鉅大LARGE | 點擊量：528次 | 2021年11月15日
電池儲能發(fā)展之路探析
2017年儲能政策不斷迎政策利好，與此同時，電動汽車市場的強力需求拉低了動力鋰離子電池價格，但即便如此，我國電池儲能市場仍未見大的起色。
縱觀全球電池儲能市場，英國繼續(xù)保持旺盛發(fā)展勢頭，領(lǐng)跑全球；美國、澳洲、韓國都有百兆瓦級儲能項目落地；歐洲、日本、印度、中東等地區(qū)各種商業(yè)儲能示范項目紛紛亮相。
有關(guān)電池儲能，筆者想談幾點看法：
一、電池儲能地位
從外部來看，我國是一個能源進口大國，60%的一次能源依賴進口，這給能源安全戰(zhàn)略帶來很大風險；從內(nèi)部來看，我國電源結(jié)構(gòu)體系中，煤電消耗占比60%以上（2016年以前），改善能源結(jié)構(gòu)，積極發(fā)展新能源和清潔綠色能源無疑成當務之急。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
風能和太陽能是新能源發(fā)電的絕對主力，但均具有波動大、難預測等特點，而電池儲能具有調(diào)度響應快、配置靈活、控制精準、環(huán)境友好等特點，成為新能源發(fā)電的最佳搭檔，這已是行業(yè)共識并得到了國家相關(guān)部門認可。
雖然燃氣發(fā)電和抽水蓄能電站也能完成一部分新能源調(diào)峰工作，但平滑輸出和調(diào)頻效果遠不及電池儲能。集中在同一個地方的風電與光伏發(fā)電雖然可自然平衡一部分輸出波動（如風光互補效應），不過既無風又無光的時刻也會時有發(fā)生，因此配套一定規(guī)模的電池儲能電站是新能源電站實現(xiàn)跟蹤計劃發(fā)電的最終選擇。
據(jù)國家權(quán)威部門預測，到2030年，我國風光發(fā)電裝機容量將達到8.33億千瓦。假設按2%的比例來配套儲能，新能源發(fā)電配套用儲能裝機將至少達到1600萬千瓦。
與新能源發(fā)電配套的儲能電站有多種存在形式，光儲一體、風儲一體、風光儲一體等，從使用效果、利用效率、調(diào)度方便和商業(yè)模式等幾方面綜合考量，筆者認為百兆瓦以上規(guī)模的獨立儲能電站將占主流位置。
二、電池儲能價值
電池儲能既有經(jīng)濟價值，更加有社會價值（經(jīng)濟價值以外的各種價值），從某些角度來看，其社會價值遠超過其經(jīng)濟價值，比如其價值、電力安全價值、能源戰(zhàn)略價值等。僅從經(jīng)濟價值來說，重要看其規(guī)模大小和使用場合，如充電寶只能解決一兩個手機用戶一天的移動使用問題；家庭儲能或備電應急儲能電源，只能解決一家一戶的部分用電或臨時停電問題；用戶側(cè)儲能通常只考慮利用峰谷電價差削峰填谷以及需求側(cè)響應等問題。
上述列舉的幾種儲能應用的經(jīng)濟回報期都比較長或者沒有，甚至還存在一定的投資風險（比如用戶側(cè)儲能就有可能因為峰谷差價變小而延長預估回報期）。
相比之下，大規(guī)模儲能（100MWh以上）因響應速度快和控制精準以及具有雙向調(diào)節(jié)等特性，如能被電網(wǎng)調(diào)度使用在調(diào)頻調(diào)峰等電網(wǎng)安全策略領(lǐng)域，社會價值巨大，同時回報也豐厚（重要是調(diào)頻服務費、容量服務費等），然而前提是要有開放的電力市場（包括電力輔助服務市場）。
三、未來電池儲能的主戰(zhàn)場
盡管新能源微電網(wǎng)、分布式光伏發(fā)電以及用戶側(cè)調(diào)峰（削峰填谷）都會用到儲能技術(shù)，筆者認為電池儲能大規(guī)模應用領(lǐng)域?qū)⑹请娋W(wǎng)側(cè)輸配電等方面。百兆瓦以上規(guī)模的、獨立的、可被電網(wǎng)直接調(diào)度的電池儲能電站，不僅可以保證電網(wǎng)的供電安全，還可以提高局部地區(qū)電能質(zhì)量，電池儲能甚至還將顛覆傳統(tǒng)的電網(wǎng)設計理念和設計規(guī)則，提高設備利用率，減少資源浪費，延緩增容建設周期。
隨著未來電力市場的逐步放開，電力現(xiàn)貨交易和電力輔助服務市場必將催生大批儲能電站的誕生。
四、大規(guī)模電池儲能應用的重要壁壘
近兩年在一些會議上經(jīng)常會聽到一些如“儲能技術(shù)不過關(guān)”、“電池成本太高”等言論，這與我們現(xiàn)有對儲能的認知相去甚遠。
從機理上來講，電池儲能技術(shù)與電動汽車技術(shù)同宗同源。以比亞迪電動汽車和電池儲能為例，使用的是同樣的動力鋰離子電池，電池管理系統(tǒng)（BMS）和換流系統(tǒng)（PCS）也基本采用同樣的技術(shù)和產(chǎn)品，一部電動汽車就是一個小型移動儲能電站。一個有目共睹的事實是，近幾年我們國家電動汽車市場發(fā)展迅速，很多成熟技術(shù)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。
由于電動汽車市場規(guī)模迅速增大，動力鋰離子電池價格也在逐年下降。預計2018年儲能用磷酸鐵鋰離子電池電芯價格將達到每瓦時1元水平。按此價格計算，2小時磷酸鐵鋰離子電池儲能電站的整體造價已經(jīng)降到抽水蓄能電站的1/2以下水平（目前抽蓄電站千瓦造價約6000元）。在標準工況（室溫25±5攝氏度，充放電倍率0.5C，95%DOD）下，磷酸鐵鋰離子電池的循環(huán)壽命可達8000次以上（70%以上剩余容量）。按此計算，2小時磷酸鐵鋰系統(tǒng)的度電成本約為0.25元，與火電成本相當。
以上計算僅是衡量電池儲能經(jīng)濟價值的參考方法之一。儲能價值體現(xiàn)在，盡管電池儲能系統(tǒng)本身并不能發(fā)電，但是在電網(wǎng)的發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié)中，電池儲能意義重大，要逐步認識、不斷發(fā)現(xiàn)。
根據(jù)儲能聯(lián)盟全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計，截至2017年第三季度，全球已投運電化學儲能項目累計裝機規(guī)模達2244.4MW。就此來看，筆者認為影響我國電池儲能市場發(fā)展的重要原因不在于技術(shù)和成本，而在于電網(wǎng)觀念的轉(zhuǎn)變、電力市場的開放程度以及國家的扶持政策等方面。
可喜的是，國內(nèi)正在逐步開放電力市場，一種可能的情況是在華南和華東兩個經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)（或許還有西北地區(qū)）先行試點，逐步開放電力現(xiàn)貨市場和電力輔助服務市場。此外，售電市場也將同步開放，未來的3-5年內(nèi)，我國開放的電力市場值得期待。
近期國家能源局公布的《完善電力輔助服務補償（市場）機制工作方法》，無疑是電池儲能行業(yè)的政策利好消息，雖然距離落地執(zhí)行還有一段距離，但我國已走在全球最大電池儲能市場的征途中。
（作者系比亞迪電力科學研究院總工程師）
