中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
在新疆哈密十三間房風(fēng)區(qū)，沃能十三間房?jī)?chǔ)能一電站的27個(gè)儲(chǔ)能單元，在用電低谷時(shí)悄然充電，高峰時(shí)及時(shí)放電，既實(shí)現(xiàn)了新能源的高效消納，又借助峰谷電價(jià)差創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)收益。
庫布其沙漠首個(gè)千萬千瓦級(jí)新能源基地，配套規(guī)劃500萬千瓦時(shí)新型儲(chǔ)能。這座總投資988億元的基地，規(guī)劃光伏800萬千瓦、風(fēng)電400萬千瓦，通過全長(zhǎng)699千米的±800千伏特高壓通道外送，儲(chǔ)能將成為保障基地容量穩(wěn)定外送的支撐。
“儲(chǔ)能電站能緩解風(fēng)電間歇性和波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的沖擊。”國網(wǎng)哈密供電公司電力調(diào)度控制中心調(diào)控室主管王崇安的話語，道出了儲(chǔ)能在“沙戈荒”能源體系中的核心價(jià)值。新型儲(chǔ)能是“沙戈荒”基地不可或缺的調(diào)節(jié)和支撐資源，主要滿足系統(tǒng)調(diào)峰需求，兼顧調(diào)頻、調(diào)壓、慣量支撐等需求。
然而，新型儲(chǔ)能在“沙戈荒”基地的建設(shè)中，面臨著自然環(huán)境、技術(shù)適配、成本控制等多重挑戰(zhàn)，在政策指引與實(shí)踐推進(jìn)中通過多元舉措探索前行。
極端環(huán)境與成本約束：“沙戈荒”儲(chǔ)能的現(xiàn)實(shí)困境
“沙戈荒”地區(qū)的極端環(huán)境與資源稟賦，給儲(chǔ)能技術(shù)帶來了全方位的嚴(yán)峻考驗(yàn)?！斑@里風(fēng)沙肆虐，還要經(jīng)受高溫極寒的考驗(yàn)，加之缺水嚴(yán)重，儲(chǔ)能電站的火災(zāi)防控與應(yīng)急處置工作面臨巨大挑戰(zhàn)?！眳⑴c內(nèi)蒙古儲(chǔ)能安全技術(shù)攻關(guān)的科研人員深有感觸。缺水的先天短板讓傳統(tǒng)消防手段難以奏效，而儲(chǔ)能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)火模型的缺失，導(dǎo)致火蔓延路徑與爆炸超壓危害邊界難以預(yù)判，進(jìn)一步放大了安全防控的難度。
除了極端環(huán)境帶來的安全難題，廣袤的地域特性讓儲(chǔ)能電站建設(shè)成本有所增加，且風(fēng)電布局分散帶來的影響，要顯著大于光伏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在“沙戈荒”地區(qū)，1000萬千瓦光伏用地300畝，而1000萬千瓦風(fēng)電則用地1500畝以上。理想的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)模式，是為“沙戈荒”基地配套建設(shè)集中式儲(chǔ)能電站，這樣效率最高、線損和管理成本最低。而建設(shè)集中式儲(chǔ)能電站為分散的風(fēng)電場(chǎng)點(diǎn)服務(wù)時(shí)，需額外建設(shè)輸電線路，增加建設(shè)成本與電能損耗。
更棘手的是，部分“沙戈荒”基地資源條件先天不足，風(fēng)電項(xiàng)目面臨4.5米或5米的低風(fēng)速環(huán)境。低風(fēng)速不僅會(huì)縮短風(fēng)電機(jī)組可發(fā)電時(shí)長(zhǎng)、抬高度電成本、加劇出力波動(dòng)，還會(huì)放大儲(chǔ)能匹配的難度與壓力：從功率平抑看，風(fēng)電出力的高頻小幅波動(dòng)要求儲(chǔ)能具備快速響應(yīng)的小功率調(diào)節(jié)能力；從電量轉(zhuǎn)移看，要將時(shí)段性出力轉(zhuǎn)移至負(fù)荷高峰，又需要儲(chǔ)能具備一定容量規(guī)模。與此同時(shí)，低風(fēng)速下風(fēng)電的頻繁小幅波動(dòng)，會(huì)迫使儲(chǔ)能進(jìn)行高頻次、小功率的充放電循環(huán)，而非常規(guī)的深度充放。這種工況會(huì)加劇電池極化效應(yīng)、縮短循環(huán)壽命，還會(huì)降低儲(chǔ)能單位容量利用率，推高度電運(yùn)維成本。
沙塵侵襲、溫差劇烈，對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的防護(hù)性能、散熱系統(tǒng)和絕緣水平提出了遠(yuǎn)超常規(guī)場(chǎng)景的要求，而偏遠(yuǎn)的地理位置讓設(shè)備故障處理周期大幅延長(zhǎng)，進(jìn)一步推高運(yùn)維成本。
除了自然環(huán)境的制約，技術(shù)適配與成本平衡的難題同樣突出。國家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院副總經(jīng)理劉長(zhǎng)棟坦言：“儲(chǔ)能配置存在天花板，不是配得越多越好?！?/span>
通常情況下，人們認(rèn)為新能源利用率越高越好，但從系統(tǒng)綜合成本來看，當(dāng)消納配套成本超過新能源度電投資成本時(shí)，適度棄電反而更經(jīng)濟(jì)。新能源核心成本為設(shè)備、基建、并網(wǎng)等前期固定投資，燃料成本近乎為零，運(yùn)維成本也相對(duì)固定。提升新能源利用率，即發(fā)電利用小時(shí)數(shù)，若要實(shí)現(xiàn)全額上網(wǎng)，往往需投入調(diào)峰電源、儲(chǔ)能、輸配電通道等額外系統(tǒng)配套成本，且這類成本會(huì)隨利用率提升呈現(xiàn)非線性增長(zhǎng)。例如利用率從90%提升至95%時(shí)，新增儲(chǔ)能或跨省輸電的高額投資平攤到度電成本上，可能遠(yuǎn)超多發(fā)5%電量的收益；反之，將利用率從95%降至90%，則可削減配套投入，讓全系統(tǒng)綜合度電成本下降。
國家層面的政策導(dǎo)向也印證了這一現(xiàn)實(shí)邏輯。國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)化專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案（2025—2027年）》明確要求，2025—2027年這三年期間全國新能源利用率不低于90%。2025年10月出臺(tái)的《關(guān)于促進(jìn)新能源消納和調(diào)控的指導(dǎo)意見》進(jìn)一步細(xì)化管理機(jī)制，提出在五年電力發(fā)展規(guī)劃中分檔設(shè)置不同地區(qū)新能源利用率目標(biāo)，省級(jí)能源主管部門需制定年度新能源利用率目標(biāo)及未來3年展望，結(jié)合利用率目標(biāo)統(tǒng)籌確定新能源新增開發(fā)規(guī)模。
“沙戈荒”基地的實(shí)際情況，更凸顯了這一政策導(dǎo)向的科學(xué)性與必要性。研究顯示，在“沙戈荒”項(xiàng)目中不配儲(chǔ)能時(shí)新能源利用率僅為80%，配置200萬千瓦/4小時(shí)儲(chǔ)能后提升至85%，然而即便增加到600萬千瓦儲(chǔ)能，利用率也僅提升至86%，僅增加1個(gè)百分點(diǎn)。究其原因，冬季光伏出力減弱，而風(fēng)電僅新疆、內(nèi)蒙古部分區(qū)域風(fēng)力充足，甘肅、新疆南疆等地風(fēng)力偏小；新能源發(fā)電高峰在春秋季，用電負(fù)荷高峰卻在冬夏季，儲(chǔ)能搬運(yùn)電量與用電高峰時(shí)段不匹配；大風(fēng)天氣常連續(xù)四五天后隨即停風(fēng)四五天，儲(chǔ)能充放電一次后便無電可儲(chǔ)，難以持續(xù)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。這也正是“沙戈荒”基地需配套建設(shè)支撐性煤電的原因。庫布其沙漠千萬千瓦級(jí)新能源基地，便規(guī)劃了配套支撐性煤電400萬千瓦；我國首個(gè)“沙戈荒”新能源外送基地——新疆天山北麓基地項(xiàng)目，同樣布局了400萬千瓦配套煤電。然而，煤電的配建同樣影響“沙戈荒”基地新能源電力的綜合成本。
同時(shí)，新能源同質(zhì)化問題加劇了消納壓力，東部山東、江蘇、河北等省份新能源裝機(jī)均已達(dá)1.1億千瓦，與西部“沙戈荒”基地發(fā)電時(shí)段高度重合。
成本方面，寧夏某光伏項(xiàng)目一畝地每年的租金加稅費(fèi)高達(dá)2000元，原料運(yùn)輸、設(shè)備維修等費(fèi)用也因距離偏遠(yuǎn)居高不下，再疊加傳統(tǒng)調(diào)相機(jī)4500萬元/套的造價(jià)和每年500萬元的運(yùn)維成本，使得“沙戈荒”基地的電價(jià)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，送售電談判艱難。
技術(shù)創(chuàng)新與政策賦能：多維破局路徑探索
面對(duì)重重困境，政策引導(dǎo)與技術(shù)創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)，催生了一系列針對(duì)性解決措施。國家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)新能源集成融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確指出：積極采用先進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，鼓勵(lì)新能源與配建儲(chǔ)能一體化調(diào)用，優(yōu)化“沙戈荒”新能源基地電源結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能配置比例。
這一政策為實(shí)踐指明了方向，多地開始探索構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的應(yīng)用以及新能源與儲(chǔ)能的深度協(xié)同。
在新疆天山北麓“沙戈荒”基地，15萬千瓦/60萬千瓦時(shí)組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的投用，成功解決了高比例新能源接入帶來的短路比過低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不足等問題，為千萬千瓦級(jí)基地的穩(wěn)定外送提供了技術(shù)支撐。
寧夏2024年先后投運(yùn)兩座構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能電站。其中，位于寧東能源化工基地的國能曙光第一儲(chǔ)能電站并網(wǎng)后，經(jīng)測(cè)算可將電網(wǎng)新能源送出能力提升超20萬千瓦。這是構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)在“沙戈荒”基地的首次成功落地。
作為電源側(cè)代表，劉長(zhǎng)棟力推構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的應(yīng)用。他表示，該技術(shù)除了能為電網(wǎng)提供強(qiáng)有力的支撐外，還具備顯著的成本優(yōu)勢(shì)。同時(shí)他也提出，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的支撐曲線與傳統(tǒng)調(diào)相機(jī)存在一定差異，大規(guī)模的電壓源設(shè)備投入應(yīng)用后，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生何種影響，尚無實(shí)踐驗(yàn)證，這一問題亟待研究?！耙虼耍覀冋J(rèn)為需要電源側(cè)與電網(wǎng)側(cè)協(xié)同發(fā)力，共同把這個(gè)問題研究透徹?！眲㈤L(zhǎng)棟說。
技術(shù)層面的創(chuàng)新持續(xù)突破場(chǎng)景痛點(diǎn)。劉長(zhǎng)棟認(rèn)為：“風(fēng)電的發(fā)電曲線難以改變，但光伏可以通過調(diào)整朝向傾角優(yōu)化出力，平單軸技術(shù)的應(yīng)用能更好適應(yīng)電力市場(chǎng)，減少棄電率。”針對(duì)資源稟賦不足的問題，行業(yè)呼吁集中連片開發(fā)模式，爭(zhēng)取優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源，同時(shí)通過優(yōu)化煤電配置降低綜合成本——在基地建設(shè)中，優(yōu)先選擇4臺(tái)100萬千瓦機(jī)組而非6臺(tái)66萬千瓦機(jī)組，憑借更大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量提升調(diào)節(jié)穩(wěn)定性，且在造價(jià)相近的前提下獲得更優(yōu)性能。
儲(chǔ)能技術(shù)路線也呈現(xiàn)多元化發(fā)展，磷酸鐵鋰電池因成熟度高、成本可控仍是“沙戈荒”基地新型儲(chǔ)能的主要技術(shù)類型，全釩液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能等技術(shù)作為補(bǔ)充，而水電解制氫、燃料電池、儲(chǔ)熱等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)有望解決季節(jié)性調(diào)節(jié)難題。此外，生物質(zhì)摻燒、綠氨摻燒等低碳技術(shù)的實(shí)證應(yīng)用，也在為降低煤電依賴、提升綠電占比提供新路徑。
成本與消納難題的破解需要多方協(xié)同。讓新能源利用率保持合理水平，通過科學(xué)測(cè)算，適當(dāng)提高棄電率可減少煤電配置規(guī)模，雖新能源利用率下降5個(gè)百分點(diǎn)，但綜合成本可降低1分錢/千瓦時(shí)，顯著提升電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)土地成本過高的問題，企業(yè)與地方政府積極溝通，探索更合理的租金與稅費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)通過規(guī)?；_發(fā)攤薄單位成本。為化解同質(zhì)化消納矛盾，行業(yè)正推動(dòng)“送受共端”的送電曲線優(yōu)化，即送電端與受電端雙向聯(lián)動(dòng)，共同參與送電功率曲線的制定與調(diào)整，從而提升跨區(qū)域輸送的匹配度。
消防安全領(lǐng)域“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新成效顯著。應(yīng)急管理部天津消防研究所聯(lián)合9家單位攻關(guān)，建立儲(chǔ)能模組熱失控模型，研發(fā)新型阻隔抑制硅凝膠泡沫材料并明確其配方與構(gòu)效關(guān)系，還參與編制《電化學(xué)儲(chǔ)能電站消防安全技術(shù)規(guī)程》地方標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)性破解“沙戈荒”地區(qū)缺水、環(huán)境惡劣帶來的消防難題，為儲(chǔ)能電站筑牢安全防線。與此同時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備制造端同步升級(jí)，核心部件選用高可靠產(chǎn)品，集成設(shè)計(jì)兼顧沙塵防護(hù)、極端溫差適應(yīng)及免維護(hù)需求，大幅提升設(shè)備在惡劣環(huán)境下的使用壽命與可靠性。
《新型儲(chǔ)能規(guī)?；ㄔO(shè)專項(xiàng)行動(dòng)方案（2025—2027年）》特別強(qiáng)調(diào)，要推動(dòng)沙漠、戈壁、荒漠等新能源基地合理規(guī)劃建設(shè)新型儲(chǔ)能。行動(dòng)方案提出，到2027年全國新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量突破1.8億千瓦，預(yù)計(jì)帶動(dòng)2500億元直接投資，這為“沙戈荒”儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。
事實(shí)上，新型儲(chǔ)能好不好用的關(guān)鍵不是“參數(shù)多高”，而是“能不能適應(yīng)場(chǎng)景需要”。“沙戈荒”地區(qū)作為我國新能源開發(fā)的核心陣地，恰恰是這場(chǎng)新型儲(chǔ)能“場(chǎng)景化革命”的關(guān)鍵戰(zhàn)場(chǎng)。只有精準(zhǔn)匹配場(chǎng)景痛點(diǎn)，新型儲(chǔ)能系統(tǒng)才能真正發(fā)揮“提質(zhì)、降本、增效”的核心價(jià)值，讓大漠戈壁間的綠電跨越千山萬水，點(diǎn)亮千家萬戶的美好生活。
