全球能源轉(zhuǎn)型浪潮奔涌，太陽能、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電裝機(jī)以前所未有的速度增長，高比例新能源并網(wǎng)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來極大考驗(yàn)。一方面，“風(fēng)光”消納和并網(wǎng)加大電網(wǎng)調(diào)節(jié)和消納壓力;另一方面，“風(fēng)光”的波動(dòng)性和間歇性與電網(wǎng)所需的穩(wěn)定性和慣性之間的矛盾有待破解。在此背景下，多家研究機(jī)構(gòu)指出，全球需要進(jìn)一步擴(kuò)大儲(chǔ)能技術(shù)部署規(guī)模，尤其需要重視構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)。
需同步推進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)升級
全球范圍內(nèi)，電網(wǎng)不穩(wěn)定導(dǎo)致的事故頻發(fā)，凸顯出同步推進(jìn)儲(chǔ)能與電網(wǎng)技術(shù)升級的緊迫性。電網(wǎng)正常運(yùn)行需要維持電壓與頻率穩(wěn)定性，而可再生能源的間歇性特點(diǎn)使其難以作為獨(dú)立電源，這一矛盾突出了儲(chǔ)能技術(shù)的重要性。彭博新能源財(cái)經(jīng)指出，隨著可再生能源成為主導(dǎo)電源，波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn)使得大規(guī)模儲(chǔ)能變得愈發(fā)重要。
能源咨詢公司伍德麥肯茲最新研究指出，2024至2034年，全球需要在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域投入1.2萬億美元，才能支撐全球到2034年新增5900吉瓦“風(fēng)光”發(fā)電裝機(jī)容量并網(wǎng)。這期間，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為歐洲、北美和亞太地區(qū)第二大新增電力容量來源。其中，亞太地區(qū)新增電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量將是歐美總和的近5倍。到2034年，全球約1500吉瓦新增電池儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)將超越新增風(fēng)電裝機(jī)。
隨著全球新增電力容量將以可再生能源尤其是太陽能為主導(dǎo)，對加速大規(guī)模部署儲(chǔ)能技術(shù)提出了要求。事實(shí)上，全球范圍內(nèi)，新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性持續(xù)增強(qiáng)。伍德麥肯茲表示，“光伏+儲(chǔ)能”混合項(xiàng)目成本已經(jīng)可以與陸上風(fēng)電競爭，預(yù)計(jì)到2040年，美國以外市場公用事業(yè)級電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本將低于煤電和氣電。
亞太地區(qū)部分國家可再生能源滲透率已達(dá)峰值需求的46%至92%，高波動(dòng)性導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定性趨弱，需要既能管理電網(wǎng)穩(wěn)定性又能優(yōu)化可再生能源輸出的技術(shù)，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)無疑是高比例新能源電網(wǎng)的“好伙伴”。伍德麥肯茲強(qiáng)調(diào)，未來10年，全球構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)部署將提速，成為可再生能源整合和擴(kuò)張的關(guān)鍵解決方案。
助力提升大電網(wǎng)穩(wěn)定性
與傳統(tǒng)跟網(wǎng)型系統(tǒng)不同，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)具有自主支撐電壓和頻率的能力，能提升系統(tǒng)短路容量和慣量，改善電網(wǎng)阻抗特性，抑制寬頻振蕩等。同時(shí)，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅能高效充放電，還能起到電網(wǎng)“穩(wěn)壓器”作用，有效提升新能源消納能力，在輸電線路有限的情況下，穩(wěn)定可靠的電網(wǎng)，讓新能源電力更多、更高效地輸送到用電端。
此外，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)在離網(wǎng)模式和并網(wǎng)模式下皆可運(yùn)行，具備黑啟動(dòng)能力，具有強(qiáng)弱電網(wǎng)寬自適應(yīng)能力，且能實(shí)現(xiàn)100%新能源接入，可謂提升大電網(wǎng)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)。
伍德麥肯茲預(yù)計(jì)，2024至2034年，為維持電網(wǎng)穩(wěn)定，全球需新增1400吉瓦采用構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)的電池儲(chǔ)能容量。到2040年，全球電力需求年復(fù)合增長率將達(dá)3%，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)將成為實(shí)用替代方案。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)需要升級逆變器、控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，總成本估計(jì)將增加約15%，但過去一年，全球電池儲(chǔ)能均價(jià)下降10%至40%，可以進(jìn)行一定程度抵消。
伍德麥肯茲研究總監(jiān)Robert Liew表示，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)可再生能源并網(wǎng)的關(guān)鍵突破，預(yù)計(jì)到2034年，全球電力需求將激增55%，其中波動(dòng)性可再生能源電力占新增裝機(jī)容量80%以上，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)在可再生能源規(guī)?；l(fā)展與電網(wǎng)穩(wěn)定性要求之間架起了技術(shù)橋梁。
“電池成本下降、清潔能源目標(biāo)明確、支持政策出臺(tái)、經(jīng)過驗(yàn)證的試點(diǎn)項(xiàng)目等成為推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)迅速發(fā)展的關(guān)鍵因素。”Robert Liew強(qiáng)調(diào)，“預(yù)計(jì)到2035年，全球電池容量將增長3倍，屆時(shí)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)將成為儲(chǔ)能部署的基本要求，這不僅對電網(wǎng)可靠性至關(guān)重要，更是大規(guī)模釋放可再生能源投資價(jià)值的關(guān)鍵。”
全球部署速度不同
高工產(chǎn)業(yè)研究院指出，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)是未來發(fā)展趨勢，但不同國家和項(xiàng)目發(fā)展階段與需求迫切性不同，預(yù)計(jì)未來5年，全球范圍內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)有望達(dá)到20%的滲透率。
全球范圍內(nèi)，多國出臺(tái)支持構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)的政策措施。在我國，今年6月，國家能源局印發(fā)《關(guān)于做好新能源消納工作保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》，首次明確要求構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能滲透率目標(biāo)為突破30%，并在西北等新能源裝機(jī)集中區(qū)強(qiáng)制新建項(xiàng)目標(biāo)配構(gòu)網(wǎng)能力。
在澳大利亞，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目不斷增加。2月，新南威爾士州新英格蘭地區(qū)首個(gè)大型儲(chǔ)能電站開工，該項(xiàng)目采用構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)能規(guī)劃容量1400兆瓦/2800兆瓦時(shí);3月，南澳最大構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目完成融資，儲(chǔ)能規(guī)劃容量250兆瓦/500兆瓦時(shí)。
對比之下，美國構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)部署和應(yīng)用遠(yuǎn)低于預(yù)期。油價(jià)網(wǎng)指出，“大而美”法案逐步取消清潔能源和電動(dòng)汽車生產(chǎn)的稅收抵免及資金支持，將導(dǎo)致電池等新能源技術(shù)投資銳減，進(jìn)而改變美國電池制造格局。
國際清潔交通委員會(huì)估計(jì)，“大而美”法案對氣候政策的削減可能迫使美國電池產(chǎn)量下降約75%，到2030年電池產(chǎn)量將降至250吉瓦時(shí)。根據(jù)伍德麥肯茲數(shù)據(jù)，今年，美國電網(wǎng)級儲(chǔ)能裝機(jī)量預(yù)計(jì)將達(dá)13.3吉瓦/43.2吉瓦時(shí)，工商儲(chǔ)裝機(jī)量增長仍存在很大不確定性。悲觀情況下，2025至2029年，美國包括電網(wǎng)級、工商儲(chǔ)和戶儲(chǔ)在內(nèi)的儲(chǔ)能裝機(jī)總量將減少22%。
美國非營利組織“能源系統(tǒng)集成”指出，對美國而言，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)是一項(xiàng)能夠重新定義電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)則、解鎖高比例可再生能源未來的基石性技術(shù)，需要加快部署腳步。(中國能源報(bào) 記者 王林)
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