郭永海 陳曉藝
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),能源是主戰(zhàn)場(chǎng),電力是主力軍,新型電力系統(tǒng)則是其中的關(guān)鍵載體。近期發(fā)布的由國(guó)家能源局組織編制的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》指出,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)要加強(qiáng)電力供應(yīng)支撐體系、新能源開(kāi)發(fā)利用體系、儲(chǔ)能規(guī)?;季謶?yīng)用體系、電力系統(tǒng)智慧化運(yùn)行體系等四大體系建設(shè)??梢?jiàn),我國(guó)新型電力系統(tǒng)形態(tài)已逐步由“源網(wǎng)荷”三要素向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”四要素轉(zhuǎn)變。新型儲(chǔ)能主要包括新型鋰離子電池、液流電池、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、氫(氨)儲(chǔ)能、熱(冷)儲(chǔ)能等,是構(gòu)建新型能源體系、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備,正日益廣泛地嵌入電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷各個(gè)環(huán)節(jié),成為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可或缺的配套設(shè)施。
儲(chǔ)能已成為推動(dòng)新型能源體系高質(zhì)量發(fā)展的“剛性需求”
由于可再生能源具有不穩(wěn)定、周期性等特征,大規(guī)模可再生能源接入會(huì)影響電網(wǎng)穩(wěn)定和安全,而儲(chǔ)能技術(shù)是解決可再生能源不穩(wěn)定性的重要手段。目前我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘?、非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量、遠(yuǎn)距離輸電能力、電網(wǎng)規(guī)模等指標(biāo)均穩(wěn)居世界第一,建立了較為完備的業(yè)態(tài)體系。截至2022年底,非化石能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)12.7億千瓦,占總裝機(jī)的49%,超過(guò)煤電裝機(jī)規(guī)模。2022年,非化石能源發(fā)電量達(dá)3.1萬(wàn)億千瓦時(shí),占總發(fā)電量的36%。其中,風(fēng)電、光伏發(fā)電量1.2萬(wàn)億千瓦時(shí),占總發(fā)電量的14%,分別比2010年和2015年提升13個(gè)、10個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)2060年我國(guó)風(fēng)、光發(fā)電量占比將超50%,成為電量供應(yīng)主體。
多時(shí)間尺度儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)?;瘧?yīng)用需求激增。截至2022年底,我國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.8GW,占全球市場(chǎng)總規(guī)模的25%,年增長(zhǎng)率38%。新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模首次突破10GW,達(dá)到13.1GW/27.1GWh,功率規(guī)模年增長(zhǎng)率達(dá)128%,能量規(guī)模年增長(zhǎng)率達(dá)141%。隨著數(shù)量眾多的新能源、分布式電源、新型儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等接入,亟需提升新能源消納能力和“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”靈活互動(dòng)調(diào)節(jié)能力。
準(zhǔn)確把握新型儲(chǔ)能賽道核心熱點(diǎn)和主攻方向
“雙碳”背景下,新型儲(chǔ)能成為萬(wàn)億級(jí)新賽道。到2030年,國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能總投資規(guī)模將近9000億元,市場(chǎng)空間巨大。從政策引導(dǎo)看,2022年,國(guó)家及地方出臺(tái)儲(chǔ)能直接相關(guān)政策約600余項(xiàng),主要集中在儲(chǔ)能規(guī)劃、實(shí)施方案、市場(chǎng)機(jī)制、技術(shù)研發(fā)、安全規(guī)范等領(lǐng)域;26個(gè)省市規(guī)劃了“十四五”新型儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)總規(guī)模接近67GW。從投資看,百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目成常態(tài);2022年,國(guó)內(nèi)新增、投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模分別達(dá)6.9GW、15.3GWh;單個(gè)項(xiàng)目規(guī)模大幅提升,20余個(gè)百兆瓦級(jí)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。從技術(shù)路線看,儲(chǔ)能專用300Ah以上大容量、10000次以上長(zhǎng)循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電芯取得突破;壓縮空氣儲(chǔ)能正在由100MW向300MW功率等級(jí)方向加速發(fā)展,新增壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目(含規(guī)劃、在建和投運(yùn))接近10GW,單次儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)最高達(dá)12小時(shí);首個(gè)百兆瓦級(jí)全釩液流電池項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行,首個(gè)吉瓦時(shí)級(jí)全釩液流電池項(xiàng)目正式開(kāi)工。
近年來(lái),江蘇大力推進(jìn)新型儲(chǔ)能創(chuàng)新發(fā)展,形成了比較完備的產(chǎn)業(yè)體系,成為國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能重要集聚區(qū)。從政策端看,《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》等政策相繼出臺(tái),為新型儲(chǔ)能加強(qiáng)規(guī)劃統(tǒng)籌發(fā)展、引導(dǎo)新型儲(chǔ)能科學(xué)布局、分級(jí)分類協(xié)調(diào)管理、簡(jiǎn)化項(xiàng)目審批手續(xù)便利性等方面,提供了政策依據(jù)和有力支持。從產(chǎn)業(yè)端看,江蘇擁有江蘇時(shí)代、南瑞繼保、中天儲(chǔ)能等一批龍頭企業(yè),形成覆蓋鋰電材料、儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器、能源管理系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。江蘇動(dòng)力及儲(chǔ)能電池制造業(yè)創(chuàng)新中心、天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院等創(chuàng)新平臺(tái),加快儲(chǔ)能技術(shù)從基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移。一批顛覆性新型儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品即將進(jìn)入商業(yè)化進(jìn)程。例如,長(zhǎng)壽命三元電芯、高性能磷酸鐵鋰電芯等技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,中科海鈉鈉離子電池、天目先導(dǎo)硅碳負(fù)極等新體系電池及關(guān)鍵材料已填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白;基于通信的逆變器動(dòng)態(tài)無(wú)功快速控制技術(shù)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)時(shí)間30毫秒以內(nèi);南京工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)完成的新一代光熱儲(chǔ)能技術(shù)正在蘭州建立示范應(yīng)用項(xiàng)目,鈣循環(huán)卡諾電池等大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)已完成海外專利布局,即將進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。從應(yīng)用端看,2022年,江蘇新增新型儲(chǔ)能裝機(jī)12.3萬(wàn)千瓦。世界首個(gè)“非補(bǔ)燃”壓縮空氣儲(chǔ)能電站、全球首例儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目、全國(guó)首個(gè)用戶側(cè)儲(chǔ)能自動(dòng)需求響應(yīng)項(xiàng)目、國(guó)內(nèi)首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目等一系列重大工程在江蘇建成投產(chǎn)。截至2022年6月,江蘇共有電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目132個(gè),其中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目18個(gè),用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目111個(gè)。從項(xiàng)目領(lǐng)域分布看,22個(gè)項(xiàng)目中電源側(cè)項(xiàng)目8個(gè),電網(wǎng)側(cè)項(xiàng)目8個(gè),用戶側(cè)6個(gè)。
加速實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能規(guī)模化應(yīng)用
江蘇新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前總體上仍處于商業(yè)化和規(guī)?;l(fā)展初期,創(chuàng)新能力不強(qiáng)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不高、產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等問(wèn)題亟待解決。
統(tǒng)籌新型儲(chǔ)能技術(shù)布局,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展。加快推動(dòng)儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氣、儲(chǔ)氫等覆蓋全周期的多類型儲(chǔ)能協(xié)同運(yùn)行,推動(dòng)安全、靈活、經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能技術(shù)廣泛應(yīng)用,提升能源系統(tǒng)運(yùn)行靈活性。統(tǒng)籌規(guī)劃抽水蓄能重大裝備產(chǎn)業(yè)布局和技術(shù)發(fā)展路線,提高抽水蓄能機(jī)組等設(shè)備效能、產(chǎn)能。重點(diǎn)開(kāi)展長(zhǎng)壽命、低成本及高安全的電化學(xué)儲(chǔ)能關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備集成優(yōu)化研究,提升鋰電池安全性、降低成本,發(fā)展鈉離子電池、液流電池等多元化技術(shù)路線。大力推動(dòng)壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、超級(jí)電容器、熱(冷)儲(chǔ)能等技術(shù)向大規(guī)模、高效率、靈活運(yùn)行方向發(fā)展,開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研究及示范。開(kāi)展氫儲(chǔ)運(yùn)/加注關(guān)鍵技術(shù)、燃料電池設(shè)備及系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用,研發(fā)純氫氣燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。
強(qiáng)化創(chuàng)新主體地位,培育壯大產(chǎn)業(yè)集群。積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)體系,加快推進(jìn)新型儲(chǔ)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)技術(shù)中心等創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè),建設(shè)一批國(guó)家級(jí)、省級(jí)研發(fā)機(jī)構(gòu),加快爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家新型儲(chǔ)能創(chuàng)新中心。加快培育技術(shù)領(lǐng)先型儲(chǔ)能高科技企業(yè),深化新型儲(chǔ)能專業(yè)人才和復(fù)合人才培養(yǎng)。加快推進(jìn)鹽城建設(shè)“新能源+儲(chǔ)能”綜合應(yīng)用示范區(qū),加快推進(jìn)常州打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的動(dòng)力及儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),著力打造蘇州、南京、南通等地氫能優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈。
積極推進(jìn)試點(diǎn)示范,加快拓展應(yīng)用場(chǎng)景。加快構(gòu)建“新能源+新型儲(chǔ)能”應(yīng)用場(chǎng)景,支持光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電站配套建設(shè)新型儲(chǔ)能設(shè)施,遴選一批示范試點(diǎn)項(xiàng)目,推動(dòng)新型儲(chǔ)能協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行,保障新能源高效消納和存儲(chǔ)。探索構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同運(yùn)行的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng),探索開(kāi)展“風(fēng)電+光伏+儲(chǔ)能”“分布式+微網(wǎng)+儲(chǔ)能”“大電網(wǎng)+儲(chǔ)能”等試點(diǎn),大力發(fā)展共享儲(chǔ)能、云儲(chǔ)能等創(chuàng)新模式,探索建設(shè)智慧能源、虛擬電廠。建設(shè)全省新型儲(chǔ)能大數(shù)據(jù)平臺(tái),加強(qiáng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。
加強(qiáng)跨區(qū)域能源聯(lián)動(dòng),促進(jìn)跨區(qū)域產(chǎn)業(yè)開(kāi)放融合。推動(dòng)成立長(zhǎng)三角新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟,搭建產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)和區(qū)域合作平臺(tái),在標(biāo)準(zhǔn)制定、應(yīng)用示范、產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)接、人員互訪交流等方面全面深化合作,促進(jìn)長(zhǎng)三角新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展和新型儲(chǔ)能技術(shù)多元化發(fā)展。加強(qiáng)與中西部資源富足地區(qū)“新能源+儲(chǔ)能”產(chǎn)業(yè)合作,進(jìn)一步延伸拓展新能源電力裝備、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝備等產(chǎn)業(yè)鏈,共同建立“研發(fā)+產(chǎn)品+基地”示范項(xiàng)目,助力清潔能源高效開(kāi)發(fā)利用,實(shí)現(xiàn)互利多贏。
(作者單位:江蘇省經(jīng)濟(jì)和信息化研究院)
責(zé)任編輯:何樂(lè)