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        储能+光伏:如何成为新能源经济驱动?

        浏览次数: 日期:2015年10月23日 11:26

        根据国际可再生能源署发布的《2014年可再生能源发电成本》,可再生能源发电成本可能下降到与化石燃料发电成本持平甚至更低的水平。根据该报告,目前独立风电项目发电成本最低仅为0.05美元/;公用事业规模的光伏发电成本也可降至0.08美元/度。

        更重要的是,与传统能源不同,可再生能源技术还处于快速进步的阶段,未来成本还将持续降低。但是,可再生能源也有固有的缺陷,风能和太阳能都有波动性和间歇性,大规模接入电网会影响到电网的稳定性和安全性,大幅度提高电网成本。因此可以说,制约可再生能源大规模发展的主要因素已经不是发电成本,而是电网对其的接纳能力和电网成本,而储能技术是破解这个难题的关键。

        通常讨论的储能技术一般是指储电,即通过一定的物理和化学手段将电能存储起来。目前已经成熟商业化应用的储能技术包括抽水储能和压缩空气储能。随着电池成本的不断下降,大容量电池储能也开始得到广泛关注。从储能的技术路径选择上,抽水储能和压缩空气储能受到地理条件的限制,规模发展存在瓶颈,而且其无法应用于独立的微电网;而电池储能从规模和使用环境上都有很强的灵活性。在几种电池储能的技术中,目前最有潜力的是锂电池,很有可能是储能发展的主要方向。

        曾几何时,储能技术还只是科学家们的讨论,美国的特斯拉(Tesla Motors)一下子把储能技术和大众拉近了。特斯拉于今年4月推出了几款商业化的锂电池,涵盖了从家用级一直到电网级的不同产品,对应的存储规模从7千瓦时一直到10千千瓦时以上。虽然特斯拉电池从技术上似乎并没有什么创新,但其最大的特点在于电池平衡系统和成本上的优势。按其家用级产品Powerwall计算,储能成本已低至350美元千瓦时。

        影响储能投资收益的主要有两个因素:一个是储能的每个充放电循环能够带来的经济价值,另一个是储能系统的充放次数。其中,充放次数受到电池性能的制约,一般变化不大。因此影响储能投资收益的关键,就在于每次循环过程中充电的成本与放电的收益之间的差值。以特斯拉电池的成本为例,在6%的贴现率下,考虑到充放电的电量损失,当充放电的价差在1元千瓦时以上时,电池投资就可以收回成本。而中国许多地区峰谷电价差都已经大于1元千瓦时,这些地方的储能投资已经能够带来正回报,虽然还不是好回报。

        简单归纳,未来储能技术的具体应用上,可以有三种模式:第一种是“储能+大电网”,即用户可以在电价低时储电而在电价高时由储能系统供电。这种模式相当于利用大电网的峰谷电价差进行套利。目前美国和欧洲都已经有了利用储能进行电力套利的项目。在中国东部一些峰谷价差较大的地区,利用储能进行电力套利在经济上也已具备可行性。从电网的角度来看,电力套利的存在使得电网可以利用价格工具来实现调峰,因此对整个电力系统效率是有好处的。但该模式更多的只是实现电网负荷的调节,对于能源结构的影响和低碳发展的作用则相对有限。

        第二种模式是依靠“储能+可再生能源”建立的独立微电网,与电网分离运行。这一微电网是一个完整的自我控制系统,作为完整的电力系统,能实现功率平衡控制、系统运行优化等方面的功能,可以孤立运行。由于其能够彻底摆脱对于传统能源和大电网的依赖,可以实现灵活按微小区域划分的电力自足系统。

        微电网还可以与电网并网运行,这就是现实中常常会看到的第三种模式,既“储能+可再生能源+大电网”。储能在其中起到了平滑可再生能源的作用,但还可以和大电网互通有无,交换一部分的电能,用户可以根据电价进行权衡后选择最优的储能规模。根据目前电池投资的盈亏点,该模式要想实现经济上的吸引力,还需要电池与可再生能源成本的进一步降低。有学者对德国的“光伏+储能+大电网”的模式进行过评估,只有0.28欧元千瓦时的电价,按4%的贴现率计算,储能加光伏发电才能勉强实现盈利。

        储能+可再生能源”的独立微电网代表能源行业发展和人类能源供需的未来。一方面,应对气候的低碳发展将迫使人类发展清洁的可再生能源。另一方面,保证供电可靠性和供电质量要求解决可再生能源的稳定性问题;以及由于解决目前可再生能源严重的市场消纳困难和远距离输电成本,需要尽可能在靠近负荷中心设立电源,微电网可以减少分布式能源的种种缺陷和约束,而更具有经济性。

        由于概念简单,“储能+可再生能源”的独立微电网的可行性主要是成本约束,就是储能成本和可再生能源的成本。只有当储能成本加可再生能源成本小于传统能源成本加输配电成本时,这种模式才具备基本的经济驱动力。根据目前情况,“储能+可再生能源”的微电网最终成功,可能还需要多年的技术进步才得以实现,但不是遥不可及,由于其带来的可能冲击巨大,传统的能源企业务必小心关注。

        所属类别: 行业资讯