風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

2017-09-26 19:54:35 中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

導(dǎo)讀近期美國(guó)、德國(guó)、荷蘭、英國(guó)等國(guó)家多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)，與此同時(shí)，業(yè)精于風(fēng)的國(guó)際風(fēng)電巨頭Vestas宣布與Tesla展開(kāi)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用合作。在我國(guó)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)

導(dǎo)讀

近期美國(guó)、德國(guó)、荷蘭、英國(guó)等國(guó)家多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)，與此同時(shí)，“業(yè)精于風(fēng)”的國(guó)際風(fēng)電巨頭Vestas宣布與Tesla展開(kāi)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用合作。在我國(guó)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(duì)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用狀況進(jìn)行探討和展望。

近期國(guó)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(wàn)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(guó)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(kāi)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)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(shì)——無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)際，風(fēng)電開(kāi)始通過(guò)降低成本尋求更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力并在能源轉(zhuǎn)型中扮演更重要的角色，而儲(chǔ)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(guò)程中被寄予了厚望。

風(fēng)電與儲(chǔ)能的結(jié)合早已有之，僅就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，從最早期的張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目為儲(chǔ)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(chǔ)能的開(kāi)發(fā)建設(shè)政策引發(fā)風(fēng)電和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的一番熱議。那么，儲(chǔ)能之于風(fēng)電的意義何在、風(fēng)儲(chǔ)結(jié)合項(xiàng)目應(yīng)用現(xiàn)狀如何、如何推動(dòng)儲(chǔ)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(wèn)題都值得產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行深入思考和探討。

一、風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用首先應(yīng)明確儲(chǔ)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(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊。儲(chǔ)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(chǔ)結(jié)合應(yīng)用的關(guān)鍵在于，通過(guò)合理的配置容量和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行策略來(lái)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(méi)有合理的設(shè)備容量就沒(méi)有用于調(diào)節(jié)的資源；而后者是業(yè)務(wù)邏輯，沒(méi)有適當(dāng)?shù)目刂撇呗栽俣嗟馁Y源也無(wú)法發(fā)揮其作用。由此可引申出兩點(diǎn)結(jié)論：

1、風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用應(yīng)當(dāng)注重儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)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(duì)這一新問(wèn)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(guò)剩的問(wèn)題。在這種情況下，儲(chǔ)能只好退而求其次，選擇棄電存儲(chǔ)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(chǎng)的應(yīng)用模式下，儲(chǔ)能在經(jīng)濟(jì)性方面的弱點(diǎn)被大幅放大，相當(dāng)于儲(chǔ)能用自己的短板換取一張入場(chǎng)券。試想在這種情況下儲(chǔ)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(wú)疑會(huì)引發(fā)儲(chǔ)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(duì)象、走錯(cuò)了方向，讓本該合作的雙方走向了對(duì)立面。

現(xiàn)階段我國(guó)集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域儲(chǔ)能應(yīng)用仍然需要破解買(mǎi)單機(jī)制的問(wèn)題。不論是此前產(chǎn)業(yè)界提出的建設(shè)獨(dú)立型儲(chǔ)能電站，還是風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)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(mǎi)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(mǎi)單機(jī)制能夠理順，很多主體都樂(lè)意在這一領(lǐng)域投資。

2、風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)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(guó)部分風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)營(yíng)過(guò)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(cè)考核、如果能夠采用友好型風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)先調(diào)度原則，將有助于風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)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(lái)看，儲(chǔ)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(lái)的將是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)更強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力和更為活躍的市場(chǎng)，這是一個(gè)典型的服務(wù)即營(yíng)銷(xiāo)的思路，而儲(chǔ)能恰恰又扮演了服務(wù)工具的角色。

總結(jié)來(lái)看，儲(chǔ)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(chǎng)空間。但需要承認(rèn)的是，現(xiàn)階段兩者在磨合過(guò)程中仍然存在諸多問(wèn)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(chǎng)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)推動(dòng)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)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(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用的形式不盡相同。

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

◆ 第二類(lèi)，風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)企業(yè)開(kāi)展應(yīng)用探索。以國(guó)電（龍?jiān)矗⑷A能等為代表，開(kāi)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(chǔ)結(jié)合技術(shù)路線，評(píng)估儲(chǔ)能對(duì)風(fēng)電消納的促進(jìn)效果，為后續(xù)風(fēng)電開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)積累經(jīng)驗(yàn)；

◆ 第三類(lèi)，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(chéng)同創(chuàng)為代表，在北京亦莊、江蘇大豐、寧夏嘉澤等地，利用儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)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(lèi)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(kāi)發(fā)商和風(fēng)電整機(jī)設(shè)備商。風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商購(gòu)買(mǎi)風(fēng)電機(jī)組開(kāi)展風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)、電網(wǎng)公司購(gòu)買(mǎi)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(duì)于電網(wǎng)公司，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以減輕風(fēng)電接入引發(fā)的系統(tǒng)影響；對(duì)于風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商，借助儲(chǔ)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；對(duì)于風(fēng)電整機(jī)設(shè)備商，依托儲(chǔ)能開(kāi)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(duì)儲(chǔ)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(chǔ)能的多重應(yīng)用價(jià)值。

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

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

◆E.ON、Greensmith Energy和Primoris Renewable Energy合作在美國(guó)德州開(kāi)發(fā)建設(shè)20MW風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目，將向ERCOT提供輔助服務(wù)；

◆ Dong Energy和ABB合作在英國(guó)開(kāi)發(fā)2MW海上風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目，將為英國(guó)電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)；

◆ Deepwater Wind和Tesla合作在美國(guó)馬薩諸塞州開(kāi)發(fā)40MW海上風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目，主要提供容量服務(wù)和輔助服務(wù)。

◆ Alfen在荷蘭開(kāi)發(fā)了1MWh風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目，將會(huì)參與電力市場(chǎng)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(chē)的電池系統(tǒng)（共計(jì)超過(guò)33MWh）在威爾士開(kāi)展風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目，將為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)。

分析國(guó)外風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)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(kāi)發(fā)商、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商等；儲(chǔ)能在風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用收益主要來(lái)自于參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)。此外，海上風(fēng)電場(chǎng)和動(dòng)力電池系統(tǒng)也開(kāi)始逐漸成為風(fēng)儲(chǔ)結(jié)合項(xiàng)目的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。儲(chǔ)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(guó)外風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)表明，風(fēng)儲(chǔ)結(jié)合應(yīng)用有賴靈活、健全的市場(chǎng)機(jī)制，讓風(fēng)電場(chǎng)能夠?qū)崟r(shí)參與到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中去，同時(shí)通過(guò)市場(chǎng)把系統(tǒng)的需求釋放出來(lái)，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(lái)研究國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，似乎每每都會(huì)歸結(jié)為是市場(chǎng)機(jī)制拖累，似乎所有問(wèn)題都勢(shì)必要等市場(chǎng)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(chǔ)能需要電力市場(chǎng)，儲(chǔ)能需要現(xiàn)貨、需要輔助服務(wù)，但市場(chǎng)化是不是就是靈丹妙藥，對(duì)儲(chǔ)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?lái)的呢？

《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2017》及專題研究報(bào)告正式發(fā)售

5月23日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟正式發(fā)布了《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū) 2017》及4個(gè)專題研究報(bào)告。《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2017》對(duì)2016年全球和中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目、市場(chǎng)、廠商、技術(shù)、政策的動(dòng)態(tài)進(jìn)行了梳理與更新，并對(duì)國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)與展望。

為滿足儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)同仁了解國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能市場(chǎng)與發(fā)展機(jī)遇的迫切需求，聯(lián)盟秘書(shū)處正式開(kāi)始發(fā)售《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2017》及四個(gè)專題報(bào)告。

責(zé)任編輯：lixin

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