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近年來,電化學儲能因其具有布局靈活、響應速度快等優勢,備受推崇,被視為提升電力系統靈活性、實現電力系統深度脫碳、保障“雙碳”目標實現的重要角色。全國各地相繼出臺了相關政策,各方逐步加大對電化學儲能的投資力度。
當前,電化學儲能技術及裝機規模取得了重大進展,但在經濟性和綜合技術性能方面距離實際規模化應用仍有一定差距。日前,中國工程院院士、國家電網有限公司一級顧問郭劍波在接受中能傳媒記者專訪時指出,電化學儲能未來還需加強技術研發、突破技術短板、實現技術經濟性,要加快面向電力系統多樣性應用建設,用市場化手段來檢驗發展成效。
中能傳媒:請談一下,目前哪些因素影響電化學儲能的規模化應用?
郭劍波:為了應對風能、太陽能發電的隨機性、波動性和間歇性,電化學儲能作為新型電力系統的重要調節資源,進入了高速建設和發展時期。但目前其規模化應用還面臨著安全、成本、機制等問題。
一是電化學儲能安全水平還需進一步提升。國內外儲能電站火災事故暴露出目前儲能電站在安全管理、安全保障方面普遍存在不足,需要在本體安全、集成安全與應用安全方面加強技術攻關、完善標準體系建設、加強體系化閉環技術監督,將安全風險維持在較低水平。
二是電化學儲能系統在不同場景下應用的多重價值未予體現。電化學儲能依據使用場景的不同,其價值具有多樣性。現階段儲能作為電能存儲元件,往往與風電和光伏發電類比,采用度電成本來衡量其技術經濟水平,其在有功頻率、無功電壓等方面的支撐價值未得到充分體現。
三是不同類型的新型儲能成本還需降低、功用尚需細分、技術有待完善和驗證。現階段,液流電池儲能、鈉離子電池儲能等新型儲能技術仍處于示范應用階段,在規模化推廣應用前,還需大幅降低綜合成本、提高效率。同時,需要根據系統需求細分儲能市場、提高功用價值,有針對性地開展拓撲結構、控制策略等研究,并加快相關標準研究制定,促進新型儲能健康多元化發展。
簡單來講,實現電化學儲能行業的健康發展,安全是前提,成本是關鍵,價值兌現是出路。
中能傳媒:當前,火電的容量電價已明確,您如何看待電化學儲能的容量電價?
郭劍波:電化學儲能在未來新型電力系統中發揮著保供應、保安全、促消納的重要作用,是新型電力系統的重要構成環節。為促進儲能價值兌現、健全盈利機制,當前甘肅、山東等五省份率先探索電化學儲能容量電價。伴隨電化學儲能的快速發展和應用,容量電價機制的成熟和完善將有助于推動電化學儲能產業的良性發展。
另外,電化學儲能的容量電價與火電的容量電價有所不同。火電的容量電價是根據發電廠的固定成本和運營成本等因素來確定的,而電化學儲能的容量電價需要綜合考慮電池的采購成本、使用年限、輔助服務價值以及回收再利用等因素。因此,制定電化學儲能的容量電價需要更加細致和全面的考慮,需要政府、企業和社會三方共同努力。
中能傳媒:今年6月,國家能源局對風電、光伏發電設備退役有了明確的標準。未來,電化學儲能設備退役是否也會出臺相應的政策?電化學儲能設備退役后,應如何處置?
郭劍波:在以高比例新能源接入為主要特征的新型電力系統構建過程中,能源電力系統的“經濟—安全—環境”“矛盾三角形”將長期存在。大力發展新能源是可持續發展的內在需求,但同時也帶來礦物資源過度開采、生態破壞以及新能源設備退役回收不當等資源環境問題,在能源轉型背景下,對生態環境的影響需要統籌考慮、系統協同,處理好經濟、安全、環境之間的動態平衡關系。
電化學儲能設備規模化退役后,需要結合電化學儲能設備的特性進行綜合評估,采取科學、環保的方式進行處置,避免對環境造成不良影響。同時,也需要加強政策、市場引導和技術支持,推動儲能電池回收和再利用產業的發展,以實現資源有效利用和環境保護的雙重目標。目前,國家能源局對風電、光伏設備退役有了明確的標準,但對電化學儲能設備還沒有具體的規定。不過,隨著電化學儲能的快速發展和廣泛應用,相信國家相關部門會盡快出臺相應政策,促進電化學儲能環保利用和可持續發展。
中能傳媒:目前,電化學儲能在經濟性上相對偏低,度電成本較高。隨著技術的發展,未來電化學儲能在降低成本方面應從哪些方面著力?
郭劍波:按照國家發展改革委、國家能源局印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》主要意見,到2025年,電化學儲能技術性能進一步提升,系統成本降低30%以上。原材料價格的下降和傳導,對促進儲能系統成本下降至關重要。推動電化學儲能成本下降主要依托三個方面的努力:
一是技術創新。持續的技術創新是推動電化學儲能成本下降的重要因素之一。近年來,以鋰離子電池為代表的電化學儲能技術在本體研發、規模化集成、安全防護、功能實現與工程驗證等關鍵技術領域持續提升,通過了規模化應用功能驗證。當前,以磷酸鐵鋰為代表的電池儲能已實現商業化應用,單位容量成本為1000~1400元/千瓦時;預計到2030年,多類型儲能電池實現商業化應用,單位容量成本降到500~700元/千瓦時,裝機規模將超過抽水蓄能。
二是規模效應。隨著電力系統對靈活調節能力需求的不斷增長,電化學儲能規模不斷擴大,電池生產的規模效應得以體現,單位容量電池采購成本下降,從而使得整個電化學儲能系統成本下降。
三是政策支持。政府對電化學儲能領域的政策和資金支持也是推動成本下降的重要因素之一。例如,政府對電化學儲能項目提供補貼、減免稅收等優惠政策,可以降低項目的建設和運營成本,從而進一步推動電化學儲能發展。
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