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全球电力储能发展现状分析
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储能系统在全世界电力系统中所处的位置越来越重要。各方预测显示,到2030年,全世界储能装机有望增至现在的3倍。储能增长的动力主要来自于可再生能源的推广和对电力系统要求的提升。目前,在全球储能结构中占据绝对领先地位的还是抽水蓄能电站,但专家预计,长期来看,其他类型的储能占比将出现增长。如今世界各国都在积极鼓励发展储能市场,最近几年间新储能项目及其装机总和有望增加数倍。

过去十年全球储能装机增长70%

储能的主要作用是通过发电站和其他电力能源基础设施的负荷峰谷调节来优化电力生产。应用储能设施可以在确保电力系统稳定性的同时减少备用发电设备的使用,并在一定的条件下减少发电成本。美国能源部的数据显示,1997~2017年间,全世界储能系统装机增长了70%,几乎达到170吉瓦。

储能装机较大的国家有中国(占全球储能装机的19%)、日本(17%)、美国(14%)和一些欧洲国家(西班牙、意大利、德国等)。尽管储能系统多种多样,但抽水蓄能电站在储能总装机中一枝独秀,占比高达96%。大部分抽水蓄能电站和水电站、核电站一起结合应用,在很多国家都有推广。受到现有技术和经济性的限制,其他类型的储能(电化学蓄电池、压缩空气系统、热储能器等)普及程度较小。与此同时,由于具体条件不同,储能目的各有差异,储能方式的选择还取决于对发电装机、储能时长、单位成本、效率、使用年限、充电次数、占地面积、环境影响等诸多方面的要求。

随着应用储能系统重要性的日益增长,世界各国纷纷出台储能激励措施,并为市场发展扫除障碍,具体包括:支持储能技术的发展,制定相关规范和标准以及建立和完善涉及储能的法律法规等,如欧美部分国家已开始积极完善能源领域立法等。

电池储能将发挥重要作用

预计可再生能源发电(具有出力不稳定的特征,如太阳能发电和风力发电)、分布式电源、智能电网和电动汽车市场的发展将带动全球储能市场的进一步增长。同时专家认为,虽然现在还有很多抽水蓄能电站的大型规划项目(如在中国),但长期来看,在储能装机结构中,抽蓄电站占比将呈现减小的趋势。国际可再生能源署(IRENA)在其展望报告《电力储存与可再生能源:2030年的成本与市场》的基本预测情景中提出,到2030年,全球储能装机将在2017年基础上增长42%~68%,如果可再生能源增长强劲,那么储能装机增长幅度将达到155%~227%。届时,可再生能源(不含大型水电站)在全球终端能源消费中的占比将提高一倍,达到21%。根据所有不同的预测情景,抽水蓄能装机增长幅度约为40%~50%不等,至于其在全球储能装机结构中的占比,还取决于其他类型储能技术的发展情况,预计将处于45%~83%的范围区间。

电池储能将在改变储能装机结构中发挥重要作用。IRENA预计,到2030年,储能电池成本将降低50%~70%,同时无严重损耗下的使用期限和充电次数将明显提升。虽然无论是IRENA还是IEA都不认为电池储能器(主要是工业储能装置)会在短时间内大规模地取代电力系统现有的调峰力量,尤其是天然气发电站,但是电池在电力系统调频方面具有优势,并且各种规模的电池都可以实现相对较为快速的生产和建设。此外,电池生产技术的发展还直接决定了电动汽车的发展前景,可以在尖峰负荷时段的电力能源系统中起到电源的作用。

综上所述,储能器是未来电力能源系统重要的组成部分。储能技术的快速发展将给能源系统带来显著变化。当然,这在一定程度上会对化石燃料需求造成消极影响,毕竟,储能将越来越多地取代火电,在电力能源系统中发挥强大的电源调节能力。

俄罗斯储能市场现状分析

和全世界的整体情况相似,俄罗斯的储能市场也是以抽水蓄能为主。目前其国内在运的有大型的扎戈尔斯克-1号抽水蓄能电站,装机容量1.2吉瓦,年抽水电量26亿千瓦时,以及非大型的泽连丘克抽水蓄能电站(作为泽连丘克水电站-抽水蓄能电站的组成部分)和梯级库班河水电站群的抽水蓄能电站,装机容量分别为140兆瓦和15.9兆瓦。其他类型的储能在俄罗斯尚未推广,蓄能能力也相对较弱(约500千瓦时)。可以说,总装机1.36吉瓦的抽水蓄能电站占据了俄罗斯大约99%的储能市场份额。

最近几年间,在俄国内一系列规划战略文件中都写入了发展储能的计划。《2035年俄罗斯燃料能源综合体领域科技发展展望》(2016年版)指出,储能是发展可再生能源和分布式电源所需的极其重要的技术。国家技术倡议路线图“EnergyNet”(2016年版)将储能作为智能分布式能源和天然气混合发电技术的优先发展方向,提出2019年前要在偏远村镇应用智能分布式能源技术,启动能源系统自动控制试验项目,其中就包括发展可再生能源和储能技术。《俄罗斯联邦电力储能系统市场发展纲要》(2017年版)确定了俄储能市场发展的长期目标。

现阶段,俄罗斯储能发展速度不及全球平均水平。能源领域立法问题是影响其储能技术积极发展和广泛应用的主要障碍。2018年通过的“EnergyNet”路线图旨在完善能源领域立法,消除能源发展的行政壁垒,可谓解决储能发展制度问题过程中迈出的重要一步。路线图提出在2019年底前筹备相关立法的调整工作以保障储能可以参与电力趸售和零售市场,并实施储能相关的试验项目。

在储能参与电力市场的试验项目实施以后,相关立法也将做出调整,并将带动储能系统到2021年在俄罗斯全面推广和应用。根据电力储能系统市场发展纲要,乐观预计,到2035年俄罗斯储能装机将达到20吉瓦。

除了为储能在能源领域的应用创造条件外,俄罗斯还开展了储能技术的研发,国产系列储能器的生产有望在2018年底启动,其中包括:

—Liotech公司生产的容量为2~4千瓦时的锂离子电池车载蓄能器;

—Systemct公司在新西伯利亚国立技术大学研制基础上生产的大容量(32000千瓦时)蓄能器。

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