【深度】儲能將給能源轉(zhuǎn)型帶來哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)?

來源:碩日新能源   發(fā)布時間:2016-07-27

      OFweek太陽能光伏網(wǎng)訊:隨著可再生能源大量開發(fā)利用,智能電網(wǎng)快速發(fā)展,能源轉(zhuǎn)型的步伐越來越快,儲能技術(shù)作為能源系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一,對世界清潔轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。儲能技術(shù)未來前景如何?產(chǎn)業(yè)變革將帶來哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)?

綠色工業(yè)革命已經(jīng)到來

工業(yè)4.0概念興起之時,各行各業(yè)都嗅到了變革的意味。對于因第二次工業(yè)革命受益獲得長遠(yuǎn)發(fā)展的能源行業(yè)來說,不得不變革的時刻,已經(jīng)到來。

如今,綠色發(fā)展、清潔轉(zhuǎn)型,已經(jīng)成為世界共識,給能源行業(yè)帶來了巨大機(jī)遇:新能源、智能電網(wǎng)、儲能等新技術(shù)快速崛起,綠色工業(yè)革命已宣告來臨。

綠色工業(yè)革命是什么?諾貝爾和平獎共同獲得者、聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會特約科學(xué)家伍德羅˙克拉克在其專著《綠色工業(yè)革命》一書中有明確定義:綠色工業(yè)革命,就是要通過對能源基礎(chǔ)設(shè)施的改造,帶來一種可持續(xù)的綠色經(jīng)濟(jì)。它以可再生能源開發(fā)利用為基礎(chǔ),通過分布式發(fā)電與綠色智能電網(wǎng)送電相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)人類生產(chǎn)與生活的碳中和,綠色工業(yè)革命對人類社會可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

事實(shí)上,各國早已開始的能源轉(zhuǎn)型,就是綠色工業(yè)革命的一部分。走在美國布魯克林大街上,你會發(fā)現(xiàn),全食超市商店的停車場照明已經(jīng)全部換成可再生能源,車棚上安裝有太陽能電池板,燈柱上裝著風(fēng)力渦輪機(jī),電池儲存的電力足夠使用五天,供陰雨天使用。

前段時間,一則德國實(shí)現(xiàn)可再生能源100%出力的新聞受到廣泛關(guān)注,雖然最后證明是當(dāng)天監(jiān)測數(shù)據(jù)有誤并未達(dá)到100%,但人們無法忽視的事實(shí)是,德國確實(shí)已經(jīng)在可再生能源發(fā)電上實(shí)現(xiàn)高比例替代化石能源。

這種趨勢并非在美國和德國才有,以可再生能源替代化石能源為主要內(nèi)容的能源轉(zhuǎn)型被納入多國能源政策,同樣也是我國能源革命的重要內(nèi)容。

在可再生能源領(lǐng)域,中國的發(fā)展成就不容小覷。中國對于清潔能源技術(shù)給予非常高的期望?!敖衲昕萍紕?chuàng)新大會上,習(xí)近平總書記明確提出,到2020年進(jìn)入創(chuàng)新性國家的行列,到2030年要在創(chuàng)新國家的前列,到2050年要成為世界的科技強(qiáng)國和世界主要的科學(xué)中心?!敝袊萍疾靠稍偕茉磁c新能源國際科技合作計劃辦公室副主任趙剛說,“主要的科學(xué)中心,意味著中國要成為引領(lǐng)科技、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要國家。”

在國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016~2030年)》中,儲能技術(shù)創(chuàng)新被列為重點(diǎn)任務(wù)之一。從歐、美、日實(shí)施的儲能項(xiàng)目和發(fā)展規(guī)劃來看,多個國家均在通過示范項(xiàng)目累計實(shí)際經(jīng)驗(yàn),推動儲能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,并以此為基礎(chǔ)開展儲能經(jīng)濟(jì)性研究,促進(jìn)儲能商業(yè)化和市場化發(fā)展。

儲能應(yīng)用主要集中在可再生能源發(fā)電移峰、分布式能源及微電網(wǎng)、電動汽車充換電等領(lǐng)域,是解決新能源發(fā)電與電力消費(fèi)不同步問題的關(guān)鍵。伴隨新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,儲能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)注重點(diǎn)。

“能源轉(zhuǎn)型背后是什么?就是技術(shù)進(jìn)步。有蒸汽機(jī)才有了煤炭時代,內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)帶來了石油時代,那下一個原動力機(jī)器是什么?就取決于下一代的能源形式是什么?!敝泻S湍茉唇?jīng)濟(jì)研究院原首席能源研究員陳衛(wèi)東的話語頗有些哲學(xué)意味,“一個社會發(fā)達(dá)程度越高,電力在能源消費(fèi)中所占的比重就越高。未來,電力在生活中的比重會提高,能源轉(zhuǎn)型正在發(fā)生,中國也必須跨過能源轉(zhuǎn)型。”可以想見,隨著更多新技術(shù)的涌現(xiàn),將給世界綠色轉(zhuǎn)型帶來更多可能性。

      儲能技術(shù)蘊(yùn)藏巨大價值

學(xué)術(shù)沙龍一開始,克拉克先生帶來的新鮮玩意就吸引了大家的注意力。

一張與A4紙大小和厚度相當(dāng)?shù)奶柲茈姵匕迳?,一小格一小格的太陽能板緊密排列,上端的屏幕上顯示著此時提供的電能數(shù)據(jù)。與平時見到的太陽能電站使用的電池板不同,這種薄膜太陽能電池的柔韌性很好,非常輕便,一張A4紙大小的材料,比紙張重不了多少。

想象一下,如果這種太陽能電池板裝在200棟建筑的屋頂上,裝在整體社區(qū)中,大規(guī)模生產(chǎn)會帶來成本降低的紅利,潛力巨大。不過,人們必須要接受的事實(shí)是——太陽并不是永遠(yuǎn)在工作。必須找到一種方式,將電能儲存起來。儲能技術(shù),就是實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源發(fā)電的一個必要條件,其蘊(yùn)藏的價值就在此。

自誕生以來,人類就在不停尋找儲存的辦法。我們儲存食物,儲存數(shù)據(jù),儲存知識,儲存記憶,對于儲存技術(shù)的癡迷,也不斷推動社會進(jìn)步。電力作為現(xiàn)代社會發(fā)展的助推器,儲存的方式也非常重要。飛輪儲能、空氣儲能,及現(xiàn)在廣泛用在電動汽車上的鋰電池儲能等技術(shù)都處在生長期。

儲能系統(tǒng)對電網(wǎng)來說,并不陌生。“儲能在電力系統(tǒng)應(yīng)用主要在三個方面,”中國電力科學(xué)院首席專家惠東說,“第一個是在發(fā)電側(cè)推動能源結(jié)構(gòu)變化,第二個是使電網(wǎng)從功率型向電量型轉(zhuǎn)移,第三個是滿足用戶對于互動和個性化的需求。”

而想真正讓儲能技術(shù)應(yīng)用到千家萬戶,實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營,并不是一件容易的事情,甚至可能需要很長時間?!拔覀冎v了這么多儲能技術(shù),有一些也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)或半商業(yè)化的運(yùn)用,但仍然存在一個問題,”惠東直言不諱,“經(jīng)濟(jì)技術(shù)性還不夠好?!?

推動儲能發(fā)展,不僅需要技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新,儲能技術(shù)應(yīng)用示范也是重要的環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中,各類技術(shù)將會受到嚴(yán)格的檢驗(yàn),判斷是否具有大規(guī)模生產(chǎn)的可能性,是否有合理的產(chǎn)業(yè)鏈階段,如此,成本降低,安全性提升,才具有商業(yè)化的價值。

“能源安全首先要有一個經(jīng)濟(jì)成本。從經(jīng)濟(jì)成本的角度來講,不可能無限增加投資。那么極限點(diǎn)在哪?實(shí)際上,任何投資是要帶來效益的,應(yīng)該帶來社會整體成本的下降,所以對風(fēng)險評估非常重要。”全球能源安全智庫論壇秘書長劉強(qiáng)一語中的。儲能技術(shù)雖然美妙,但面對實(shí)際投運(yùn),必須更加謹(jǐn)慎。

國網(wǎng)新能源張家口風(fēng)光儲輸示范工程就正在做這樣的事情。它承擔(dān)著新能源技術(shù)示范試驗(yàn)的重要任務(wù),光伏、風(fēng)電、儲能的各項(xiàng)新技術(shù)在這里試驗(yàn)檢測、示范運(yùn)行。目前,張北風(fēng)光儲輸示范項(xiàng)目對比較傳統(tǒng)的鋰電池,全釩液流、鉛酸、鈦酸鋰、超級電容都做了示范運(yùn)行,同時還在研究儲能電池梯次利用和回收、深冷液化儲能等技術(shù)。

國網(wǎng)新能源張家口風(fēng)光儲輸示范電站副總工程師劉漢民舉了一個例子。目前他們的試驗(yàn)結(jié)果表明,現(xiàn)在儲能電站鋰電池一度電6、7毛錢,再過幾年成本可能降到3毛錢,如果說實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行并收回成本,以前想都不敢想,那么現(xiàn)在是看到了曙光?!半S著成本進(jìn)一步降低及儲能政策的提升,也許儲能電站商業(yè)化運(yùn)行的時代很快就會到來。我們?nèi)匀辉谔剿?。”劉漢民說。

未來的技術(shù)風(fēng)口在哪里,目前誰也不敢確定。在陳衛(wèi)東看來,目前突破性的技術(shù)還沒有出現(xiàn),但未來是光明的,大家都滿懷希望?!澳茉醋兏镆欢〞絹?,電力一定會被大規(guī)模、可利用、可接受地儲存起來。因?yàn)槲覀兊馁Y源是不夠的,我們再也經(jīng)不起這樣一種耗費(fèi)巨大能源來支撐生活的方式。電力和能源儲存是我們必須解決的下一代的問題?!?

       電力企業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)行時

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代,電力用戶行為有了深刻變化。根據(jù)埃森哲的調(diào)查報告,消費(fèi)者對能源管理計劃非常感興趣。他們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達(dá)到節(jié)省開支的目的。越來越多用戶追求互動及個性化的需求,這對能源行業(yè)變革提出了新的要求,也帶來了不小的挑戰(zhàn)。

儲能的快速發(fā)展帶來的另一個挑戰(zhàn),也在于此。如果不久的將來,當(dāng)更多的用戶開始要求能源自給自足時,傳統(tǒng)電力行業(yè)集中式的能源供應(yīng),該如何應(yīng)對?

傳統(tǒng)的模式正在受到挑戰(zhàn)。全球電力需求增速正在放緩,能源利用方式創(chuàng)新的速度正在加快,用戶需求的變化越來越多?!皩τ陔娋W(wǎng)公司來講,如果單純考慮降低運(yùn)營成本來提升收入已經(jīng)行不通,必須考慮業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型?!卑I艽笾腥A區(qū)資源事業(yè)部總經(jīng)理鄧赟說,“國家電網(wǎng)公司從兩年前就開始熱議智能電網(wǎng)話題,我覺得是非常正確的選擇?!?

對于電力企業(yè)來講,跟上趨勢,投資儲能非常必要。另一方面,如何根據(jù)用戶需求快速做出調(diào)整,是未來競爭的關(guān)鍵因素。只有主動參與競爭,才能贏得主動權(quán)。

國家電網(wǎng)公司始終保有緊迫感,業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型一直在進(jìn)行:智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā),電動汽車沖換電站和充電樁建設(shè),為新興工業(yè)園區(qū)和工業(yè)用戶提供智能用電服務(wù),建設(shè)智能家居的示范小區(qū),各類智能綜合能源平臺的建設(shè),公司探索的腳步從未停歇,這也為日后參與激烈的市場競爭,打下良好基礎(chǔ)。

僅僅轉(zhuǎn)型發(fā)展,足夠嗎?答案是否定的。

當(dāng)前,清潔轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為全世界共同的話題,任何一個國家,都應(yīng)該義無反顧承擔(dān)起責(zé)任。在能源變革的時代,單打獨(dú)斗絕對行不通,合作才是出路。

趙剛分享了多年來從事能源研究的經(jīng)驗(yàn),他深刻感受到中國新能源產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn),“從事新能源研發(fā)生產(chǎn)的大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)幾十倍的增長,在很多方面中國已經(jīng)進(jìn)入世界前列。”他還提到了中美創(chuàng)新合作的一個里程碑項(xiàng)目——中美清潔能源聯(lián)合研究中心,由雙方政府出資支持新能源研發(fā),專注于電動汽車、煤炭清潔利用和綠色建筑。

促進(jìn)合作,促成合作,在這個能源變革的時代,共同推動清潔發(fā)展,是保護(hù)人類共同生存環(huán)境的必由之路,也是企業(yè)自救、轉(zhuǎn)型發(fā)展的智慧之舉。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略構(gòu)想的提出,是促進(jìn)國際合作大平臺建立的一個典型例子,同時為公司創(chuàng)新發(fā)展提供了肥沃的土壤。由能源互聯(lián)帶動的新能源、儲能、金融、國際合作等方面的討論,已經(jīng)獲得國際社會廣泛關(guān)注,也推動公司不斷進(jìn)步。

“我覺得全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想非常好,建議將其作為一項(xiàng)國際大科學(xué)技術(shù),從大科學(xué)工程、計劃角度組織成立基金,共同資助全世界的科學(xué)家、工程師研究技術(shù)問題。如果技術(shù)獲得突破,全球形成能源互聯(lián)網(wǎng),貢獻(xiàn)會非常大,將促進(jìn)能源革命?!壁w剛說。

能源變革的進(jìn)程只會越來越快,任何一個國家都不可能單獨(dú)完成此次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,只有全球創(chuàng)新合作共同來努力才能實(shí)現(xiàn)。我們期待著,未來的能源系統(tǒng),會更加友好、便捷、清潔,為子孫后代,留下一個天藍(lán)地綠的美麗地球。