一、电化学储能有多流行?
从一组对比强烈的数字中可以找到答案。中关村储能产业联盟(CNESA)数据显示,截至2020年底,在全球已投运储能的累计装机中,虽然抽水蓄能占的份额最大,为172.5吉瓦(1吉瓦=100万千瓦),但增速极低,同比增长只有0.9%;而全球电化学储能的累计装机规模只有14.2吉瓦,但同比增长高达49.6%。
中国是全球最大的电化学储能市场,2020年首次次超过美国,在全球市场的占有率达到了33%。2015~2020年,中国电化学储能装机复合增长率超过80%,2020年电化学储能的同比增长甚至达到了91.2%。如果说全球电化学储能还只是在高速路上奔跑,中国的电化学储能是在“飞”。
2021年,国家发改委、能源局发布了《关于加快推进新型储能发展的指导意见》,该意见稿聚焦当前储能发展过程中的一些列问题,对我国储能发展做出了整体规划。
此次的意见稿中首次明确,到2025年,新型储能装机规模达到3000千瓦以上,鼓励电化学储能、压缩空气、飞轮、超级电容等储能形式多元化发展。对比前述“十四五”时期的装机规模预期,这也意味着,到2025年,我国新型储能市场规模将比2020年底的3.28GW扩大十倍左右。
二、电化学储能发挥的重要作用
1.促进“3060目标”实现
随着全球各主要国家陆续宣布实现碳中和目标时间节点,太阳能、风能等可再生能源将实现全面发展。但这类可再生能源,受地理环境影响较大,在时空上具有间歇性和分布不均的特点,如直接并网运行将对电网产生较大冲击。而储能系统作为能量存储和转化设备,成为支撑能源革命的关键技术。
“3060目标”是我国新时期高质量发展的关键目标,国家发展改革委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》明确了,到2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上。到2030年,实现新型储能全面市场化发展。新型储能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用,也是打通新型电力系统产业链的关键要素。
2.实现电力供需平衡
可再生能源高比例接入电网后,增加了电网调峰、调频的压力。储能的加入,可以保持电网高效安全运行和电力供需平衡。一方面,在大规模可再生能源发电环节,储能系统有利于削峰填谷,使不稳定电力平滑输出;第二方面储能可替代部分昂贵的调峰机组,实现调峰的功能,提高系统效率。第三方面在输配电环节,储能系统能起到调峰和提高电网性能的作用,可以增强电网的抗冲击能力,提高调解幅度,更好地实现供需平衡。
3.实现电力系统调节
随着大规模可再生能源电站的持续建设,电力系统的负荷波动不断变大,对调节能力的需求也随之增强。有效利用储能系统,一方面,可将风电和光伏发电的电力出力波动由12%~30%降至3%,与火电出力波动无异。另一方面,大规模储能系统可以成为解决风电和光伏发电的并网与消纳问题的钥匙。