5分鐘帶你了解儲能電池那些事兒

一、電池儲能地位

從外部來看，我國是一個能源進口大國，60%的一次能源依賴進口，這給能源安全戰(zhàn)略帶來很大風(fēng)險;從內(nèi)部來看，我國電源結(jié)構(gòu)體系中，煤電消耗占比60%以上(2016年以前)，改善能源結(jié)構(gòu)，積極發(fā)展新能源和清潔綠色能源無疑成當(dāng)務(wù)之急。

風(fēng)能和太陽能是新能源發(fā)電的絕對主力，但均具有波動大、難預(yù)測等特點，而電池儲能具有調(diào)度響應(yīng)快、配置靈活、控制精準(zhǔn)、環(huán)境友好等特點，成為新能源發(fā)電的最佳搭檔，這已是行業(yè)共識并得到了國家相關(guān)部門認(rèn)可。

雖然燃?xì)獍l(fā)電和抽水蓄能電站也能完成一部分新能源調(diào)峰工作，但平滑輸出和調(diào)頻效果遠(yuǎn)不及電池儲能。集中在同一個地方的風(fēng)電與光伏發(fā)電雖然可自然平衡一部分輸出波動(如風(fēng)光互補效應(yīng))，不過既無風(fēng)又無光的時刻也會時有發(fā)生，因此配套一定規(guī)模的電池儲能電站是新能源電站實現(xiàn)跟蹤計劃發(fā)電的終極選擇。

據(jù)國家權(quán)威部門預(yù)測，到2030年，我國風(fēng)光發(fā)電裝機容量將達(dá)到8.33億千瓦。假設(shè)按2%的比例來配套儲能，新能源發(fā)電配套用儲能裝機將至少達(dá)到1600萬千瓦。

與新能源發(fā)電配套的儲能電站有多種存在形式，光儲一體、風(fēng)儲一體、風(fēng)光儲一體等，從使用效果、利用效率、調(diào)度方便和商業(yè)模式等幾方面綜合考量，筆者認(rèn)為百兆瓦以上規(guī)模的獨立儲能電站將占主流位置。

二、電池儲能價值

電池儲能既有經(jīng)濟價值，更有社會價值(經(jīng)濟價值以外的各種價值)，從某些角度來看，其社會價值遠(yuǎn)超過其經(jīng)濟價值，比如其軍事價值、電力安全價值、能源戰(zhàn)略價值等。僅從經(jīng)濟價值來說，主要看其規(guī)模大小和使用場合，如充電寶只能解決一兩個手機用戶一天的移動使用問題;家庭儲能或備電應(yīng)急儲能電源，只能解決一家一戶的部分用電或臨時停電問題;用戶側(cè)儲能通常只考慮利用峰谷電價差削峰填谷以及需求側(cè)響應(yīng)等問題。

上述列舉的幾種儲能應(yīng)用的經(jīng)濟回報期都比較長或者沒有，甚至還存在一定的投資風(fēng)險(比如用戶側(cè)儲能就有可能因為峰谷差價變小而延長預(yù)估回報期)。

相比之下，大規(guī)模儲能(100MWh以上)因響應(yīng)速度快和控制精準(zhǔn)以及具有雙向調(diào)節(jié)等特性，如能被電網(wǎng)調(diào)度使用在調(diào)頻調(diào)峰等電網(wǎng)安全策略領(lǐng)域，社會價值巨大，同時回報也豐厚(主要是調(diào)頻服務(wù)費、容量服務(wù)費等)，然而前提是要有開放的電力市場(包括電力輔助服務(wù)市場)。

三、未來電池儲能的主戰(zhàn)場

盡管新能源微電網(wǎng)、分布式光伏發(fā)電以及用戶側(cè)調(diào)峰(削峰填谷)都會用到儲能技術(shù)，筆者認(rèn)為電池儲能大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹请娋W(wǎng)側(cè)輸配電等方面。百兆瓦以上規(guī)模的、獨立的、可被電網(wǎng)直接調(diào)度的電池儲能電站，不僅可以保證電網(wǎng)的供電安全，還可以提高局部地區(qū)電能質(zhì)量，電池儲能甚至還將顛覆傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)計理念和設(shè)計規(guī)則，提高設(shè)備利用率，減少資源浪費，延緩增容建設(shè)周期。

隨著未來電力市場的逐步放開，電力現(xiàn)貨交易和電力輔助服務(wù)市場必將催生大批儲能電站的誕生。

四、儲能電池選擇

作為配合光伏發(fā)電接入，實現(xiàn)削峰填谷、負(fù)荷補償，提高電能質(zhì)量應(yīng)用的儲能電站，儲能電池是非常重要的一個部件，必須滿足以下要求：

容易實現(xiàn)多方式組合，滿足較高的工作電壓和較大工作電流;電池容量和性能的可檢測和可診斷，使控制系統(tǒng)可在預(yù)知電池容量和性能的情況下實現(xiàn)對電站負(fù)荷的調(diào)度控制;高安全性、可靠性：在正常使用情況下，電池正常使用壽命不低于1--5年;在極限情況下，即使發(fā)生故障也在受控范圍，不應(yīng)該發(fā)生爆炸、燃燒等危及電站安全運行的故障;具有良好的快速響應(yīng)和大倍率充放電能力，一般要求5-10倍的充放電能力;較高的充放電轉(zhuǎn)換效率;易于安裝和維護;具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，較寬的工作溫度范圍。

從初始投資成本來看，鋰離子電池有較強的競爭力，鈉硫電池和全釩液流電池未形成產(chǎn)業(yè)化，供應(yīng)渠道受限，較昂貴。從運營和維護成本來看，鈉硫需要持續(xù)供熱，全釩液流電池需要泵進行流體控制，增加了運營成本，而鋰電池幾乎不需要維護。根據(jù)國內(nèi)外儲能電站應(yīng)用現(xiàn)狀和電池特點，建議儲能電站電池選型主要為磷酸鐵鋰電池。不建議使用鉛酸電池的原因是電池壽命問題，大品牌鉛酸蓄電池在頻繁充放電的情況下大約只有2.5-3年的壽命，鋰電池的壽命會長很多。