分析｜風(fēng)電場儲能應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

2017-09-25 10:00:01 中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟　點(diǎn)擊量：評論 (0)

導(dǎo)讀：近期美國、德國、荷蘭、英國等國家多個(gè)風(fēng)電場儲能項(xiàng)目投運(yùn)，與此同時(shí)，業(yè)精于風(fēng)的國際風(fēng)電巨頭Vestas宣布與Tesla展開風(fēng)電場儲能應(yīng)用合作。在我國風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)示范項(xiàng)目完成簽約，風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)探索終于邁出了

導(dǎo)讀：近期美國、德國、荷蘭、英國等國家多個(gè)風(fēng)電場儲能項(xiàng)目投運(yùn)，與此同時(shí)，“業(yè)精于風(fēng)”的國際風(fēng)電巨頭Vestas宣布與Tesla展開風(fēng)電場儲能應(yīng)用合作。在我國風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)示范項(xiàng)目完成簽約，風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)探索終于邁出了實(shí)質(zhì)性步伐的背景下，本文將對風(fēng)電場儲能應(yīng)用狀況進(jìn)行探討和展望。

近期國家能源局公布風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)示范項(xiàng)目名單，13個(gè)項(xiàng)目（總計(jì)70.7萬kW）完成簽約，風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的探索終于邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐。幾乎在同時(shí)，“業(yè)精于風(fēng)”的國際風(fēng)電巨頭Vestas走出了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要一步，宣布與Tesla展開風(fēng)電場儲能應(yīng)用合作，以求降低整體發(fā)電成本。看似毫不相關(guān)的兩個(gè)事件，背后卻都映射著同樣一個(gè)趨勢——無論國內(nèi)還是國際，風(fēng)電開始通過降低成本尋求更強(qiáng)的競爭力并在能源轉(zhuǎn)型中扮演更重要的角色，而儲能技術(shù)作為重要的技術(shù)支撐手段在風(fēng)電降低成本過程中被寄予了厚望。

風(fēng)電與儲能的結(jié)合早已有之，僅就國內(nèi)市場而言，從最早期的張北風(fēng)光儲輸示范項(xiàng)目為儲能應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)，到最近青海省風(fēng)電搭配儲能的開發(fā)建設(shè)政策引發(fā)風(fēng)電和儲能產(chǎn)業(yè)的一番熱議。那么，儲能之于風(fēng)電的意義何在、風(fēng)儲結(jié)合項(xiàng)目應(yīng)用現(xiàn)狀如何、如何推動(dòng)儲能與風(fēng)電結(jié)合、產(chǎn)業(yè)發(fā)展還需要什么配套條件等一系列的問題都值得產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行深入思考和探討。

一、風(fēng)電場儲能應(yīng)用首先應(yīng)明確儲能之于風(fēng)電的價(jià)值何在

風(fēng)電既是綠色清潔的可再生能源，但也具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，規(guī)模并網(wǎng)會(huì)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊。儲能系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)快速吸收能量并適時(shí)釋放的特點(diǎn)，能有效彌補(bǔ)風(fēng)電的缺點(diǎn)，改善風(fēng)電輸出的可控性，提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。因此，風(fēng)儲結(jié)合應(yīng)用的關(guān)鍵在于，通過合理的配置容量和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行策略來抑制因波動(dòng)性和間歇性引發(fā)的系統(tǒng)沖擊。其中前者是物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有合理的設(shè)備容量就沒有用于調(diào)節(jié)的資源；而后者是業(yè)務(wù)邏輯，沒有適當(dāng)?shù)目刂撇呗栽俣嗟馁Y源也無法發(fā)揮其作用。由此可引申出兩點(diǎn)結(jié)論：

1、風(fēng)電場儲能應(yīng)用應(yīng)當(dāng)注重儲能在容量和輔助服務(wù)方面的價(jià)值

風(fēng)電大規(guī)模接入使得電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)資源的需求量加大，包括調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)資源和防止系統(tǒng)癱瘓的容量資源。理論上這恰是儲能的廣闊天地，本該大有作為。然而現(xiàn)階段傳統(tǒng)電力系統(tǒng)規(guī)劃及運(yùn)行體系在應(yīng)對這一新問題時(shí)，一定程度上會(huì)引發(fā)傳統(tǒng)能源與以風(fēng)電為首的可再生能源發(fā)生博弈，同時(shí)加劇發(fā)電產(chǎn)能過剩的問題。在這種情況下，儲能只好退而求其次，選擇棄電存儲這唯一技術(shù)可操作的領(lǐng)域。在這種發(fā)電側(cè)能量市場的應(yīng)用模式下，儲能在經(jīng)濟(jì)性方面的弱點(diǎn)被大幅放大，相當(dāng)于儲能用自己的短板換取一張入場券。試想在這種情況下儲能若要取得發(fā)展，就必須要跑贏風(fēng)電成本下降的速度，這無疑會(huì)引發(fā)儲能度電成本和風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)之間的博弈。這顯然是選錯(cuò)了對象、走錯(cuò)了方向，讓本該合作的雙方走向了對立面。

現(xiàn)階段我國集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域儲能應(yīng)用仍然需要破解買單機(jī)制的問題。不論是此前產(chǎn)業(yè)界提出的建設(shè)獨(dú)立型儲能電站，還是風(fēng)電場儲能電站，并網(wǎng)后都需要作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)接受調(diào)度指令，服務(wù)于電力系統(tǒng)，差別主要體現(xiàn)在投資主體和運(yùn)維主體。理論上系統(tǒng)受益整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)為此買單，但實(shí)際落實(shí)仍缺少體制機(jī)制的支撐。筆者相信只要買單機(jī)制能夠理順，很多主體都樂意在這一領(lǐng)域投資。

2、風(fēng)電場儲能應(yīng)用價(jià)值的真正體現(xiàn)，需要與精細(xì)化的風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行機(jī)制相結(jié)合

現(xiàn)階段我國部分風(fēng)電場在運(yùn)營過程中仍然采用著“不限電時(shí)能發(fā)多少發(fā)多少、限電時(shí)讓發(fā)多少發(fā)多少”的粗放管理模式。與之相比，如果能夠引入調(diào)度曲線、如果能夠加強(qiáng)預(yù)測考核、如果能夠采用友好型風(fēng)電場優(yōu)先調(diào)度原則，將有助于風(fēng)電場儲能系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值得到更加充分的發(fā)揮。

如若站在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的視角來看，儲能技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了風(fēng)電滲透率和利用小時(shí)數(shù)，而且按照度電成本的計(jì)算公式還可以轉(zhuǎn)換為度電成本的下降，降本帶來的將是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)更強(qiáng)大的競爭力和更為活躍的市場，這是一個(gè)典型的服務(wù)即營銷的思路，而儲能恰恰又扮演了服務(wù)工具的角色。

總結(jié)來看，儲能之于風(fēng)電意義重大，不僅能夠提升風(fēng)電存量資產(chǎn)效率，還能創(chuàng)造新興市場空間。但需要承認(rèn)的是，現(xiàn)階段兩者在磨合過程中仍然存在諸多問題需加以解決。

二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵參與方結(jié)合各自業(yè)務(wù)訴求積極推動(dòng)風(fēng)電場儲能示范項(xiàng)目

現(xiàn)階段，國內(nèi)推動(dòng)風(fēng)電場儲能應(yīng)用項(xiàng)目的企業(yè)主要包括電網(wǎng)下屬研究機(jī)構(gòu)、發(fā)電企業(yè)和風(fēng)電設(shè)備企業(yè)等。由于業(yè)務(wù)模式和行業(yè)位置不同，各方推動(dòng)風(fēng)電場儲能應(yīng)用的形式不盡相同。

◆第一類，電網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)布局科技示范項(xiàng)目。以中國電科院、華北電科院、南網(wǎng)廣東電科院為代表，開展了諸如張北風(fēng)光儲輸示范項(xiàng)目等技術(shù)研究、應(yīng)用示范、檢測評估等一系列工作；

◆第二類，風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)企業(yè)開展應(yīng)用探索。以國電（龍?jiān)矗?、華能等為代表，開展了遼寧臥牛石、和風(fēng)北鎮(zhèn)等應(yīng)用示范項(xiàng)目，主要目的是驗(yàn)證風(fēng)儲結(jié)合技術(shù)路線，評估儲能對風(fēng)電消納的促進(jìn)效果，為后續(xù)風(fēng)電開發(fā)業(yè)務(wù)積累經(jīng)驗(yàn)；

◆第三類，風(fēng)電設(shè)備商布局新型服務(wù)模式。以金風(fēng)旗下的天誠同創(chuàng)為代表，在北京亦莊、江蘇大豐、寧夏嘉澤等地，利用儲能技術(shù)開展高比例可再生能源智能園區(qū)微電網(wǎng)和園區(qū)可再生能源轉(zhuǎn)型及節(jié)能服務(wù)業(yè)務(wù)，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

站在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的角度上看，上述三類企業(yè)恰好分屬產(chǎn)業(yè)鏈中的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即電網(wǎng)公司、風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)商和風(fēng)電整機(jī)設(shè)備商。風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)商購買風(fēng)電機(jī)組開展風(fēng)電場開發(fā)和運(yùn)營、電網(wǎng)公司購買并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組所發(fā)出的電力，這正是整個(gè)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中實(shí)現(xiàn)價(jià)值轉(zhuǎn)換的至關(guān)重要的一段。對于電網(wǎng)公司，儲能系統(tǒng)可以減輕風(fēng)電接入引發(fā)的系統(tǒng)影響；對于風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)商，借助儲能可以提高風(fēng)電項(xiàng)目可利用率、降低度電成本、提高市場競爭優(yōu)勢；對于風(fēng)電整機(jī)設(shè)備商，依托儲能開展服務(wù)布局尋求新的增值服務(wù)，讓業(yè)主受益的同時(shí)也提升自身產(chǎn)品的市場競爭力。

總結(jié)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵參與方都對儲能應(yīng)用有著明確的訴求，各方從自身業(yè)務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)目的出發(fā)，都在積極探索和挖掘儲能的多重應(yīng)用價(jià)值。

三、近期海外風(fēng)電場儲能項(xiàng)目快速部署，儲能系統(tǒng)參與電力市場獲取應(yīng)用收益

根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）研究部對全球儲能項(xiàng)目的持續(xù)跟蹤，發(fā)現(xiàn)國外風(fēng)電場儲能項(xiàng)目呈現(xiàn)出快速部署的態(tài)勢，典型項(xiàng)目主要包括：

◆E.ON、GreensmithEnergy和PrimorisRenewableEnergy合作在美國德州開發(fā)建設(shè)20MW風(fēng)電場儲能項(xiàng)目，將向ERCOT提供輔助服務(wù)；

◆DongEnergy和ABB合作在英國開發(fā)2MW海上風(fēng)電場儲能項(xiàng)目，將為英國電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)；

◆DeepwaterWind和Tesla合作在美國馬薩諸塞州開發(fā)40MW海上風(fēng)電場儲能項(xiàng)目，主要提供容量服務(wù)和輔助服務(wù)。

◆Alfen在荷蘭開發(fā)了1MWh風(fēng)電場儲能項(xiàng)目，將會(huì)參與電力市場交易，提供輔助服務(wù)和容量服務(wù)等；

◆Vattenfall利用寶馬的i3電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)（共計(jì)超過33MWh）在威爾士開展風(fēng)電場儲能項(xiàng)目，將為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)。

分析國外風(fēng)電場儲能應(yīng)用項(xiàng)目可以看出，推動(dòng)項(xiàng)目落地的企業(yè)主要集中在大型能源企業(yè)、可再生能源項(xiàng)目開發(fā)商、電網(wǎng)運(yùn)營商等；儲能在風(fēng)電場中的應(yīng)用收益主要來自于參與輔助服務(wù)市場和容量市場。此外，海上風(fēng)電場和動(dòng)力電池系統(tǒng)也開始逐漸成為風(fēng)儲結(jié)合項(xiàng)目的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。儲能在上述項(xiàng)目中所體現(xiàn)的應(yīng)用價(jià)值也支撐了筆者在前文中所提到的觀點(diǎn)。

國外風(fēng)電場儲能項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)表明，風(fēng)儲結(jié)合應(yīng)用有賴靈活、健全的市場機(jī)制，讓風(fēng)電場能夠?qū)崟r(shí)參與到市場競爭中去，同時(shí)通過市場把系統(tǒng)的需求釋放出來，各路資源能夠結(jié)合自身特性響應(yīng)需求獲得回報(bào)，進(jìn)而促使整個(gè)系統(tǒng)不斷優(yōu)化和高效。

筆者注

筆者一直以來研究國內(nèi)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，似乎每每都會(huì)歸結(jié)為是市場機(jī)制拖累，似乎所有問題都勢必要等市場化改革推進(jìn)到一定階段才能解決。但筆者其實(shí)非常不希望總是得出這樣的結(jié)論，有種雞蛋放在一個(gè)籃子里的不安。儲能需要電力市場，儲能需要現(xiàn)貨、需要輔助服務(wù)，但市場化是不是就是靈丹妙藥，對儲能的發(fā)展能夠手到病除？除了這些還有什么是我們要?jiǎng)悠饋淼哪兀?/span>

原標(biāo)題:風(fēng)電場儲能應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

責(zé)任編輯：lixin

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