为新能源电力消纳出新招

解决新能源消纳问题的核心是利用整个电力系统的灵活性。

未来10年间，我国风能、太阳能发电装机容量有望是当前装机总量的两倍之多。

可再生能源持续规模化发展，也让新能源消纳显得尤为艰难。据了解，今年国家层面新能源利用率目标至今尚未制定，因为套用之前的经验很难再行得通。

目前，为解决消纳难题，在可再生能源发电侧配备储能系统几乎成为一种“强制要求”，但多位专家对记者表示，这种不经济的方式实际上并不是最优方案，促进电力消纳还得想些新点子。

近日，在国家能源局举行的可再生能源发展情况发布会上，国家能源局电力司司长黄学农表示，国家能源局将统筹优化新能源开发布局，大力提升电力系统的灵活调节能力，构建新能源消纳长效机制。

在黄学农看来，“靠天吃饭”的新能源还需构建新型电力系统，电动汽车作为电力系统的储能装置就是不错的选择。

“新能源+储能”成标配

“科技界普遍认为，未来的能源模式是‘可再生能源+储电→智能电网’。当然，若核聚变发电可商业化，则又是一种能源方案。”中国工程院院士、清华大学教授金涌对《中国科学报》说，“未来几年，储电、储热、调峰电厂等储能技术将有巨大发展空间。”

储能作为战略性新兴产业，是增强电力系统供应安全性、灵活性和综合效率的重要环节，也是支撑能源转型的关键技术之一。

根据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会统计，2020年，我国新增投运储能装机容量总计2586.1MW，其中抽水蓄能新增装机容量1800MW，占比为69.5%;电化学储能新增装机容量为785.1MW，占比30.4%，其中电网侧296.4MW，可再生能源发电侧259.4MW，电源侧辅助服务201.5MW，用户侧15.9MW，分布式及微网储能12MW。

在政策层面，2019年以来，各省份及电网公司陆续强制要求发电企业在投资建设光伏、风电等可再生能源项目时，按一定的容量配套建设储能系统(5%~20%之间)。

2020年，多地大力推动在可再生能源发电侧配备储能系统。目前已有18个省份出台了新能源配置储能政策，要求可再生能源发电项目建设时配置储能设备。配建储能成为新能源场站并网或优先调度的前置条件。

业内预计，“新能源+储能”将成为“十四五”期间各省份能源发展的“标配”。不过，多位专家表示，储能确有新能源“稳定器”的作用，但应有多种选择，要发挥其最大价值，探寻合理化、针对性的配置方案。

配建模式须优化

“在可再生能源发电侧配备储能系统，虽然从理论上有助于平抑电力峰谷波动，但此发展模式存在较多问题。”通威集团董事局主席刘汉元告诉《中国科学报》。

刘汉元认为，与集中储能相比，站端小容量储能系统建设成本高、充放电效率较低，客观上推高了可再生能源电价。而且电网系统运行方式与局部消纳能力是实时变化的，在电站建设时统一按一定比例配置分散式储能设施存在无法灵活调整、整体利用率偏低的缺陷。同时，电站与电站之间不平衡出力是常态，在电网系统内可自然形成类似“蓄水池”的缓冲调节能力，在站端强制配置储能系统，浪费了巨大资源。

根据对储能系统的测算，即便采用成本相对便宜的锂电池方案，其平准化成本依然达到约0.44元/千瓦时，部分地区超过了光伏发电平准化度电成本。

“结合储能技术发展趋势，未来政策制定应充分考虑储能在推动可再生能源消纳及提升电网稳定性等方面的正外部性，设计合理的储能价格补偿机制和市场准入机制，持续优化储能发展模式，助力可再生能源高质量发展。”刘汉元说。

今年两会期间，刘汉元曾提出不强制要求可再生能源发电项目配置储能系统的议案，并建议支持发展系统侧集中式储能系统，将抽水蓄能电站、储能基地纳入电力发展规划与统一调度范围，通过招投标等市场化方式确定项目业主，并加快电力辅助服务市场建设，引导鼓励储能以独立辅助服务提供商的角色参与市场交易，发展储能市场化商业模式。

“强制要求配建储能设施有悖《可再生能源法》尽量降低可再生能源成本的初衷。”阳光电源董事长曹仁贤表示，“电网灵活性应成为未来5年解决消纳问题的重要手段。”

“按既定的比例配建储能系统确实有些简单化了。”清华大学能源转型与社会发展中心常务副主任何继江对《中国科学报》说，“新能源发电和储能之间没有什么‘匹配的比例关系’。所有发电站都用一个比例配建不利于解决实际问题。”

实践表明，光伏发电配置储能的效益优于风电，在新能源汇集区配置储能优于在各个新能源场站配置。忽视新能源场站之间差异以及更大范围内电力系统平衡能力，简单要求所有新能源场站加装储能设施，既非必要，也不经济。

“解决消纳问题的核心是怎样利用整个电力系统的灵活性。实际上，大量抽水蓄能电站没有充分发挥作用。”何继江举例说，中午太阳最强时，可以让光伏多发电、水电站少发电，通过智能电网系统平衡电力供需。

何继江认为，当前国内缺乏发掘现有资源灵活性的机制，现有政策对抽水蓄能“不友好”，无论水电、煤电，还是光伏，上网电价都是固定的。

“让水电站中午不发电，不仅没有任何收益，甚至会减少收入，它当然不愿干。”何继江说，“解决消纳问题有多种思路，甚至可以将价格作为一种调节机制，让电力市场去解决问题。企业会根据自己的实际情况选择多配建或少配建。当企业有更多的电力灵活性，才能得到更多经济收益。”

建设新型电力系统

“储能方式有很多，比如给电动车充电就是不错的选择。”金涌说，“光伏、风电有分散发电的特点，电动汽车也可以分散储能。如果我们现有的2.87亿辆汽车都是电动汽车，将其储电能力利用起来，一方面减少了碳排放，另一方面还可以储能调峰。”

有研究认为，通过有序充电、车电互联、电池更换、退役电池储能等方式，电动汽车可作为分布式储能，为电力系统提供可观的灵活性资源，进而提升可再生能源的消纳能力。

车电互联的核心思想是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电;当电网负荷过低时，用来存储电网过剩的发电量。

“新能源一定程度上存在靠天吃饭的特性，而用户用电需要可靠保障，这两方面要想融合、衔接，就需要构建新型电力系统，提供灵活调节能力，更好地消纳新能源。”黄学农说。

国家能源局未来也将采取措施，在发电侧加强火电灵活性改造，包括推动抽水蓄能电站、天然气调峰电站的建设。在电网侧加大基础设施建设，提升资源优化配置能力，特别要发挥大电网资源互济的作用。另外，加快储能规模化发展，推动电力系统全面数字化，构建高效、智慧的调度运行体系。

“通过技术的发展，包括采取经济性措施，完全可以让电动汽车促进系统能力的提升。一辆电动汽车就可能成为电力系统的一个储能装置，如果是成千上万辆，那对电力系统是非常有利的因素。”黄学农建议，“要加快推动充换电基础设施建设，一方面促进新能源汽车发展，另一方面促进新型电力系统建设，一举两得。”