儲能|全球電力儲能發(fā)展現(xiàn)狀分析
儲能系統(tǒng)在全世界電力系統(tǒng)中所處的位置越來越重要。各方預(yù)測顯示,到2030年,全世界儲能裝機有望增至現(xiàn)在的3倍。儲能增長的動力主要來自于可再生能源的推廣和對電力系統(tǒng)要求的提升。目前,在全球儲能結(jié)構(gòu)中占據(jù)絕對領(lǐng)先地位的還是抽水儲能電站,但專家預(yù)計,長期來看,其他類型的儲能占比將出現(xiàn)增長。如今世界各國都在積極鼓勵發(fā)展儲能市場,最近幾年間新儲能項目及其裝機總和有望增加數(shù)倍。
過去十年全球儲能裝機增長70%
儲能的主要作用是通過發(fā)電站和其他電力能源基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)荷峰谷調(diào)節(jié)來優(yōu)化電力生產(chǎn)。應(yīng)用儲能設(shè)施可以在確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時減少備用發(fā)電設(shè)備的使用,并在一定的條件下減少發(fā)電成本。美國能源部的數(shù)據(jù)顯示,1997~2017年間,全世界儲能系統(tǒng)裝機增長了70%,幾乎達(dá)到170吉瓦。
儲能裝機較大的國家有中國(占全球儲能裝機的19%)、日本(17%)、美國(14%)和一些歐洲國家(西班牙、意大利、德國等)。盡管儲能系統(tǒng)多種多樣,但抽水蓄能電站在儲能總裝機中一枝獨秀,占比高達(dá)96%。大部分抽水蓄能電站和水電站、核電站一起結(jié)合應(yīng)用,在很多國家都有推廣。受到現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟性的限制,其他類型的儲能(電化學(xué)蓄電池、壓縮空氣系統(tǒng)、熱儲能器等)普及程度較小。與此同時,由于具體條件不同,儲能目的各有差異,儲能方式的選擇還取決于對發(fā)電裝機、儲能時長、單位成本、效率、使用年限、充電次數(shù)、占地面積、環(huán)境影響等諸多方面的要求。
隨著應(yīng)用儲能系統(tǒng)重要性的日益增長,世界各國紛紛出臺儲能激勵措施,并為市場發(fā)展掃除障礙,具體包括:支持儲能技術(shù)的發(fā)展,制定相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及建立和完善涉及儲能的法律法規(guī)等,如歐美部分國家已開始積極完善能源領(lǐng)域立法等。
電池儲能將發(fā)揮重要作用
預(yù)計可再生能源發(fā)電(具有出力不穩(wěn)定的特征,如太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電)、分布式電源、智能電網(wǎng)和電動汽車市場的發(fā)展將帶動全球儲能市場的進一步增長。同時專家認(rèn)為,雖然現(xiàn)在還有很多抽水蓄能電站的大型規(guī)劃項目(如在中國),但長期來看,在儲能裝機結(jié)構(gòu)中,抽蓄電站占比將呈現(xiàn)減小的趨勢。國際可再生能源署(IRENA)在其展望報告《電力儲存與可再生能源:2030年的成本與市場》的基本預(yù)測情景中提出,到2030年,全球儲能裝機將在2017年基礎(chǔ)上增長42%~68%,如果可再生能源增長強勁,那么儲能裝機增長幅度將達(dá)到155%~227%。屆時,可再生能源(不含大型水電站)在全球終端能源消費中的占比將提高一倍,達(dá)到21%。根據(jù)所有不同的預(yù)測情景,抽水蓄能裝機增長幅度約為40%~50%不等,至于其在全球儲能裝機結(jié)構(gòu)中的占比,還取決于其他類型儲能技術(shù)的發(fā)展情況,預(yù)計將處于45%~83%的范圍區(qū)間。
電池儲能將在改變儲能裝機結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。IRENA預(yù)計,到2030年,儲能電池成本將降低50%~70%,同時無嚴(yán)重?fù)p耗下的使用期限和充電次數(shù)將明顯提升。雖然無論是IRENA還是IEA都不認(rèn)為電池儲能器(主要是工業(yè)儲能裝置)會在短時間內(nèi)大規(guī)模地取代電力系統(tǒng)現(xiàn)有的調(diào)峰力量,尤其是天然氣發(fā)電站,但是電池在電力系統(tǒng)調(diào)頻方面具有優(yōu)勢,并且各種規(guī)模的電池都可以實現(xiàn)相對較為快速的生產(chǎn)和建設(shè)。此外,電池生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展還直接決定了電動汽車的發(fā)展前景,可以在尖峰負(fù)荷時段的電力能源系統(tǒng)中起到電源的作用。
綜上所述,儲能器是未來電力能源系統(tǒng)重要的組成部分。儲能技術(shù)的快速發(fā)展將給能源系統(tǒng)帶來顯著變化。當(dāng)然,這在一定程度上會對化石燃料需求造成消極影響,畢竟,儲能將越來越多地取代火電,在電力能源系統(tǒng)中發(fā)揮強大的電源調(diào)節(jié)能力。
俄羅斯儲能市場現(xiàn)狀分析
和全世界的整體情況相似,俄羅斯的儲能市場也是以抽水蓄能為主。目前其國內(nèi)在運的有大型的扎戈爾斯克-1號抽水蓄能電站,裝機容量1.2吉瓦,年抽水電量26億千瓦時,以及非大型的澤連丘克抽水蓄能電站(作為澤連丘克水電站-抽水蓄能電站的組成部分)和梯級庫班河水電站群的抽水蓄能電站,裝機容量分別為140兆瓦和15.9兆瓦。其他類型的儲能在俄羅斯尚未推廣,蓄能能力也相對較弱(約500千瓦時)。可以說,總裝機1.36吉瓦的抽水蓄能電站占據(jù)了俄羅斯大約99%的儲能市場份額。
最近幾年間,在俄國內(nèi)一系列規(guī)劃戰(zhàn)略文件中都寫入了發(fā)展儲能的計劃。《2035年俄羅斯燃料能源綜合體領(lǐng)域科技發(fā)展展望》(2016年版)指出,儲能是發(fā)展可再生能源和分布式電源所需的極其重要的技術(shù)。國家技術(shù)倡議路線圖“EnergyNet”(2016年版)將儲能作為智能分布式能源和天然氣混合發(fā)電技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展方向,提出2019年前要在偏遠(yuǎn)村鎮(zhèn)應(yīng)用智能分布式能源技術(shù),啟動能源系統(tǒng)自動控制試驗項目,其中就包括發(fā)展可再生能源和儲能技術(shù)。《俄羅斯聯(lián)邦電力儲能系統(tǒng)市場發(fā)展綱要》(2017年版)確定了俄儲能市場發(fā)展的長期目標(biāo)。
現(xiàn)階段,俄羅斯儲能發(fā)展速度不及全球平均水平。能源領(lǐng)域立法問題是影響其儲能技術(shù)積極發(fā)展和廣泛應(yīng)用的主要障礙。2018年通過的“EnergyNet”路線圖旨在完善能源領(lǐng)域立法,消除能源發(fā)展的行政壁壘,可謂解決儲能發(fā)展制度問題過程中邁出的重要一步。路線圖提出在2019年底前籌備相關(guān)立法的調(diào)整工作以保障儲能可以參與電力躉售和零售市場,并實施儲能相關(guān)的試驗項目。
在儲能參與電力市場的試驗項目實施以后,相關(guān)立法也將做出調(diào)整,并將帶動儲能系統(tǒng)到2021年在俄羅斯全面推廣和應(yīng)用。根據(jù)電力儲能系統(tǒng)市場發(fā)展綱要,樂觀預(yù)計,到2035年俄羅斯儲能裝機將達(dá)到20吉瓦。
除了為儲能在能源領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造條件外,俄羅斯還開展了儲能技術(shù)的研發(fā),國產(chǎn)系列儲能器的生產(chǎn)有望在2018年底啟動,其中包括:
—Liotech公司生產(chǎn)的容量為2~4千瓦時的鋰離子電池車載蓄能器;
—Systemct公司在新西伯利亞國立技術(shù)大學(xué)研制基礎(chǔ)上生產(chǎn)的大容量(32000千瓦時)蓄能器。

責(zé)任編輯:仁德財
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