最近關(guān)于儲(chǔ)能能否解決棄風(fēng)棄光問題有些爭(zhēng)論，有觀點(diǎn)認(rèn)為目前的棄風(fēng)棄光是市場(chǎng)機(jī)制造成的，儲(chǔ)能解決不了市場(chǎng)機(jī)制問題，自然也解決不了棄風(fēng)棄光問題，所以現(xiàn)階段的儲(chǔ)能設(shè)備大多是“賠錢掙吆喝的樣子貨”。對(duì)此觀點(diǎn)，我認(rèn)為值得商榷。

　　不可否認(rèn)，我國西部棄風(fēng)棄光的主因是利益和體制的問題，但也存在西部可再生能源滲透率已經(jīng)比較高的現(xiàn)實(shí)問題。市場(chǎng)機(jī)制和光伏、風(fēng)電的出力特性造成了棄風(fēng)棄光的現(xiàn)狀。誠如上述觀點(diǎn)里提到的，機(jī)制改革刻不容緩，但我認(rèn)為從技術(shù)上解決棄風(fēng)棄光問題的摸索也不能止步。

　　接下來，我將從三個(gè)方面論述現(xiàn)階段發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的必要性。

　　儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)可再生能源高比例接入電網(wǎng)的必要手段

　　眾所周知，我國政府承諾2030年左右碳排放達(dá)到峰值，煤電占比逐步下降，可再生能源將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，并大量接入到電網(wǎng)。但可再生能源發(fā)電具有的波動(dòng)性、間歇性與隨機(jī)性會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來挑戰(zhàn)。

　　同時(shí)，可再生能源發(fā)電的特性也制約了自身發(fā)展的速度。例如西部地區(qū)，由于單純投資可再生能源項(xiàng)目開發(fā)，預(yù)計(jì)三年內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)新能源電力嚴(yán)重過剩、但電量供應(yīng)嚴(yán)重不足的局面。所以出現(xiàn)了當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)常規(guī)火力發(fā)電來維持電量需求平衡的現(xiàn)象。

　　如果發(fā)電側(cè)加入儲(chǔ)能設(shè)備則可以完美解決上述問題。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能可以對(duì)自然能源出力進(jìn)行平滑甚至搬移，采用虛擬同步發(fā)電技術(shù)讓光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特性接近火力發(fā)電等同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的手段。比如我國青海、甘肅、新疆等地，夜間送出白天儲(chǔ)存的太陽能電力，錯(cuò)峰送出風(fēng)電，可大幅度平滑西部可再生能源出力，降低電網(wǎng)峰值容量投資，增加電網(wǎng)可調(diào)度性。此外，發(fā)電側(cè)安裝儲(chǔ)能也可以參與電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰、替代旋轉(zhuǎn)備用容量等輔助服務(wù)，無需建設(shè)常規(guī)能源就可以解決電網(wǎng)安全問題，使新能源走上健康發(fā)展的道路。而且，從目前的示范項(xiàng)目看，無論是電能質(zhì)量還是響應(yīng)速度，儲(chǔ)能調(diào)頻遠(yuǎn)比常規(guī)旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)越。

　　2016年開始，陽光電源聯(lián)合江蘇愛康、新疆特變等企業(yè)在發(fā)電側(cè)安裝的幾套儲(chǔ)能平滑系統(tǒng)，目前運(yùn)行良好。再看看美國和日本，在大量新開發(fā)的光伏發(fā)電項(xiàng)目里配置10%-30%功率、1-3小時(shí)的儲(chǔ)能電池的做法越來越普遍，尤其是美國，通過加裝儲(chǔ)能，可以延緩基礎(chǔ)電網(wǎng)的投資，甚至減少此類投資，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益顯著。光儲(chǔ)混合、風(fēng)儲(chǔ)混合將會(huì)是未來標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。

　　儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性在持續(xù)的示范與應(yīng)用中得到快速提高

　　據(jù)測(cè)算，未來兩三年內(nèi)，我國儲(chǔ)能設(shè)備安裝量或?qū)?shí)現(xiàn)七到十倍的增長(zhǎng)，大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展蓄勢(shì)待發(fā)。而德國、日本、澳大利亞這些電價(jià)高的國家，儲(chǔ)能已接近具備經(jīng)濟(jì)性，隨著儲(chǔ)能設(shè)備成本的進(jìn)一步降低，很快將具備投資價(jià)值。

　　事實(shí)上，我國儲(chǔ)能技術(shù)已獲得了巨大的突破。國內(nèi)鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、鈉硫電池、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能、超級(jí)電容等主流儲(chǔ)能技術(shù)的成本已經(jīng)有了大幅降低。

　　不可否認(rèn)，目前儲(chǔ)能成本偏高，而且由于還沒有形成規(guī)模效應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)成本也很難降下來，但我們必須以發(fā)展的眼光來看儲(chǔ)能。新興技術(shù)的發(fā)展是都在持續(xù)的示范與應(yīng)用中逐步提高的，比如前幾年國家出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)電和光伏，如今風(fēng)電已基本實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)，光伏度電成本也大幅下跌，其中組件的價(jià)格從10年前的30元/瓦，降到了現(xiàn)在3元/瓦。

　　因此，建議國家減緩可再生能源補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)的速度，并要求建設(shè)電站時(shí)增加儲(chǔ)能設(shè)備。就像當(dāng)初培育風(fēng)電和光伏市場(chǎng)一樣，用五年時(shí)間來培育儲(chǔ)能市場(chǎng)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格在3元多每瓦時(shí)，如果10年內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本降到1元每瓦時(shí)，業(yè)內(nèi)完全能夠接受。

　　儲(chǔ)能是我們理解未來能源結(jié)構(gòu)、搶占先進(jìn)能源管理至高點(diǎn)的關(guān)鍵所在

　　人類使用能源會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段：過去的化石能源、現(xiàn)在的化石能源與清潔能源并存、以及未來的純可再生能源。作為推動(dòng)未來能源發(fā)展的前瞻性技術(shù)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在新能源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)、家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)、電網(wǎng)支撐服務(wù)等方面都將發(fā)揮巨大作用。

　　未來具有間隙性出力特征的可再生能源電站，必須具備一定的平滑能力，而且需要有一定時(shí)間常數(shù)的備用容量，儲(chǔ)能大規(guī)模應(yīng)用可以平滑光伏和風(fēng)力發(fā)電出力，大幅度提高電網(wǎng)調(diào)度的靈活性和平穩(wěn)度，使得人類100%使用可再生能源成為可能。

　　正因如此，國家從《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》，到《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》，都致力于從頂層設(shè)計(jì)，從多能互補(bǔ)、微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程等方面進(jìn)一步推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用及成本下降。

　　讓人遺憾的是，青海省出臺(tái)的可再生能源發(fā)電配比10%儲(chǔ)能裝備的好政策引來質(zhì)疑，我們?cè)诮o當(dāng)?shù)卣母母镞M(jìn)取精神點(diǎn)贊的同時(shí)，也呼吁大家，要認(rèn)清我們的當(dāng)務(wù)之急是培育市場(chǎng)、啟動(dòng)市場(chǎng)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈的銜接與整合，努力降低成本，給新生事物成長(zhǎng)騰挪一些空間，而不是質(zhì)疑、爭(zhēng)論，延誤時(shí)機(jī)。

　　綜上所述，無論從現(xiàn)在還是長(zhǎng)遠(yuǎn)看，儲(chǔ)能都是解決間隙能源穩(wěn)定出力的最終出路，是可再生能源大規(guī)模健康發(fā)展的最佳解決方案。它的效益不僅體現(xiàn)在存儲(chǔ)電量上，而且能夠平滑電力資產(chǎn)，打破傳統(tǒng)電網(wǎng)主架構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)徹底的能源生產(chǎn)和消費(fèi)的變革。（作者系陽光電源股份有限公司董事長(zhǎng)）

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　　今年初，國家能源局正式公布了首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程名單，共安排23個(gè)項(xiàng)目。示范工程只是起步，據(jù)行業(yè)估算，多能互補(bǔ)集成優(yōu)化市場(chǎng)空間將達(dá)萬億以上。多能互補(bǔ)集成優(yōu)化工程作為能源行業(yè)的新業(yè)態(tài)，國內(nèi)尚無成熟的建設(shè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，讓我們看看國外是如何探索多能互補(bǔ)道路的。

　　德國創(chuàng)新風(fēng)電制氫多能互補(bǔ)模式為解決新能源波動(dòng)性帶來了曙光

　　我國目前已經(jīng)成為了世界風(fēng)電裝機(jī)容量第一的可再生能源大國，但是這些清潔能源的利用率一直低下，全國的棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象十分嚴(yán)重，新能源企業(yè)最高限電高達(dá)79%。根據(jù)中國儲(chǔ)能網(wǎng)的報(bào)告，2016年我國僅國網(wǎng)地區(qū)的棄風(fēng)棄光電量就達(dá)到了465億千瓦時(shí)，直接經(jīng)濟(jì)損失超過100億元人民幣。從分布上看，新能源開發(fā)主要集中在“三北”地區(qū)，風(fēng)電、光電裝機(jī)容量分別占全國的77%和41%，規(guī)模大、當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)空間卻有限，難以就地消納。從輸送能力上看，“三北”地區(qū)跨省區(qū)輸電能力僅有新能源裝機(jī)總量的22%，電力市場(chǎng)的建設(shè)也仍處于起步階段，難以適應(yīng)新能源大規(guī)模交易、外送的需要。

　　反觀另一個(gè)新能源發(fā)展大國德國，2016年可再生能源發(fā)電量占比已經(jīng)超過了32%，在某些日子里可再生能源甚至能夠覆蓋約90%的電力消耗。在如此高的可再生能源比例下，整個(gè)電力系統(tǒng)的靈活性也亟待提高。根據(jù)德國聯(lián)邦環(huán)境部的分析，為了消納電網(wǎng)越來越多的波動(dòng)性，需要提高以下四個(gè)領(lǐng)域的靈活性：

不同可再生能源比例下的關(guān)鍵靈活性技術(shù)來源：BMU

　　其中儲(chǔ)能無疑是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵，為了實(shí)現(xiàn)100%利用可再生能源這個(gè)目標(biāo)，德國通過研究也發(fā)現(xiàn)了不同可再生能源份額下的關(guān)鍵儲(chǔ)能技術(shù)。眾所周知，可再生能源的比例越高，再往上提升的難度就越大，其中最難以實(shí)現(xiàn)，最關(guān)鍵的是電轉(zhuǎn)氣技術(shù)。這項(xiàng)前沿的技術(shù)在很多國家都還面臨著許多技術(shù)瓶頸、應(yīng)用困境和盈利問題。但是在德國，2013年就已經(jīng)建成了第一個(gè)商業(yè)化的風(fēng)電制氫多能互補(bǔ)項(xiàng)目——h2-herten。

　

德國黑爾滕市風(fēng)電制氫多能互補(bǔ)項(xiàng)目來源：h2herten

　　以上就是這個(gè)項(xiàng)目的其中一個(gè)氫能應(yīng)用點(diǎn)的照片，這是一個(gè)以氫氣為主要媒介的多能互補(bǔ)系統(tǒng)，附近1.2公里外的風(fēng)電場(chǎng)每天能夠供應(yīng)該地3000平方米辦公室和科研場(chǎng)所的用能需求，以及本地氫燃料汽車和公交車的運(yùn)行。

　　照片的背景中可以清晰地看到一個(gè)煤礦的舊址，這個(gè)名為Ewald的煤礦歷史上曾經(jīng)一度為歐洲最大的煤礦，周圍生活著6萬居民。這個(gè)地區(qū)曾因?yàn)槊禾抠Y源豐富而興起，也因?yàn)槊弘姷臎]落而失去榮光。這個(gè)項(xiàng)目讓該地區(qū)重新煥發(fā)了活力，不僅能夠享受到便宜清潔的能源，還因?yàn)檫@個(gè)試點(diǎn)而得到了全世界的關(guān)注。

　　為了讓靠天吃飯的風(fēng)電能夠滿足地區(qū)供電的可靠性要求，該項(xiàng)目的核心為將多余的風(fēng)電用于電解生產(chǎn)氫氣，氫氣能夠很好地被儲(chǔ)存起來，在缺電的時(shí)候通過燃料電池重新轉(zhuǎn)化為電力。這個(gè)流程被定義為：以氫能為基礎(chǔ)的能源補(bǔ)充系統(tǒng)（HECS），其基礎(chǔ)框架如下：

　　這個(gè)項(xiàng)目的HECS設(shè)備能夠提供每年250兆瓦時(shí)的電力和將近6500千克的氫氣。一部分氫氣通過燃料電池為附近的一個(gè)辦公建筑提供足夠的電力，這棟建筑中午的峰值負(fù)荷能夠達(dá)到50KW，全年用電量在250兆瓦左右。為了能夠制定出最優(yōu)的風(fēng)電充放電策略，該系統(tǒng)配備了一套風(fēng)力發(fā)電預(yù)測(cè)系統(tǒng)和負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)，一個(gè)通過該系統(tǒng)計(jì)算出的6天風(fēng)電發(fā)電功率和負(fù)荷的如下：

　　如果不加任何的儲(chǔ)能系統(tǒng)，多余的風(fēng)電都要被放棄掉，在無風(fēng)或者少風(fēng)的時(shí)候甚至?xí)粘扇彪姷默F(xiàn)象，正午在用電高峰的時(shí)候風(fēng)電功率反而較低，以上6天在不加HECS系統(tǒng)情況下的情況如下圖：

　　在整合了HECS系統(tǒng)后，通過一個(gè)優(yōu)化系統(tǒng)，風(fēng)電就能夠保證實(shí)時(shí)的電力供應(yīng)。燃料電池的反應(yīng)速度能夠滿足系統(tǒng)的需求，也保證了供電的可靠性。下圖為真實(shí)運(yùn)行中的情況：

　　可見在風(fēng)電不足的時(shí)候，HECS系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)滿足負(fù)荷需求。該項(xiàng)目在2013年5月29日開始運(yùn)行，至今運(yùn)行良好，盡管這個(gè)系統(tǒng)連接了大電網(wǎng)保障這棟辦公建筑的電力在極端情況下的電力供應(yīng)，至今也幾乎沒有使用過大電網(wǎng)的電力。

　　這個(gè)項(xiàng)目充分證明了，微電網(wǎng)內(nèi)部通過整合氫能轉(zhuǎn)化設(shè)備后自給自足的可能性，多能互補(bǔ)的核心在于通過其他能源形式彌補(bǔ)電力不可大規(guī)模儲(chǔ)存的缺點(diǎn)，又通過電力的靈活性和便于傳輸?shù)奶匦耘c其他能源形成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在未來的能源系統(tǒng)中，我們將會(huì)看到更多不同的能源網(wǎng)絡(luò)交織在一起，這個(gè)堅(jiān)強(qiáng)而靈活的能源網(wǎng)才是解決可再生能源高比例應(yīng)用的關(guān)鍵。