傳統(tǒng)方案給電網帶來麻煩

天然氣分布式能源在我國已經推行了若干年，但近年來，可再生能源發(fā)電的份額逐步提高�？稍偕�能源不但被視為解決環(huán)境問題，特別是減少碳排放的有效途徑，長期則可能是人類能源需求的最重要的解決方案之一。全球２０１４年可再生能源發(fā)電占電力生產總值的２２．８％（包括水電等），其中風能與太陽能之和占４％。

中國面臨著嚴重的環(huán)境壓力，因而更加重視可再生能源發(fā)電的發(fā)展，２０１４年可再生能源發(fā)電量為１．２萬億千瓦時，占總發(fā)電量的２２％，其中并網風力發(fā)電占總發(fā)電量的２．８％；光伏發(fā)電占總發(fā)電量的０．４５％，并網光伏占０．４２％。２０１４年，在中美雙方發(fā)布的聯(lián)合聲明中，中國提出計劃２０３０年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰值，并相應地將２０３０年非化石能源占一次能源消費比重提高到２０％，而此前的規(guī)劃是到２０２０年非化石能源占比為１５％。考慮到水電核電施工周期較長，增長受稟賦限制，風光電的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>

中國有著世界上最大的用電需求，也是最大的可再生能源發(fā)電國，因此中國對全球可再生能源發(fā)展舉足輕重�？稍偕�能源發(fā)電發(fā)展最大的問題，是可再生能源發(fā)電的間歇性與不可預測性。

一方面，可再生能源的發(fā)電集中時間段與用電時間段存在著不一致性。風電發(fā)電高峰一般集中在晚上，太陽能發(fā)電的高峰集中在白天。而工業(yè)用電的用電曲線較為平緩，居民用電則呈現白天、晚上兩個高峰。另一方面，隨著季節(jié)、天氣的變化，可再生能源發(fā)電與用電曲線都會有相應的變化。中國大部分地區(qū)春季風力發(fā)電輸出最大，光伏發(fā)電夏天輸出最高，而且發(fā)電隨天氣原因劇烈變化而具有不可預測性。

這些對于電網來說，都是麻煩。傳統(tǒng)的解決方案主要集中在兩個途徑：一是利用較為靈活的發(fā)電設施與之配合，形成穩(wěn)定的總輸出，應用較為廣泛的是天然氣發(fā)電與可再生能源發(fā)電相結合。二是將可再生能源發(fā)電的能量進行儲存，儲能傳統(tǒng)方法是轉換為熱能等形式，如儲熱、熱水系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的結合。而不涉及能量轉換的電力儲能方法，以往的應用中，主要表現為抽水蓄能電站。

以上兩個方案都不能從根本上解決可再生發(fā)電到達一定規(guī)模比例后，難以維持電網穩(wěn)定性的問題。第一個方法存在兩個主要限制：一是應用不夠廣泛，較多應用于分布式系統(tǒng)；二是涉及到燃料價格因素，成本不可控。第二個方法的主要局限在于，抽水蓄能電站工作時，其能量來源從根本上來說，同樣是化石能源。因此，抽水蓄能雖然有利于減少電網的波動性，但對節(jié)能減排并沒有本質上的好處。另外，抽水蓄能電站的應用受到選址、成本與利益分配等多方面限制因素影響。

電池儲能或為解決方案

如果從更為長遠的角度來看這個問題，電池儲能可能是可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定性的最有效經濟方案。電池儲能的好處在于，可大可小，容易與各種規(guī)模的可再生能源發(fā)電相結合；充電放電快速，直接電與電轉化，轉換效率高。其限制的最大因素在于經濟性，以及與成本相關聯(lián)的充放電效率、安全性、壽命。傳統(tǒng)觀點都認為電池儲能的成本高而難以商業(yè)運營。

這個狀況正在迅速改變，近期電池技術的突破，使得電動汽車等大規(guī)模電池應用已經較為普遍，而直接與電力系統(tǒng)結合的電池儲能的嘗試也已經開始。２０１５年５月，特斯拉（Ｔｅｓｌａ）發(fā)布名為Ｐｏｗｅｒｗａｌｌ的家用電池系統(tǒng)和商用電池系統(tǒng) Ｐｏｗｅｒｐａｃｋ。其單體峰值電量為３千瓦，可儲存１０千瓦時電量，充放電能效９２％，提供１０年質保，單體售價為３５００美元，可以通過簡單拼接進一步擴大至１０００倍。特斯拉希望借此改變人類的用電模式，掀起能源革命，推動可再生能源的普及�，F在看來，特斯拉不是在吹牛。

對于可再生能源與儲能結合的系統(tǒng)，儲能策略對系統(tǒng)經濟性的重要性可能高于儲能設備本身成本的重要性。因此，政府在大力推進儲能設備發(fā)展的同時，也應當倡導電池儲能與可再生能源發(fā)電的結合，積極建立試點，扶持可再生能源與儲能結合系統(tǒng)的試驗性項目，在實踐中找到最適應中國現狀，最適應項目安裝地點的儲能策略，為日后大規(guī)模可再生能源發(fā)電的利用打下良好基礎。

與工業(yè)用電結合的分布式光伏項目可能是電池儲能最易介入，而且是最容易盈利的主體�？稍偕�能源與儲能相結合的系統(tǒng)，要想其達到最優(yōu)的經濟效益，關鍵在于對可再生能源發(fā)電的有效預測。因此，政府在大力發(fā)展風能、光伏的同時，也應該建立平臺，及時更新分享相關發(fā)電與氣候數據，提供有效的發(fā)電預測信息。

對于電網而言，發(fā)展電池儲能技術或可從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性問題，大規(guī)模擴大可再生能源發(fā)電的份額，有效提高上并網率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。對于政府而言，制定更有針對性和有差別性的差別電價政策，不但有助于推動電池儲能技術的盈利能力，還可以在更大程度上優(yōu)化電力資源配置，提高電力系統(tǒng)的總體發(fā)電效率。

電池儲能系統(tǒng)的突破已經到了一個關鍵點，現在研究儲能的經濟性，比之前更有時效性與指導意義。而從宏觀與微觀上分步進行可再生能源與儲能系統(tǒng)的研究和政策設定，具有可行性與實證參考意義。

對于可再生能源發(fā)展與儲能技術的經濟性，中國具有一定的優(yōu)勢。第一，電價是可再生發(fā)電與儲能盈利的核心，電力價格由政府決定，可以由政府制訂有利于可再生能源發(fā)展與儲能技術的電力峰谷和差別電價。第二，中國作為可再生能源生產大國，其市場潛力巨大，可以為可再生能源發(fā)展與儲能技術的投資提供規(guī)模效應。

所以，電池儲能技術與可再生能源發(fā)電推廣具有同等重要的地位。隨著技術進步，電池儲能成本與技術已經逐漸進入經濟