近三年內(nèi)，國家層面關(guān)于儲能方面的政策頻出，相關(guān)部門頒布的政策就有20余項，各級政府頒發(fā)的配套政策累計達50余項。2019年，國家能源局聯(lián)合國家發(fā)展改革委、科技部、工信部發(fā)布的《貫徹落實<關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見>2019~2020年行動計劃》，更將儲能規(guī)?；瘧?yīng)用上升到國家戰(zhàn)略。從各地發(fā)展情況來看，江蘇、河南、湖南百兆瓦級別的儲能電站為大規(guī)模儲能電站裝置在發(fā)輸配用的典型應(yīng)用場景中夯實了應(yīng)用基礎(chǔ)，完善了技術(shù)儲備。青海作為國家重要的新能源產(chǎn)業(yè)基地，一直將清潔能源轉(zhuǎn)型、新能源產(chǎn)業(yè)升級作為地方經(jīng)濟的重要支撐，為儲能的商業(yè)化應(yīng)用提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。
一、青海獨特的資源優(yōu)勢為儲能項目建設(shè)提供支撐
青海作為三江源頭，素有“中華水塔”之稱，資源稟賦獨特，日照充足，蘊藏著極為豐富的太陽能資源。全年日照小時數(shù)3500多小時，是著名的“陽光地帶”;地處Ⅲ類風(fēng)能可利用區(qū)，全年可利用風(fēng)能時間在3000小時以上;全球已查明的鋰資源儲量為3400萬噸，青海鹽湖鋰資源占全球鋰儲量的60%以上。青?？捎糜诠夥l(fā)電和風(fēng)電場建設(shè)的荒漠化土地達10萬平方公里，是發(fā)展光伏—儲能新能源基地的不二之地。
得天獨厚的自然條件、地理環(huán)境，注定青海必將成為新一輪電改下的弄潮兒。海南、海西兩個千萬千瓦級清潔能源基地相繼開工建設(shè)，規(guī)劃總規(guī)模超過6000萬千瓦。與此同時，青海格爾木50MW光伏電站加裝15MW/18MWh鋰電池儲能系統(tǒng)，驗證了儲能提高光伏電站跟蹤計劃出力能力、友好調(diào)度能力;海南州共和縣光伏產(chǎn)業(yè)園的20MW/16.7MWh儲能項目順利投運，驗證了儲能系統(tǒng)解決棄光問題的關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)可行性;海西州多能互補集成優(yōu)化示范項目，光伏發(fā)電20萬千瓦、風(fēng)電40萬千瓦、光熱發(fā)電5萬千瓦、蓄電池儲能電站5萬千瓦，采用虛擬同步機技術(shù)，使風(fēng)電、光電能夠主動參與一次調(diào)頻、調(diào)壓，對電網(wǎng)提供有功和無功支撐，驗證了“風(fēng)—光—熱—儲”多能互補、智能調(diào)度的可行性;德令哈塔式熔鹽儲能光熱電站，是國家首批光熱發(fā)電示范項目，裝機容量50MW，配置7小時熔鹽儲能系統(tǒng)，驗證了新型發(fā)電形式在青海的成功應(yīng)用;青海格爾木光伏電站建成的1.5MW/3.5MWh直流側(cè)儲能示范系統(tǒng)，探索了儲能減少棄光的新型商業(yè)模式。上述典型儲能示范工程的大力推進和有益嘗試，為青海打造千億鋰電產(chǎn)業(yè)基地的戰(zhàn)略、完善太陽能裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條提供了有力支撐。
二、共享儲能成為新能源消納新實踐
技術(shù)催生了市場，市場又反過來倒逼技術(shù)。隨著青海省“兩個千萬千瓦”項目以及可再生能源基地的全面推進，迫切需要通過技術(shù)手段和市場化機制創(chuàng)新破解消納難題。
魯能海西州多能互補示范工程項目包含風(fēng)電400MW、光伏200MW、光熱50MW以及儲能50MW，總規(guī)模裝機700MW。其中風(fēng)電、光伏、光熱通過35kV集電線路接入110kV升壓站送至330kV匯集站并網(wǎng)。
魯能海西州發(fā)電側(cè)儲能項目由50臺標準集裝箱和25臺35kV箱變組成，每個集裝箱包含2個匯流柜、2個控制柜、2臺PCS及1臺監(jiān)控柜。
每臺集裝箱裝設(shè)1MW/1.6MWh的磷酸鐵鋰電池子單元。與光伏、風(fēng)電傳輸需要通過110kV過渡不同，儲能項目按照就近接入電網(wǎng)系統(tǒng)的原則，先通過2臺位于升壓倉內(nèi)的500kW儲能變流器(power conversion system，PCS)，就地直接升壓至35kV，然后接入新魯330kV匯集站。建設(shè)經(jīng)驗證明，為保住儲能電站滿功率有功出力時并網(wǎng)點的電壓穩(wěn)定性，在35kV側(cè)配備一定容量的靜止無功補償器，效果明顯。
在魯能儲能項目的建設(shè)過程中，由于地處青海，常年會處于極端環(huán)境下(低溫可達到-30℃，高溫處于35℃以上，溫差可以達到70℃左右)，因此熱管理是該儲能項目的一大難點。在儲能項目中，安全作為儲能項目的重中之重，電池的溫度控制便直接影響儲能電站的安全。魯能儲能項目中，研究人員通過給電柜預(yù)留風(fēng)道，提供冷風(fēng)，來保障電池在工作狀態(tài)下處于均溫狀態(tài);當(dāng)電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)檢測到電池溫度偏高時，啟動電池散熱系統(tǒng)，當(dāng)溫度偏低時采用電池預(yù)加熱來保障電池溫度，從而解決了這一難點。
從魯能海西州發(fā)電側(cè)儲能電站項目本身角度看，傳統(tǒng)的新能源項目中只有儲能電站作為調(diào)節(jié)電源。示范項目通過將光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及儲能電站深度融合、優(yōu)化，在用電峰谷期利用儲能電站與光熱電廠聯(lián)合運行來供需，進而解決電力輸出不平衡問題，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)對新能源的接納能力。采取“新能源+”模式，以光熱儲能系統(tǒng)和儲能電站為調(diào)節(jié)電源，風(fēng)電、光電、光熱為主電源，徹底解決了用電高峰和低谷期電力輸出不平衡的問題。同時，探索出一條利用風(fēng)光發(fā)電與光熱發(fā)電互補來促進新能源消納的道路，填補了多能互補示范項目的空白。
2019年12月26日，國內(nèi)首個市場化運營電網(wǎng)側(cè)共享儲能電站—美滿共享儲能電站在青海省格爾木市正式開工建設(shè)，電站容量32MW/64MWh，計劃于2020年7月投運。該共享儲能電站的開工建設(shè)，成為解決新能源消納的創(chuàng)新試點，能有效解決周邊地區(qū)新能源場站棄光、棄風(fēng)問題。在棄光、棄風(fēng)高峰時段將電儲存，在非棄光、非棄風(fēng)低谷時段將電發(fā)送至電網(wǎng)，和新能源場站業(yè)主進行一定分成從而獲得投資收益。
共享儲能的飛速發(fā)展離不開區(qū)塊鏈這一顛覆性的新興技術(shù)。運用區(qū)塊鏈技術(shù)后，無須再布置信息中心樞紐，節(jié)約了巨大的設(shè)備成本，也避免了后續(xù)昂貴的運營維護費用。區(qū)塊鏈技術(shù)可以低成本的建立互信機制，打破不同主體間信息的屏障，促進多方之間信息無障礙地流動，實現(xiàn)跨主體的協(xié)作。共享儲能與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合打破了電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的界限，同時打破了不同資產(chǎn)歸屬權(quán)的束縛，全民共享。
這一嶄新模式不僅整合了電源側(cè)儲能站，為新能源發(fā)電廠提供棄風(fēng)棄光電量的存儲與釋放，有效緩解清潔能源高峰時段電力電量消納困難，而且充分利用了電網(wǎng)現(xiàn)有資源。借助“三站合一”“多站融合”這一契機，在變電站內(nèi)建設(shè)儲能電站，不僅充分利用了變電站的空地資源，為電源的電力支撐提供緊急備用、靈活調(diào)度;更將靈活移動共享儲能的范圍持續(xù)延伸至負荷側(cè)，利用電動汽車或智能樓宇等儲能裝置，在新能源高發(fā)時段存儲電力，對電動汽車進行充電，在其他時段釋放電力。
青海創(chuàng)新開展共享儲能調(diào)峰輔助服務(wù)，設(shè)計儲能市場化交易和調(diào)峰輔助服務(wù)的商業(yè)化運營模式，搭建共享儲能市場化交易平臺和區(qū)塊鏈平臺，構(gòu)建了完善的共享儲能運營監(jiān)控體系。
三、儲能發(fā)展相關(guān)建議
隨著青海海西州、海南州百兆瓦級、吉瓦級以及數(shù)吉瓦級儲能電站的規(guī)劃設(shè)計、先繼投運，相關(guān)建議如下：
1.技術(shù)層面的建議：
(1)青海屬于高海拔地區(qū)，考慮到工期、現(xiàn)場安裝、調(diào)試等綜合因素，適應(yīng)惡劣氣候、抗風(fēng)沙、免維護、微功耗的移動式方艙儲能系統(tǒng)是首選;
(2)電池類型宜以磷酸鐵鋰為主，兼以適當(dāng)比例的液流電池、退役電池梯級利用等多元選擇，以便驗證多種技術(shù)路線可行性，不同電池之間優(yōu)勢互補;
(3)儲能容量配置時長不應(yīng)低于2小時，以便于與當(dāng)?shù)毓夥娬镜某隽η€相匹配，最大限度減少棄光，滿足西北電網(wǎng)調(diào)峰最小需求;
(4)安全可靠運行、少人無人值守是儲能電站的基本保障，應(yīng)采用智能控制技術(shù)，對電池系統(tǒng)進行故障預(yù)警，實現(xiàn)遠程自動維護。
(5)儲能電站規(guī)劃選址應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的具體情況，宜以百兆瓦級為單元，考慮多點接入，并且不同電站之間在調(diào)度、控制時應(yīng)統(tǒng)籌考慮;
(6)儲能電站的運行應(yīng)結(jié)合電池自身健康狀態(tài)和當(dāng)?shù)毓夥娬具\行情況，一天以“二充二放”為宜，至少做到“二充一放”。
2.運營模式、政策保障方面的建議：
(1)儲能電站的投資主體宜以第三方資本為主，兼以考慮當(dāng)?shù)卣?、民營資本，甚至適當(dāng)眾籌模式，以靈活、機動的方式激發(fā)儲能電站的運營活力;
(2)吉瓦級、數(shù)吉瓦級儲能電站投運后，可以服務(wù)于光伏發(fā)電企業(yè)，減少棄光率，提高光伏電站調(diào)頻能力，便于應(yīng)對西北電網(wǎng)考核細則，減免高額懲罰;
(3)吉瓦級、數(shù)吉瓦級儲能電站投運后，可以按照《青海電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則(試行)》的相關(guān)條例參與青海電網(wǎng)調(diào)峰，價格為0.7元/千瓦時;
(4)新疆執(zhí)行光伏電站加裝容量20%配置儲能后，可增加100小時計劃電量，連續(xù)五年，青?？梢钥紤]一定程度借鑒;
(5)儲能電站規(guī)?；瘧?yīng)用，離不開運行、控制以及消防、安全、運維等系列標準保駕護航，應(yīng)進一步借鑒、制定相應(yīng)的標準體系;
(6)儲能電站投運后，可以帶來可觀的碳排放收益，應(yīng)盡早對碳排放進行貨幣價值化評估，進行有效的成本效益分析。
總體而言，青海作為全國首個共享儲能交易試點，共享儲能生態(tài)圈建設(shè)已經(jīng)初見成效，對未來新能源和儲能發(fā)展有引領(lǐng)示范意義。共享儲能新業(yè)態(tài)的構(gòu)建將極大地賦能于新能源事業(yè)的發(fā)展，對能源轉(zhuǎn)型意義重大。共享儲能可以有效減少棄風(fēng)棄光，解決新能源消納難等問題，增加企業(yè)效益;可以吸引更多的人投入到儲能事業(yè)中，由此形成儲能新興產(chǎn)業(yè);將增強電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻能力，大大緩解電力供應(yīng)時序不匹配等問題?？梢灶A(yù)見，不久的將來，儲能共享時代的到來是大勢所趨。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年第7、8期
