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儲能是根治棄風的良方還是“成本包袱”?

作者:中國儲能網新聞中心 來源:北極星儲能網 發布時間:2018-11-06 瀏覽:
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中國儲能網訊:2018年,海上風電和分散式風電兩大細分市場崛起,與“三北”地區復蘇成為拉動風電快速發展的三駕馬車,為整個市場帶來新“風向”。風電儲能的話題同樣引發熱議。

要點提示:

1.儲能未必是解決棄風的最佳途徑

2.儲能有望率先在分散式風電領域實現突破

3.于分散式風電而言,儲能有可能幫助園區等開發商大幅提升議價能力

4.風電產業鏈中,電網公司、發電企業和風電設備商三個關鍵環節均在布局儲能

根據國家能源局最新數據顯示,今年前三季度全國風電新增并網容量1261萬千瓦,同比增長30%;全國風電發電量2676億千瓦時,同比增長26%。海上風電新增并網容量102萬千瓦。此外,據業內人士預測,風電裝機今年或將突破2億千瓦。

在風電市場強勢崛起和2020年棄風率需降為5%的紅線高壓之下,理論上將為儲能提供良好的發展土壤。然而,受平價上網和儲能系統成本高企的掣肘,風電儲能的突破也并非易事,經濟性仍舊是所需探討的核心。

一、儲能是根治棄風的良方還是“成本包袱”?

儲能到底能不能解決棄風問題,似乎早已蓋棺定論;但探索卻仍未停止。而最為直接的爭議,發生在去年。

2017年6月,青海發改委印發該省2017年3.3GW風電開發建設方案,并強制要求各項目按照建設規模配套10%的儲能裝置,儲電設置總規模為33萬千瓦(330MW)。一石激起千層浪,有支持有唱衰。最終在一片議論聲中,青海省發改委相關領導在隨后的一次會議上表態將強制修改為推薦配套儲能。

有意思的是同年10月19日黃河水電青海省首個風電+10%配套儲能電站獲得批復,成為2017年青海風電建設方案中首個取得核準的項目。該項目主要就是為了應對青海可能很快到來的棄風、棄光,避免陷入限電旋渦。

傾向“成本包袱”觀點的業內人士認為,儲能未必是解決棄風最經濟有效的途徑。

盡管儲能具備平滑短期波動的能力,但不能夠拋開棄風原因找答案。棄風是季節性和結構性因素所導致的,其核心問題在于外送通道不暢、本機負荷不足,外地用電需求不振。儲能作為短期負荷緩沖調節增強電網友好的措施固然可以,但解決電力供需結構性問題,未免有些緣木求魚。此前,龍源電力集團股份有限公司副總工程師陸一川曾撰文表達其觀點,棄風棄光問題的主要原因幾乎都集中于當前電力市場體制機制沒有理順,沒有按照效率原則來分配電力生產和消費權;而儲能解決不了市場機制問題,儲能的商業應用恰恰要依賴市場機制問題的解決。

今年9月在2018第五屆國際儲能峰會上,大賢風電總經理錢勝利表達了類似觀點,特別是對于集中式風電來說,如果在原端配儲能效率非常小,成本非常高。

而隨著國家加快新能源輸送問題,棄風率顯然已經在不斷下降。根據能源局公布的最新數據顯示,今年前三季度全國平均棄風率是7.7%,比去年同期減少了4.7個百分點。這將壓縮儲能在棄風問題上發揮的作用。

但硬幣的另一面,我們又不能夠忽視三北地區的棄風率依舊超出紅色預警線,徘徊在限制開發風電的邊緣。因此,仍舊有風電行業人士支持用儲能解決棄風問題,表示消納是最需要解決的問題。并且通過優化電網接入流程,發展能源互聯網,把風電、光伏發電等分布式能源通過儲能裝置組織起來,形成虛擬電廠,接受調度,或許是一個很好的方式。

那么除了棄風問題,儲能加風電到底如何突破?儲能更適合于分散式、海上風電還是集中式?

二、算本經濟賬 儲能有望在分散式風電率先實現突破

事實上,無論是風電還是光伏,這些新能源自其誕生之日起就拉開了技術進步與時間賽跑的戲碼,儲能同樣如此,想有所作為“經濟性”與“成本下降”更是不可回避的問題。

那么隨著今年分散式風電的崛起,能否為儲能培育良好的發展土壤?這當中儲能需要與風電具有良好的適配性,才能夠更為合理利用峰谷價差。2018第五屆國際儲能峰會上,大賢風電總經理錢勝利分享了儲能對分散式風電收益特性的影響。在直接上網、自發自用加余量棄風、自發自用+儲能、全局優化四種風電開放方案之下,對選定案例進行收益測算得到這樣的結論:

(1)風電儲能想發揮電力價值,需要儲能可有效改善風電的經濟收益結構,通過不斷優化充放電策略提升收益空間。

(2)對于分散式風電而言,儲能使電源側高價值電力比例提升,案例中用戶的購電來源從20%提升到80%,這意味著儲能有可能幫助園區等開發商議價能力得到大幅提升。

(3)儲能容量設計受峰谷時段電源側和負荷側匹配特性影響,但總體趨勢呈正比。

陸上風電領域,計鵬新能源專家趙娜曾以風電四類電價為基礎,測算了儲能與風電結合的收益情況。在2018年的電價條件下,她得出

(1)風電場儲能電站項目總體經濟性欠佳,不能給風電場帶來更多收益,但隨著技術進步成本下降,未來可能會利用儲能系統有效緩解現階段限電帶來的影響;

(2)儲能項目試點可以考慮在除Ⅰ類區外的風資源較好、成本較低的地區;

(3)Ⅳ類區限電后是否加儲能對收益影響相對較小、適合試點的地區;

(4)如果管理方法先進,有效控制成本,可以考慮加入儲能設備進行示范。

海上風電方面,海外進展較快,并不斷提速,今年初Bay State Wind與NEC Energy Solution公司達成合作協議,一起合作開發其位于馬薩諸塞州的800MW/55MW——110MWh海上風電+儲能互補項目。Bay state wind項目是世界上第一個海上風電+儲能互補的商業運行項目,而馬薩諸塞成為該項技術的發源地。

綜合兩位專家的測算結果,以及各領域實際與儲能結合探索的情況而言,儲能有望率先在分散式風電領域實現突破。

此外,就儲能的作用方面而言,風電、光伏等可再生能源給電力系統帶來的一個主要問題就是提供輔助服務的能力有限,尤其是參與調頻的能力。未來,隨著可再生能源如風電并網規模不斷擴大,將取代部分傳統火電進行調頻,風電提供輔助服務在將來同樣會成為必要,這使得風電聯合儲能調頻吸引了不少行業人士的目光。

美國能源部的一項研究評估了風電場參與系統頻率調節所應滿足的備用容量需求,推斷出風電場的集群效應對于系統調頻具有積極的作用。大型風電場集群對系統的一次調頻能夠通過儲能系統實現,此時儲能系統只調整風電場并網處的功率,而保持每個風力發電機組輸出功率不變。除一次調頻之外,二次、三次調頻目前似乎超出風電場能力范圍。

除了調頻,儲能系統能夠通過調整并網點處的無功功率輸出,實現電壓調節。尤為重要的是儲能需要在即使風電不發電的情況下,風電場也發揮調壓作用。電能質量、電網故障恢復等同樣是儲能可以與風電相結合的點,但也都存在各自面臨的問題。

歸根結底,誠如一位業內人士而言:一個好的投資、好的技術必須實現商業化,有了商業價值才會被廣泛應用。據悉,由于種種原因,中國可再生能源在國際上投資收益率差不多需要達到9.5%,而儲能同樣如此,希望在未來一到兩年成本降低25%-35%的時候儲能產業真正可以實現市場化。

三、風電儲能誰在探索?產業鏈三大關鍵環節各尋領地

盡管風電儲能還未有絕對良好的商業化模式。但縱觀風電產業鏈,電網公司、發電企業和風電設備商這三個關鍵環節都在探索,積極推動風電儲能項目落地。此外,由于這些單位的行業位置、業務模式等不同,他們在儲能的探索可謂各尋領地。

1.電網公司,主要是其下屬研究機構,如電科院等;經典項目如“張北風光儲輸示范項目”“魯能海西國家多能互補集成優化示范工程”,這些項目主要為進行技術研究、應用示范等工作。

2.發電企業或者說項目開發企業,如華能、黃河水電等;經典項目如“遼寧臥牛石”示范項目,這些項目主要為驗證技術路線(如臥牛石采用液流電池),評估消納效果,積累經驗。

3.整機設備商,如金風旗下全資子公司的天誠同創(逆變器),在北京亦莊、江蘇大豐、寧夏嘉澤等地,利用儲能技術開展高比例可再生能源智能園區微電網和園區可再生能源轉型及節能服務業務,積累運行經驗。

通過這些探索不難發現,風電產業鏈中的關鍵參與方都對儲能有著明確的訴求,希望從自身業務領域和服務目的出發,探索和挖掘儲能的多重應用價值。

至于究竟誰能獨領風騷?狼煙起,儲能“等風來”!

關鍵字:風電 儲能

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