規(guī)模化儲能破解西北電網(wǎng)“棄風(fēng)棄光”難題

:為貫徹落實(shí)“四個革命，一個合作”能源戰(zhàn)略思想，推進(jìn)西北區(qū)域能源行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,推動《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》實(shí)施，促進(jìn)規(guī)?；瘍δ芗夹g(shù)在西北電網(wǎng)的應(yīng)用，西北能源監(jiān)管局聯(lián)合清華大學(xué)共同開展了“規(guī)?；瘍δ茉谖鞅彪娋W(wǎng)的應(yīng)用分析與政策建議”課題研究。針對西北電力系統(tǒng)特點(diǎn)，課題全面分析了西北電網(wǎng)對儲能的需求，結(jié)合西北區(qū)域?qū)嶋H，提出了規(guī)?；瘍δ茉谖鞅彪娋W(wǎng)應(yīng)用的路徑及相關(guān)政策建議。

一、儲能發(fā)展現(xiàn)狀

（一）儲能技術(shù)概況

儲能技術(shù)主要可以分為儲電和儲熱、儲冷技術(shù)，其中儲電技術(shù)一般包括物理儲能（如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、化學(xué)儲能（如鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等）、電磁儲能（如超導(dǎo)電磁儲能、超級電容器儲能等）。

其中，抽水蓄能是目前廣泛應(yīng)用、技術(shù)成熟和裝機(jī)容量最大的儲能類型。壓縮空氣儲能電站雖然可以達(dá)數(shù)百兆瓦至吉瓦的規(guī)模，但目前全世界在運(yùn)的大規(guī)模壓縮空氣儲能電站只有少數(shù)幾個，新型大規(guī)模壓縮空氣儲能技術(shù)還不成熟。以鋰離子和鉛酸（碳）為代表的化學(xué)電池儲能在近幾年獲得了大規(guī)模應(yīng)用，投建項(xiàng)目數(shù)量最多，成本下降較快，具有廣闊應(yīng)用前景，但目前的成本仍然偏高。其它可大規(guī)模應(yīng)用的化學(xué)電池儲能技術(shù)包括液流電池和鈉硫電池等，目前受制于成本和技術(shù)雙重因素制約，近幾年投建項(xiàng)目數(shù)量和總規(guī)模遠(yuǎn)小于鋰離子電池儲能。飛輪儲能在技術(shù)上很受關(guān)注，也有少數(shù)較大規(guī)模的商業(yè)項(xiàng)目，但目前在國內(nèi)尚無大規(guī)模應(yīng)用。電磁儲能主要用于提高電網(wǎng)的輸電能力和提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，目前還處于論證和試點(diǎn)應(yīng)用階段。

除儲電技術(shù)之外，氫儲能由于具有可大規(guī)模存儲的優(yōu)點(diǎn)，在歐洲較早地受到關(guān)注和試點(diǎn)，近幾年在國內(nèi)也開始受到重視，但目前尚處于起步階段。儲熱技術(shù)也是近幾年國內(nèi)投資的熱點(diǎn)，從源端到荷端都有不少實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目。儲熱（蓄冷）相對于化學(xué)電池儲能，更容易大規(guī)模能量存儲且投資相對較低，在有熱需求的地點(diǎn)，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。此外，太陽能熱發(fā)電也離不開儲熱系統(tǒng)。

（二）相關(guān)政策

以英國和美國為代表的發(fā)達(dá)國家對儲能的發(fā)展非常重視，出臺了非常具體和有力的儲能發(fā)展激勵政策，促進(jìn)了儲能示范項(xiàng)目和商業(yè)項(xiàng)目的發(fā)展。雖然英美等發(fā)達(dá)國家發(fā)展儲能有電力市場和輔助服務(wù)市場的支撐，但專門制定針對儲能的準(zhǔn)入條件和考慮儲能靈活性的補(bǔ)償機(jī)制是不可或缺的。除對儲能項(xiàng)目的投資進(jìn)行補(bǔ)貼之外，國外對促進(jìn)儲能發(fā)展的主要措施包括建立準(zhǔn)許儲能參與的容量市場、獨(dú)立儲能項(xiàng)目參與調(diào)頻輔助服務(wù)、配售電公司投資儲能的配額制政策等。

2017年10月，我國發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了促進(jìn)我國儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義、總體要求、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施。目前，我國商業(yè)化儲能項(xiàng)目主要參與調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)市場，且與火電機(jī)組或新能源發(fā)電場站配合運(yùn)行，尚無大規(guī)模獨(dú)立儲能系統(tǒng)（抽水蓄能電站和微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目除外）參與大電網(wǎng)輔助服務(wù)的項(xiàng)目。雖然已有一些?。▍^(qū)）開始實(shí)施或出臺了調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)政策，但儲能的準(zhǔn)入條件、身份和充放電價格還需進(jìn)一步明確。

二、儲能技術(shù)促進(jìn)西北五?。▍^(qū)）電網(wǎng)發(fā)展

西北地區(qū)化石能源和風(fēng)光等自然資源豐富，發(fā)電裝機(jī)容量目前已達(dá)到最高負(fù)荷的三倍。由于可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量大，電網(wǎng)的輸電容量、調(diào)峰能力和負(fù)荷需求不足，導(dǎo)致大規(guī)模棄風(fēng)棄光問題。投資儲能系統(tǒng)可增加電網(wǎng)調(diào)峰能力、緩解輸電通道阻塞，有望成為解決西北電網(wǎng)新能源發(fā)電消納問題的重要途徑。

（一）提高外送電力的調(diào)節(jié)能力

由于西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富，未來可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量還將進(jìn)一步增長，對區(qū)域外消納可再生能源的依賴性將越來越大，可以集中配建大規(guī)模儲能系統(tǒng)，主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和化學(xué)電池儲能，提升可再生能源出力的可控性和在電力市場中的競爭力。

（二）提升火電機(jī)組的調(diào)峰能力

西北電網(wǎng)中的供熱機(jī)組裝機(jī)容量大，在供暖期的調(diào)峰能力受限，對電網(wǎng)調(diào)峰能力和可再生能源發(fā)電消納的影響顯著。在電廠側(cè)安裝熱水儲熱系統(tǒng)或電鍋爐系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大容量儲熱，從而提升供熱期間機(jī)組的調(diào)峰能力。

（三）降低斷面受阻

西北電網(wǎng)覆蓋的地理范圍廣，西電東送和北電南送的距離遠(yuǎn)，在可再生能源集中接入的區(qū)域，可以配置大規(guī)模儲能系統(tǒng)（主要包括化學(xué)電池、儲熱發(fā)電和壓縮空氣儲能），從而減小因?yàn)閿嗝媸茏瓒鸬臈夛L(fēng)棄光電量。

（四）提升電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性

隨著西北可再生能源發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展，在線的傳統(tǒng)機(jī)組容量減小導(dǎo)致系統(tǒng)的慣性降低，可能危及電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，可配置快速響應(yīng)的儲能系統(tǒng)來平抑頻率的波動，提升西北電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。

（五）降低電網(wǎng)的峰谷差

在峰谷差相對較大的地區(qū)，對實(shí)施峰谷電價且電力用戶負(fù)荷峰谷差顯著的電力用戶，鼓勵由用戶或第三方投資儲能系統(tǒng)，進(jìn)行價格套利或參與市場競爭，從而降低電網(wǎng)的峰谷差。

三、規(guī)模化儲能在西北電網(wǎng)的應(yīng)用分析與政策建議

（一）規(guī)?；瘍δ茉谖鞅彪娋W(wǎng)應(yīng)用的路徑

對儲能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中的應(yīng)用，建議主要發(fā)展四種應(yīng)用類型：增加調(diào)峰能力、降低通道受阻、提升電網(wǎng)安全和用戶能量管理。兼顧儲能在源、網(wǎng)、荷側(cè)的發(fā)展，源端儲能包括大規(guī)模獨(dú)立儲能電站、在火電廠內(nèi)配置儲能、在新能源場站側(cè)配置儲能，網(wǎng)側(cè)配置儲能主要包括電網(wǎng)的電源送出端、輸送容量受限斷面和配電網(wǎng)中配置分布式儲能，用戶側(cè)儲能主要針對工商業(yè)用戶。

考慮的儲能類型既包括大規(guī)模抽水蓄能、壓縮空氣儲能、大容量儲熱（冷）、太陽能熱發(fā)電、大規(guī)模制氫、化學(xué)電池儲能，也包括功率型飛輪儲能和電磁儲能?；瘜W(xué)電池儲能的類型有多種，現(xiàn)階段主要考慮的應(yīng)用類型包括鋰電池、鉛酸（碳）電池、液流電池。

將不同類型儲能的推廣應(yīng)用分為四個階段，即“當(dāng)前”、“2019-2020年”、“2021-2025年”、“2026-2030年”。其中，抽水蓄能和化學(xué)電池儲能在現(xiàn)階段已開始推廣應(yīng)用，下一步可開展大規(guī)模儲熱和太陽能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用推廣。在“十四五”期間，新型壓縮空氣和飛輪儲能的應(yīng)用有望突破，而在2025年以后，大規(guī)模制氫和電磁儲能有望獲得大規(guī)模應(yīng)用。

（二）西北電網(wǎng)應(yīng)用儲能的政策建議

1.西北地區(qū)可再生能源發(fā)電以集中開發(fā)為主，在同一片區(qū)往往接入的可再生能源發(fā)電容量較大，易導(dǎo)致輸電通道受阻，建議制定相關(guān)政策措施支持在新能源場站群端投資大規(guī)模共享型儲能系統(tǒng)。

2.在電網(wǎng)中安裝儲能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)降低輸配電設(shè)備投資、提高電力系統(tǒng)靈活性、為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)等多重價值，建議鼓勵西北各?。▍^(qū)）電網(wǎng)企業(yè)投資儲能，實(shí)施電網(wǎng)企業(yè)投資儲能的配額制，提高電網(wǎng)的輸配電能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。

3.各?。▍^(qū)）應(yīng)對接入不同電壓等級和不同地點(diǎn)的儲能系統(tǒng)充放電價進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，建議區(qū)分儲能所處的電壓等級，為鼓勵接入配電網(wǎng)側(cè)的儲能系統(tǒng)運(yùn)行，可以采用分時充放電價格。

4.在各省（區(qū)）逐步建立調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場的背景下，應(yīng)準(zhǔn)許獨(dú)立儲能參與的調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場，并合理考慮儲能的市場準(zhǔn)入條件、運(yùn)行控制方式和補(bǔ)償方式，允許多個分布式儲能系統(tǒng)聚合參與輔助服務(wù)市場。

5.加強(qiáng)對用戶側(cè)儲能投資的審查和監(jiān)管，提高用戶側(cè)儲能投資的規(guī)范性、安全性；鼓勵用戶側(cè)儲能參與需求側(cè)響應(yīng)計(jì)劃，制定合理的準(zhǔn)入條件、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和參與方案，提升管理水平。

原標(biāo)題:規(guī)?；瘍δ芷平馕鞅彪娋W(wǎng)“棄風(fēng)棄光”難題