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清華大學慈松:“電池Uber”將降低電池成本 催生儲能系統(tǒng)共享模式

作者:慈松 來源:能見App 發(fā)布時間:2017-10-19 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:源互聯(lián)網(wǎng)是一種將互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)。能源互聯(lián)網(wǎng)通過信息物理深度融合技術重新定義傳統(tǒng)相對獨立的不同類型能源系統(tǒng)邊界,構成以電力系統(tǒng)為核心的新型綜合能源供給利用體系,進而有效解決大量雙向電源接入,負荷的多樣性/隨機性/突發(fā)性,能源資產(chǎn)閑置和能源投資利用率不高、電能替代過程中的電能質(zhì)量、分布式可再生能源波動性等核心行業(yè)問題,徹底改變我國能源生產(chǎn)和消費模式,實現(xiàn)能源清潔高效、安全便捷和可持續(xù)利用,從根本上保障我國能源安全。

儲能可以實現(xiàn)發(fā)電曲線與負荷曲線間的快速動態(tài)匹配,因此具有平抑波動、匹配供需、削峰填谷、提高供電質(zhì)量的功能,是在能源互聯(lián)網(wǎng)的核心裝置。2016年國家發(fā)改委、能源局、工信部聯(lián)合發(fā)布了《關于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))發(fā)展的指導意見》 (發(fā)改能源[2016]392 號,簡稱“指導意見”)中多處提及推動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并對儲能產(chǎn)業(yè)進行了新的定義,提出了集中式和分布式儲能應用,賦予了能源更豐富的應用方式。此外,電力儲能可以通過電能的線上線下互動交易構建電能的批發(fā)和現(xiàn)貨市場,夯實“互聯(lián)網(wǎng)+售電”的能源互聯(lián)網(wǎng)裝備基礎,從而有力支撐了《中共中央國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)〔2015〕9號)和發(fā)改委《關于推進售電側(cè)改革的實施意見》的貫徹執(zhí)行。

然而我們需要看到的是,盡管近年來儲能介質(zhì)技術發(fā)展突飛猛進,行業(yè)應用和裝機規(guī)模呈現(xiàn)出幾何級數(shù)的增長,儲能領域依然存在著政策標準缺失,單位系統(tǒng)成本高,信息化水平低,用戶體驗差,缺乏可復制的商業(yè)模式等一系列問題,嚴重阻礙了儲能作為一個新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。2017年10月11日,國家發(fā)改委、財政部、科技部、工信部、能源局聯(lián)合發(fā)布《關于促進儲能產(chǎn)業(yè)與技術發(fā)展的指導意見》。指導意見是我國大規(guī)模儲能技術及應用發(fā)展的首個指導性政策。

指導意見的編制工作自2016年初啟動,歷時一年半多時間,由國家能源局科技司牽頭,電力司、新能源司、市場監(jiān)管司參加的起草工作小組和20位專家組成的專家咨詢組,委托中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟牽頭,中科院工程熱物理所、中科院物理所、中國電科院、清華大學等具體負責相關研究工作。歷經(jīng)前期課題研究、指導意見編寫、修改完善、征求意見等各個階段至2017年5月形成送審稿、9月份五部委聯(lián)合簽發(fā)。《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》的發(fā)布為解決這些問題提供了一系列很好的思路和方法,其中最為重要的一點就是提高儲能系統(tǒng)的信息化管控水平,構建儲能共建共享的新業(yè)態(tài),支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

從技術發(fā)展斷代上看,現(xiàn)有儲能系統(tǒng)本質(zhì)上是模擬系統(tǒng),其核心特征為儲能系統(tǒng)中的能量流是模擬連續(xù)的,并且儲能系統(tǒng)中模擬能量流和數(shù)字信息流是在不同時空尺度上相互獨立存在和運行的,缺乏能量流與信息流的在相同尺度上的深度融合。以目前發(fā)展速度最為迅猛的電池儲能系統(tǒng)為例,電池儲能系統(tǒng)中的連續(xù)能量流通過固定串并聯(lián)能量回路,而電池管理系統(tǒng)則是疊加在固定串并聯(lián)能量回路上的數(shù)字系統(tǒng),形成能量和信息處理不匹配的“兩張皮”問題。由于缺乏能量流和信息流在相同時空尺度上的互動和管控,電池儲能系統(tǒng)會出現(xiàn)“短板效應”,進而極大影響了電池儲能系統(tǒng)的性能,突出問題為用戶體驗到的系統(tǒng)循環(huán)壽命遠低于單體電芯的循環(huán)壽命,單位電量轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)成本過高,無法形成不依賴于補貼的電池儲能商業(yè)模式。

因此,如同其他行業(yè)中,模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)的演進的路徑一樣,儲能系統(tǒng)向數(shù)字時代邁進的趨勢是不可避免的。通過能量信息化技術促進儲能系統(tǒng)技術與信息技術的深度融合,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的數(shù)字化和軟件定義化,進而與云計算和大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)技術的緊密融合,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)化管控,提高儲能系統(tǒng)運維的自動化程度和儲能資源的利用效率,充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的多元化作用。

此外,儲能系統(tǒng)的數(shù)字化和軟件定義化還可以盤活利用碎片化閑置儲能資源,構建基于能源互聯(lián)網(wǎng)的共建共享的儲能商業(yè)新模式。例如,目前用戶側(cè)存在數(shù)億kWh的分散閑置電池儲能資源,如電動汽車動力電池、通訊基站電池、各種不間斷電源(UPS)電池、梯次利用電池等。通過采用電池能量交換系統(tǒng)和電池能量管控云平臺等能源互聯(lián)網(wǎng)的核心裝備,我們可以將海量的碎片化閑置電池儲能資源盤活為電網(wǎng)可以調(diào)度利用的大規(guī)模分布式儲能系統(tǒng),實現(xiàn)基于“虛擬電廠”的配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)。通過“電池Uber”形態(tài)的電池資產(chǎn)的細粒度復用和共用,極大降低了電池儲能系統(tǒng)的單位成本和運維成本,催生出共享經(jīng)濟趨勢下的電池儲能系統(tǒng)的共享商業(yè)模式,有力支撐了儲能系統(tǒng)的推廣應用和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

作者慈松,清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院主任研究員。

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關鍵字:儲能系統(tǒng)

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