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开发建设混合式抽水蓄能电站,推动储能跨越式发展

发布时间:2021-06-25 人浏览

储能(包括抽水蓄能和新型储能)对于推动落实碳达峰、碳中和目标和保障建设以新能源为主体新型电力系统安全运行具有关键作用,是保障新能源大规模发展和我国能源安全的重要支撑。在现有资源条件、技术水平和政策条件下,如何推动储能快速发展,是当前能源电力行业发展面临的一个现实和紧迫的问题。


开发建设混合式抽水蓄能电站,推动储能跨越式发展(图1)


建设新型电力系统要求推动储能跨越式发展


1.新型电力系统建设对储能发展提出了高要求

新型电力系统将呈现高比例新能源特性,风光等新能源发电具有较强的随机性、波动性和间歇性,随着新能源发电占比迅速提高,需大力推进储能规模化应用。截至2020年底,我国储能累计装机规模3560万千瓦,其中抽水蓄能装机容量3180万千瓦,电化学储能总容量327万千瓦。为实现碳达峰目标,初步测算,到2030年我国新能源装机将达到15-17亿千瓦,发电量超2.7万亿千瓦时,占总发电量约25%,需要配置储能设施3亿千瓦以上,这对储能发展提出了很高要求。

 

2.新型储能成本快速下降,将在新型电力系统建设中发挥重要作用

在生产规模、制造工艺不断提升以及储能系统高度集成化发展的驱动下,自2012年以来锂电池储能系统成本已下降75%,2020年已经降至约1500元/千瓦时,基本达到储能系统经济性拐点。随着新型储能技术不断突破、商业化应用逐渐成熟,未来仍有较大的成本下降空间,新型储能具有良好的盈利前景。新型储能具有调节响应速度快、建设周期短、开发规模受资源条件约束小等优势,将在新型电力系统建设中发挥重要作用。

 

3. 国家出台支持政策,储能行业迎来发展良机

 

4月21日,国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》提出,到2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,大力推进电源侧储能项目建设、积极推动电网侧储能合理化布局、积极支持用户侧储能多元化发展。

 

4月30日,国家发改委又发布了《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,提出了优化抽水蓄能两部制电价政策,以竞争性方式形成电量电价,完善容量电价核定机制,建立抽水蓄能容量电费纳入输配电价回收的机制。在国家政策支持下,“十四五”期间我国储能行业将迎来爆发式增长。

 

运营机制不健全和安全事故频发制约新型储能发展

 

1.储能电站运营机制不健全,新能源电站配建储能政策仍存争议

今年以来,全国已有超过10个省份公开发布文件,要求新建新能源电站配置相应比例的储能,常见配储规模在10%—20%之间。例如,山东省要求新建光伏项目的储能配置按项目装机规模20%考虑;山西省建议新增光伏发电项目配备15%—20%的储能;贵州省要求光伏发电项目在送出消纳受限区域,需配备10%的储能设施;海南省要求集中式光伏发电平价上网项目配套建设10%的储能装置。但是,由于新能源电站配套储能运营机制不完善,目前全国新能源电站储能设备利用率普遍较低,难以回收投资成本,新能源电站强制配套储能政策仍然存在争议。

 

2.储能电站安全事故时有发生,标准不健全和管理不规范是根本原因


安全问题是制约储能行业快速发展的重要因素。近年来电化学储能电站安全事故时有发生,国内外已总计发生30多起储能电站起火事故,造成财产损失和人员伤亡。今年4月16日,北京一座储能电站发生起火和爆炸,是国内首次有官方信息披露的造成人员死亡的储能电站安全事故。韩国近年在可再生能源证书奖励政策的激励下,电化学储能装机规模急剧增长,储能电站安全事故频繁发生。2017年8月—2019年6月,韩国共发生23起储能电站火灾事件。今年4月6日,韩国又发生一起光伏电站储能系统火灾事故。相对来说,欧美国家储能电站管理较为规范,事故率相对较低。

 

标准不健全和管理不规范是储能电站安全事故频发的根本原因。在储能标准建设方面,我国已颁布的标准涵盖了储能系统通用技术条件、储能系统规划设计、接入电网规定、电池本体技术要求、装备技术条件等方面的内容。目前,储能行业亟需开展标准制定的方面包括储能电站控制保护设备基本技术条件、储能电站及电池系统运行维护、储能电站运行环境要求、储能电站消防安全等方面。


开发建设混合式抽水蓄能电站,推动储能跨越式发展(图2)


推动储能跨越式发展的思考

 

1.利用现有水电站资源,开发建设混合式抽水蓄能电站

 

常规抽水蓄能电站站址资源有限,开发规模受限,难以满足以新能源为主体的新型电力系统运行要求。建设混合式抽水蓄能电站为储能发展提供了新思路。混合式抽水蓄能是指结合常规水电站建设的抽水蓄能电站,分为常规混合式和梯级混合式两种。常规混合式抽水蓄能是利用常规水电站水库做上水库或下水库,修建一个下水库或上水库,同时增建可逆机组或抽水泵而建成的抽蓄电站;梯级混合式抽水蓄能是利用同一流域的两座梯级水电站,通过增建可逆机组或抽水泵而建成的抽水蓄能电站。与新建抽水蓄能电站相比,将常规水电站改建成混合式抽水蓄电站,具有投资小、建设快、水库淹没环境影响小等优点。因此,有必要对我国现有水电站和梯级电站的资源条件进行普查,将具备条件的水电站开发建设成混合式抽水蓄能电站,推动抽水蓄能跨越式发展。

 

2.发展抽水蓄能和文旅健康一体化的产业模式

 

抽水蓄能电站所在地区通常山水优美、空气清新,结合水库环境和大坝工程,是天然的旅游观光、健康休闲、科普教育和工业文化展示等一体化结合的文旅健康产业基地。抽水蓄能电站与文旅健康产业一体化发展,具有广阔的前景。中国台湾日月潭抽水蓄能电站是台湾最大的抽水蓄能电站,也是国内外著名的旅游圣地,是抽水蓄能电站与文旅产业融合发展的一个成功案例。因此,可探索由抽水蓄能企业和文旅健康领域优势企业开展战略合作,发挥各自特长,共同发展抽水蓄能和文旅健康一体化产业,为抽水蓄能发展开辟新模式。

 

3. 利用资本市场引入社会资本发展新型储能


近年来新型储能成本快速下降,系统成本已经接近经济性拐点,未来仍有较大的成本下降空间,新型储能电站具有良好的盈利前景。新型储能是“国家大力支持、盈利前景好、但目前缺乏成熟商业模式”的行业,正是资本市场最感兴趣的标的类型。可参照新能源汽车行业的发展模式,发展市场化储能并推动相关企业上市,利用资本市场引入社会资本共同投资储能。

 

4.结合电力市场建设,完善支持储能发展的市场机制和价格机制

 

长期来看,储能电站应参与电力市场,通过市场化机制回收投资成本。当前电力市场建设正在快速推进,建议结合电力市场建设,研究制定新型储能参与电力市场的机制。在电力市场建设初期,可通过深化辅助服务补偿机制、完善峰谷电价政策、探索共享储能等市场和价格机制,为储能电站成本疏导提供机制保障。

 

5.针对新型储能安全标准缺失方面开展标准编制

 

标准不健全是造成储能电站安全事故频发的重要原因,“十四五”期间储能发展提速,完善行业标准更加紧迫。因此,亟需对储能行业现有标准进行系统梳理,针对当前标准体系中储能电站控制保护、储能电站安全管理、储能电站验收、调试、运行、检修等标准不健全的方面,尽快组织开展相关标准编制工作,为新型储能快速发展和储能电站安全运行提供保障。


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