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储能:推动清洁转型的关键力量
 
时间:2016-07-26 10:28:35
 

随着可再生能源大量开发利用,智能电网快速发展,能源转型的步伐越来越快,储能技术作为能源系统重要的基础设施之一,对世界清洁转型至关重要。储能技术未来前景如何?产业变革将带来哪些机遇与挑战?


绿色工业革命已经到来


工业4.0概念兴起之时,各行各业都嗅到了变革的意味。对于因第二次工业革命受益获得长远发展的能源行业来说,不得不变革的时刻,已经到来。


如今,绿色发展、清洁转型,已经成为世界共识,给能源行业带来了巨大机遇:新能源、智能电网、储能等新技术快速崛起,绿色工业革命已宣告来临。


绿色工业革命是什么?诺贝尔和平奖共同获得者、联合国政府间气候变化专门委员会特约科学家伍德罗˙克拉克在其专著《绿色工业革命》一书中有明确定义:绿色工业革命,就是要通过对能源基础设施的改造,带来一种可持续的绿色经济。它以可再生能源开发利用为基础,通过分布式发电与绿色智能电网送电相结合的方式,实现人类生产与生活的碳中和,绿色工业革命对人类社会可持续发展至关重要。


事实上,各国早已开始的能源转型,就是绿色工业革命的一部分。走在美国布鲁克林大街上,你会发现,全食超市商店的停车场照明已经全部换成可再生能源,车棚上安装有太阳能电池板,灯柱上装着风力涡轮机,电池储存的电力足够使用五天,供阴雨天使用。


前段时间,一则德国实现可再生能源100%出力的新闻受到广泛关注,虽然最后证明是当天监测数据有误并未达到100%,但人们无法忽视的事实是,德国确实已经在可再生能源发电上实现高比例替代化石能源。


这种趋势并非在美国和德国才有,以可再生能源替代化石能源为主要内容的能源转型被纳入多国能源政策,同样也是我国能源革命的重要内容。


在可再生能源领域,中国的发展成就不容小觑。中国对于清洁能源技术给予非常高的期望。“今年科技创新大会上,习近平总书记明确提出,到2020年进入创新性国家的行列,到2030年要在创新国家的前列,到2050年要成为世界的科技强国和世界主要的科学中心。”中国科技部可再生能源与新能源国际科技合作计划办公室副主任赵刚说,“主要的科学中心,意味着中国要成为引领科技、产业、经济发展的主要国家。”


在国家发展改革委、国家能源局发布的《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》中,储能技术创新被列为重点任务之一。从欧、美、日实施的储能项目和发展规划来看,多个国家均在通过示范项目累计实际经验,推动储能产业的技术研发和应用,并以此为基础开展储能经济性研究,促进储能商业化和市场化发展。


储能应用主要集中在可再生能源发电移峰、分布式能源及微电网、电动汽车充换电等领域,是解决新能源发电与电力消费不同步问题的关键。伴随新能源产业的迅速发展,储能技术及其产业发展已经成为能源转型的关注重点。


“能源转型背后是什么?就是技术进步。有蒸汽机才有了煤炭时代,内燃机的出现带来了石油时代,那下一个原动力机器是什么?就取决于下一代的能源形式是什么。”中海油能源经济研究院原首席能源研究员陈卫东的话语颇有些哲学意味,“一个社会发达程度越高,电力在能源消费中所占的比重就越高。未来,电力在生活中的比重会提高,能源转型正在发生,中国也必须跨过能源转型。”可以想见,随着更多新技术的涌现,将给世界绿色转型带来更多可能性。


储能技术蕴藏巨大价值


学术沙龙一开始,克拉克先生带来的新鲜玩意就吸引了大家的注意力。

一张与A4纸大小和厚度相当的太阳能电池板上,一小格一小格的太阳能板紧密排列,上端的屏幕上显示着此时提供的电能数据。与平时见到的太阳能电站使用的电池板不同,这种薄膜太阳能电池的柔韧性很好,非常轻便,一张A4纸大小的材料,比纸张重不了多少。


想象一下,如果这种太阳能电池板装在200栋建筑的屋顶上,装在整体社区中,大规模生产会带来成本降低的红利,潜力巨大。不过,人们必须要接受的事实是——太阳并不是永远在工作。必须找到一种方式,将电能储存起来。储能技术,就是实现高比例可再生能源发电的一个必要条件,其蕴藏的价值就在此。


自诞生以来,人类就在不停寻找储存的办法。我们储存食物,储存数据,储存知识,储存记忆,对于储存技术的痴迷,也不断推动社会进步。电力作为现代社会发展的助推器,储存的方式也非常重要。飞轮储能、空气储能,及现在广泛用在电动汽车上的锂电池储能等技术都处在生长期。


储能系统对电网来说,并不陌生。“储能在电力系统应用主要在三个方面,”中国电力科学院首席专家惠东说,“第一个是在发电侧推动能源结构变化,第二个是使电网从功率型向电量型转移,第三个是满足用户对于互动和个性化的需求。

而想真正让储能技术应用到千家万户,实现商业化运营,并不是一件容易的事情,甚至可能需要很长时间。“我们讲了这么多储能技术,有一些也已经实现商业或半商业化的运用,但仍然存在一个问题,”惠东直言不讳,“经济技术性还不够好。”


推动储能发展,不仅需要技术的研发创新,储能技术应用示范也是重要的环节。在这一环节中,各类技术将会受到严格的检验,判断是否具有大规模生产的可能性,是否有合理的产业链阶段,如此,成本降低,安全性提升,才具有商业化的价值。


“能源安全首先要有一个经济成本。从经济成本的角度来讲,不可能无限增加投资。那么极限点在哪?实际上,任何投资是要带来效益的,应该带来社会整体成本的下降,所以对风险评估非常重要。”全球能源安全智库论坛秘书长刘强一语中的。储能技术虽然美妙,但面对实际投运,必须更加谨慎。


国网新能源张家口风光储输示范工程就正在做这样的事情。它承担着新能源技术示范试验的重要任务,光伏、风电、储能的各项新技术在这里试验检测、示范运行。目前,张北风光储输示范项目对比较传统的锂电池,全钒液流、铅酸、钛酸锂、超级电容都做了示范运行,同时还在研究储能电池梯次利用和回收、深冷液化储能等技术。


国网新能源张家口风光储输示范电站副总工程师刘汉民举了一个例子。目前他们的试验结果表明,现在储能电站锂电池一度电6、7毛钱,再过几年成本可能降到3毛钱,如果说实现商业化运行并收回成本,以前想都不敢想,那么现在是看到了曙光。“随着成本进一步降低及储能政策的提升,也许储能电站商业化运行的时代很快就会到来。我们仍然在探索。”刘汉民说。


未来的技术风口在哪里,目前谁也不敢确定。在陈卫东看来,目前突破性的技术还没有出现,但未来是光明的,大家都满怀希望。“能源变革一定会到来,电力一定会被大规模、可利用、可接受地储存起来。因为我们的资源是不够的,我们再也经不起这样一种耗费巨大能源来支撑生活的方式。电力和能源储存是我们必须解决的下一代的问题。”


电力企业转型进行时


“互联网+”时代,电力用户行为有了深刻变化。根据埃森哲的调查报告,消费者对能源管理计划非常感兴趣。他们希望知道家庭能源用在了哪些地方,希望能有效利用能源而达到节省开支的目的。越来越多用户追求互动及个性化的需求,这对能源行业变革提出了新的要求,也带来了不小的挑战。


储能的快速发展带来的另一个挑战,也在于此。如果不久的将来,当更多的用户开始要求能源自给自足时,传统电力行业集中式的能源供应,该如何应对?

传统的模式正在受到挑战。全球电力需求增速正在放缓,能源利用方式创新的速度正在加快,用户需求的变化越来越多。“对于电网公司来讲,如果单纯考虑降低运营成本来提升收入已经行不通,必须考虑业务转型。”埃森哲大中华区资源事业部总经理邓赟说,“国家电网公司从两年前就开始热议智能电网话题,我觉得是非常正确的选择。”


对于电力企业来讲,跟上趋势,投资储能非常必要。另一方面,如何根据用户需求快速做出调整,是未来竞争的关键因素。只有主动参与竞争,才能赢得主动权。


国家电网公司始终保有紧迫感,业务转型一直在进行:智能电网技术研发,电动汽车冲换电站和充电桩建设,为新兴工业园区和工业用户提供智能用电服务,建设智能家居的示范小区,各类智能综合能源平台的建设,公司探索的脚步从未停歇,这也为日后参与激烈的市场竞争,打下良好基础。

仅仅转型发展,足够吗?答案是否定的。


当前,清洁转型已经成为全世界共同的话题,任何一个国家,都应该义无反顾承担起责任。在能源变革的时代,单打独斗绝对行不通,合作才是出路。


赵刚分享了多年来从事能源研究的经验,他深刻感受到中国新能源产业的突飞猛进,“从事新能源研发生产的大学、科研机构和企业几十倍的增长,在很多方面中国已经进入世界前列。”他还提到了中美创新合作的一个里程碑项目——中美清洁能源联合研究中心,由双方政府出资支持新能源研发,专注于电动汽车、煤炭清洁利用和绿色建筑。


促进合作,促成合作,在这个能源变革的时代,共同推动清洁发展,是保护人类共同生存环境的必由之路,也是企业自救、转型发展的智慧之举。


全球能源互联网战略构想的提出,是促进国际合作大平台建立的一个典型例子,同时为公司创新发展提供了肥沃的土壤。由能源互联带动的新能源、储能、金融、国际合作等方面的讨论,已经获得国际社会广泛关注,也推动公司不断进步。


“我觉得全球能源互联网的构想非常好,建议将其作为一项国际大科学技术,从大科学工程、计划角度组织成立基金,共同资助全世界的科学家、工程师研究技术问题。如果技术获得突破,全球形成能源互联网,贡献会非常大,将促进能源革命。”赵刚说。


能源变革的进程只会越来越快,任何一个国家都不可能单独完成此次科技革命和产业变革,只有全球创新合作共同来努力才能实现。我们期待着,未来的能源系统,会更加友好、便捷、清洁,为子孙后代,留下一个天蓝地绿的美丽地球。

新闻来源:国家电网报


 
 
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