轰轰烈烈的储输项目尽管看上去已经有一部分解决了并网的难题,但在储能电池的寿命、安全性以及经济性方面似乎又出现了新问题。
中国可再生能源协会提供的数据显示,截至2011年年底,中国有47000MW的风电装机,目前只有大约有20%的风电机组解决了并网的问题,但如果以20%的比例全部配备储能则需要安装9400MW的储能,即使按照每兆瓦2000万元的工程成本计算,需要一次性投入1880亿元。
这是一笔庞大的投资,但这笔投资无论如何都得考虑其经济性。目前的锂离子电池寿命一般为5年,摊薄至每年的投资接近400亿元。倘若这个配备比例提高10个百分点,则摊薄至每年的投资将达到600亿元,况且这还不算每年新增的风电规模机组和其他可再生能源。
国家能源局统计数据显示,截至2011年底,中国风电机组全年平均利用小时数为1903,据此测算,去年累计风电发电量为890亿千瓦时,若以5毛钱一千瓦的上网电价计算,如果弃风最高35%,那这个损耗也仅为239.61亿元,比400亿元的投资还是小很多。
示范储能
目前所能预见的是,未来智能电网中可再生能源将由补充能源逐步成为主导能源,由于中国可再生能源存在着资源与负荷分布不均衡的问题,全国性电网互联仍然是发展方向。
国网能源研究院的专家多次表示,未来电网中将会出现许多大型的集中式并网的可再生能源发电场或发电区,可再生能源发电间歇性和难以短时预测的问题将会被放大,给电网的安全、稳定、高效运行带来一系列的挑战。
“比如以风电为例,来风时风电机组全部发电,电网负荷短时间内会达到一个承受高压,而无风时电网承压又会迅速减弱,如果不能使其平稳有序接入电网,一旦出现问题后果不堪设想。”目前有效的解决方法是为可再生能源发电场配置一定容量的旋转备用,建设大型储能电站便是有效的途径。
储能的基本原理是,储能技术通过功率变换装置,及时进行有功/无功功率吞吐,可以保持系统内部瞬时功率的平衡,避免负荷与发电之间大的功率不平衡,维持系统电压、频率和功角的稳定,提高供电可靠性;可以改善电能质量,满足用户的多种电力需求,减少因电网可靠性或电能质量带来的损失;可以利用峰谷电价有效平衡负荷峰谷,减少旋转备用,实现用能的经济性,提高综合效益;此外,储能还可以协助系统在灾变事故后重新启动与快速恢复,提高系统的自愈能力。
这也是业界普遍认为储能技术是构建智能电网的重要环节,但电力储能如何在其快速发展的同时实现其经济价值,目前是世界各国都在探索的出路。中国几个大的储能场,也仅处于示范工程,国家发改委和财政部在经费上也仅做一点补贴,主要建设费用由国家电网和南方电网两大电网各自承担。