200%。分布式裝機容量的快速增長同時帶動了儲能裝機容量的快速增長。