新興的能源創新形式——儲能,正在各個能源領域尋找它的價值。電力調頻或許會成為其最有希望的商業化試驗場
未來具有潛力的儲能技術,最有可能在哪個領域率先實現商業化應用?這是技術創新者們近年來一直在思考的問題。
2013年9月16日,北京石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲能電力調頻系統掛網運行,這是中國第一個以提供電網調頻服務為主要目的的兆瓦級儲能系統示范項目。
該項目由北京睿能世紀科技有限公司建設,這家公司成立于2011年,是國內第一家為電網提供儲能系統解決方案的企業,這也是其第一個在國內運行的儲能電力調頻項目。
該項目輔助火電機組對電網提供AGC調頻服務,睿能公司方案總監王澍接受《中國投資》采訪時表示,這是一個商業性的示范項目,主要目的就是驗證儲能在電力調頻領域中的商業價值。
近年來在智能電網和可再生能源發電規模快速發展的帶動下,儲能技術越來越成為多個國家能源科技創新和產業支持的焦點。不過,由于成本高昂,能在商業應用中脫穎而出的儲能技術應用還不多。
王澍表示,該項目瞄準中國巨大的電力調頻服務市場,而通過儲能技術來進行電力調頻,具有常規發電電源所不具備的優勢,他們希望在經濟性上盡快有所突破,讓電力調頻成為儲能技術率先商業化的領域。
什么是儲能技術
電力以光速傳播,自從電力成為重要的能源形式,如何儲存它就成為電力行業的一個課題。
19世紀的鉛酸電池揭開了工業儲能的序幕。進入20世紀后,伴隨著可再生能源的大規模應用,各種新型儲能技術層出不窮,包括電網調峰、調頻及系統備用,可再生能源發電出力平滑,分布式發電和微電網等等,儲能成為解決諸多能源問題的新途徑。
“全球都在尋找壽命更長,功率更大,配置和建設更加靈活的新型電網級別的儲能技術,最新發展起來的儲能技術包括鋰離子電池、飛輪儲能、超級電容、納硫電池、釩液流電池,這些儲能技術在使用壽命和容量的規模化、運行可靠性、系統制造成本等已經獲得了突破,具備了應用的基礎條件”,國家發改委能源所劉堅表示。
盡管如此,大規模的電網級別的儲能應用,目前還存在經濟性上的瓶頸,無法完全實現商業化應用。大規模的電網級別的儲能應用,目前提及較多的是調峰和調頻兩種市場需求。
什么是調峰?由于電力系統中的用電負荷隨著生產和生活的周期性規律發生變化,為了維持中長時間尺度,例如一小時或早中晚的有功功率平衡,需要發電部門相應安排發電機的出力以適應用電負荷的變化,這就叫做調峰。
可再生能源的大規模使用,令電力調峰問題變得突出。以風電為例,在中國的三北地區,風能夜里大、白天小,與電力的負荷趨勢剛好相反,出現了反調峰現象,對電網產生了更高調峰的需求。目前很多地方會采用棄風或者壓低火電負荷的方式,但這會造成不同程度的系統整體發電效率的損失。此外,抽水蓄能儲能技術是較為有效的調峰手段,但是其建設成本高,環境影響大,地質條件高。