2020年,可再生能源项目配置电化学储能成为一种现象。很多地方政府和电网企业都在相关的文件、不同的场合以不同的形式,对“可再生能源+电化学储能”模式进行了肯定,储能和电力行业的专家也多有出镜推荐该种模式,也有专家将这种模式描述为能源行业的终极模式。“可再生能源+电化学储能”能否成为现阶段新的模式、大规模复制推广的模式?首先需要回答下面三方面问题。
(来源:微信公众号“中国电力企业管理” ID:zgdlqygl 作者:谷峰)
问题1:“可再生能源+电化学储能”是在与什么技术进行竞争或者替代?
“可再生能源+电化学储能”这个提法出现之前,实践中可再生能源的消纳方式主要依靠的是大电网消纳方式,即通过大电网覆盖范围内负荷的时间和空间变化,以及大量调节电源的随调度指令调节,平抑可再生能源的波动性和间歇性,实现可再生能源的消纳。储能技术通过电能存储也能够解决可再生能源的波动性问题,解决的方法更加直接和简单。因此,“可再生能源+大电网”方式和“可再生能源+电化学储能”方式的技术方案各有千秋,大电网和电化学储能技术是竞争技术(相互替代)关系。即如果“可再生能源+大电网”的经济性劣于“可再生能源+电化学储能”,那么“可再生能源+电化学储能”方式就可以批量化发展。
很遗憾,在经济性上来看,即使在可预见的未来,电化学储能技术与大电网技术在可再生能源消纳方面的经济性差距巨大。大电网技术和电化学储能的经济性非常容易比较,只要电化学电芯每公斤重量能够存储的电能超过4千瓦时,就相当于每公斤化学电芯能够承载的能量超过1200克标煤(大约2000克原煤),在经济性上大电网就没有存在的必要,燃料输送将变化为电芯的输送。目前,主流电芯技术每公斤大约能存储经济性战胜大电网技术所需能量密度的十分之一到二十分之一左右,毫无竞争力。
从另一个角度看,现有主流电化学储能技术存放一千瓦时电的成本大约为5毛钱,任何电源与之配合产生的上网价格都是我国发电综合电价的1.5倍以上,所以电化学储能技术(电能量应用)暂时在大电网技术的经济性面前尚不构成本质挑战。因此,可再生能源的经济消纳,现阶段必须主要依靠大电网技术。“可再生能源+电化学储能”方式不具备批量发展的经济性条件。特别是我国还在坚持发展大电网、实现更大区域优化资源配置的原则,不宜同时大规模发展没有经济比较优势的技术种类。
问题2:“可再生能源+电化学储能”对于市场的技术中立原则是否有影响?
经济、可靠、清洁是电力工业发展的不可能三角,任何的行业政策都要谋求三者的妥协,但是经济、可靠、清洁三者之一如果产生了量级的差别,则意味着不可能三角进入了一票否决状态。如果暂不考虑在经济性上“可再生能源+大电网”远胜于“可再生+电化学储能”,那么要求或者鼓励可再生能源配置自用的电化学储能是否符合电力经济机制的设计原则呢?
大电网技术的核心优势就是对各种一次能源转化而来的电能和各种特性的用电负荷兼容并蓄,导致大电网或者说基于大电力系统的经济机制和产业政策设计必须遵循“市场中立”原则。市场中立原则实际上是电力系统经济机制设计的基本原则,即不应考虑一次资源特性,应按照对系统影响加以考虑,只有对各种一次动力的电源一视同仁,才能利于大电网基础上的电力市场发现准确价格。可再生能源相对传统的调节电源,突出的缺点就是出力变化不可控制,给可再生能源配上电化学储能装置,在不考虑经济性的前提下,似乎是合理的,相当于“自己惹的麻烦自己解决”,意图把可再生能源的出力特性向调节电源靠拢。
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