作為國內兩個兆瓦級新能源儲能示范項目之一、也是國內最大的儲能示范項目的河北省張北風光儲輸示范項目一期工程，已經安全運行滿百日。從目前的運行情況看，儲能技術能滿足風電和太陽能發(fā)電并網的功能性要求。不過，除了安全性需要繼續(xù)提高外，示范項目透露了儲能產業(yè)化面臨的經濟性難題――如果根據該示范項目測算，我國風電裝機全部配備儲能需要一次性投入近2000億元，將遠遠超過目前我國每年因“棄風”造成的近百億元經濟損失。
業(yè)內人士指出，發(fā)展儲能技術是解決“棄風”現象的重要技術方向之一，但該技術的產業(yè)化尚需時間，政府需要在目前指導性鼓勵政策的基礎上，出臺更為具體的扶植政策。
可滿足并網功能性要求
目前我國風電儲能示范項目達幾十個，但真正上規(guī)模、達兆瓦級的僅僅有南方電網的儲能示范項目與國網的張北項目。其中南方電網的儲能示范項目規(guī)模為10MW，而張北項目規(guī)模達20MW，是國內最大規(guī)模儲能示范項目，集風電、光伏發(fā)電、儲能及輸電工程四位一體。因此，張北項目肩負著為儲能產業(yè)發(fā)展指明方向的重任，被新能源業(yè)內人士寄予厚望。
儲能是電網和新能源領域的關鍵技術，尤其在風電、太陽能發(fā)電安全問題頻發(fā)、棄風現象大量存在的背景下，儲能的應用或將引領行業(yè)革命性變化。
近年來風力發(fā)電、太陽能發(fā)電裝機規(guī)模驟增，新能源雖清潔環(huán)保，但有發(fā)電波動性、隨機性、間歇性等不利特征，與火電相比無法形成穩(wěn)定電量供給，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來新的壓力。出于電網安全的考慮，部分風電場出現風機被迫暫停的“棄風”現象。
國家電網公司能源研究院高級經濟師白建華介紹，2011年風電并網規(guī)模雖進一步加大，但受當地風電消納能力不足和外送通道限制，蒙東、吉林、甘肅、蒙西、黑龍江“棄風”比例較大，估計達到13%-26%。2012年第一批風電項目核準后，預計將出現更嚴重的“棄風”現象，蒙東、黑龍江、吉林、蒙西、新疆、冀北風電場的“棄風”比例可能達到15%-35%。
去年8月國家能源局下發(fā)的“風電和太陽能發(fā)電發(fā)展‘十二五’規(guī)劃”送審稿顯示，到2015年末風電裝機容量將達到1億千瓦，年發(fā)電量達1900億千瓦時，到2020年風電裝機規(guī)模將達到2億千瓦，發(fā)電量達到3800億千瓦時；太陽能的裝機也將迅速增加，到2015年年底太陽能發(fā)電裝機規(guī)模達到1500萬千瓦，2020年裝機達到5000萬千瓦。這意味著，風電和太陽能發(fā)電的裝機還將迅速增加，新能源并網的問題也將越來越突出。
目前，張北風光儲輸示范項目一期工程為100MW的風電和40MW的太陽能配置了20MW的儲能。據國家電網下屬中國電科院電工與新材料研究所高級工程師來小康介紹，示范工程希望通過儲能解決在風電、太陽能發(fā)電并網過程中的四大問題：一是以儲能平緩風電的波動；二是希望通過儲能來矯正風電預測偏差；三是希望利用儲能削峰填谷；四是通過儲能可以調整新能源出力。
來小康透露，20MW的儲能項目現已經投運14MW，從目前的運行情況看，儲能技術能滿足風電和太陽能發(fā)電并網的功能性要求。
業(yè)內人士介紹，在棄風現象尤為嚴重的東北地區(qū)，電網甚至要求風力發(fā)電企業(yè)配備一定比例的儲能。據了解，2010年遼寧、吉林和黑龍江風電出力均低于全國平均水平2047小時，分別為1997、1945和2031小時。東北地區(qū)棄風嚴重的主要原因是，該地區(qū)用電負荷很小，而風電在能源結構的占比很高，部分地區(qū)超過10%。
如果以張北示范項目儲能比例達14%測算，“十二五”末期，1.15億千瓦的風電和太陽能發(fā)電裝機需要配備1600萬千瓦的儲能，到“十三五”末期，2.5億千瓦的風電和太陽能發(fā)電需配備3500萬千瓦的裝機。
一次性巨大投入誰來買單
“張北的儲能示范項目還存在很多問題。”來小康介紹，盡管張北風光儲輸示范項目已經證明儲能可滿足新能源并網的功能性要求，但儲能電池的壽命、安全性以及經濟性方面還存在問題。
尤其是經濟性，這已成為阻礙儲能發(fā)展的重要問題。張北風光儲輸項目一期工程總投資達33億元，其中20MW儲能電池的投資約4億元，如此測算，每MW儲能的總投入為2000萬元。而據來小康介紹，實際儲能工程的投資甚至超過4億元。據悉，張北現投運的14MW的儲能項目均是采用鋰離子電池，國際上采用該技術的儲能項目總成本也約在1130萬元-2500萬元左右。
據業(yè)內人士介紹，20%的儲能可以解決風電并網的大量問題。截至2011年年底，我國有47000MW的風電裝機，如果以20%的比例全部配備儲能則需要安裝9400MW的儲能，即使按照每兆瓦2000萬元的工程成本計算，需要一次性投入1880億元。
不考慮儲能電池的壽命，一次性投入著實巨大。如以鋰離子電池壽命可以長達10年計算，攤薄至每年的投資接近200億元。而據業(yè)內人士介紹，儲能電池的實際壽命多為5年左右。也就是說，要實現不棄風，每年儲能的投入將達近400億元。
這顯然沒有棄風劃算。能源局統(tǒng)計數據顯示，截至2011年底，我國風電裝機容量47000MW，全年平均利用小時數為1903，據此測算，去年累計風電發(fā)電量為890億千瓦時，若以5毛錢一度的上網電價計算，如果棄風高達15%-35%，實際損失約為78.52億元-239.61億元。
儲能如此巨大的投入由誰來買單也是難題。中關村儲能產業(yè)技術聯盟儲能專委會會長俞振華會長介紹，儲能示范項目在國內并不算多。據不完全統(tǒng)計，全國大約有近40個示范項目，而規(guī)模在MW級的除了國網主要投資的張北風光儲輸項目外，就是南方電網投資建設的總容量10MW儲能項目，該項目現已有4MW瓦投運，但是這些儲能項目都僅有示范、探索性，不具備產業(yè)化意義。據來小康介紹，目前張北風光儲輸的項目主要由國網公司投資，科技部和財政部僅僅提供部分科研項目經費和金太陽工程補助。
俞振華認為，儲能技術的應用實際并不是單獨利好電網公司，且儲能投資巨大，因而電網公司并沒有動力大規(guī)模普及儲能。另外，風電、太陽能等新能源不能大規(guī)模并網，主要是新能源本身難調節(jié)、難預測等特性以及其裝機速度遠超電網的發(fā)展速度。俞振華認為，綜合安全性和經濟性來看，現階段棄風仍是最無奈卻最經濟的選擇。
電池技術成熟是產業(yè)化前提
降低儲能成本的關鍵在于破解儲能電池的安全性、循環(huán)壽命等難題。來小康指出，這些技術的突破是儲能實現產業(yè)化的前提，但電池技術的成熟恐怕還需要多年，悲觀看可能超過十年。
儲能電池技術種類繁多，據不完全統(tǒng)計，儲能根據不同領域需要已有12種不同的技術路線。據了解，張北20MW的儲能示范項目中除了采用14兆瓦的鋰離子電池技術，還有2MW的液流電池系統(tǒng)，而剩余4MW的儲能采用哪種電池技術，目前國網尚未有定論。據悉，4MW的儲能原本留給日本的鈉硫電池技術，該技術占全球儲能應用項目的65%以上。但據楊欲生介紹，鈉硫電池雖具有高比能量、轉換率高、壽命較長的優(yōu)點，但也不安全，采用鈉硫電池技術的日本儲能電站2011年曾兩次失火。
“采用哪種儲能技術并不是關鍵。”來小康認為，張北的儲能示范項目旨在為儲能企業(yè)提供未來發(fā)展方向，即高安全、長壽命。
國內目前從事儲能的相關企業(yè)并不多。據俞振華介紹，與儲能相關的企業(yè)包括各種電池廠商、控制逆變廠商、應用解決方案提供方、工程實施企業(yè)等，目前鉛酸電池廠商、鋰電池廠商、控制逆變廠商以及一些關鍵材料廠商相對較成熟，除此之外其他的儲能技術還沒有形成規(guī)模。
由于缺乏核心原材料研發(fā)技術，國內的電池企業(yè)主要處于來料加工階段。據從事鋰電的業(yè)內人士透露，由于國內儲能沒有形成規(guī)模，國內電池企業(yè)在采購上游原材料時無法形成議價能力，因而電池核心原材料價格比國外同行高出很多，最后只能通過采購國產化配件來降低儲能系統(tǒng)的售價。
來小康認為，國內的電池企業(yè)大多從貼牌生產做起，即便儲能規(guī)模上升也很難真正獲益。要打開下游空間、提升議價能力，需要沿著高安全、長壽命、低成本的方向加大研發(fā)投入，而不是建更多的產品生產線。當前全球儲能產業(yè)才剛剛起步，國內企業(yè)現階段介入并不晚。
