中國儲能網訊：在低碳轉型的過程中，可再生能源發(fā)展給人類提供了清潔可持續(xù)的能源來源，電動汽車的崛起則為石油大規(guī)模替代提供了可能。但是，可再生能源和電動汽車大規(guī)模發(fā)展都面臨同一個難題，即儲能技術。
電池儲能是分布式電網發(fā)展瓶頸
可再生能源具有間斷性的特點，電網無法大規(guī)模消納并網。電動汽車也面臨充電設施和電池安全的瓶頸。儲能技術是解決這些問題的關鍵。儲能技術對電網的好處有三點：一是幫助增加可再生能源的滲透率，促進分布式（微電網）發(fā)電的發(fā)展；二是提升電網的穩(wěn)定性和實現充分的調峰，減少高峰負荷及對應的電網投資和電源投資；三是通過電價設計，促進電力市場自由化。電池儲能是分布式電網（微電網）發(fā)展的瓶頸。
儲能技術可以分為機械儲能、電池儲能和電磁儲能等幾種類型。其中較為成熟且可商業(yè)化應用的包括抽水儲能和壓縮空氣儲能，這兩種為大規(guī)模儲能技術。一般認為，電池儲能的商業(yè)化應用還面臨著成本問題，只有在很少的高電價地區(qū)，結合光伏發(fā)電，電池儲能技術才具有經濟上的可行性。隨著技術進步，電池儲能的成本的確在不斷下降。但是，一般還是認為受制于較高的成本或其他技術因素，無法大規(guī)模商業(yè)應用。
儲能技術對電動汽車發(fā)展的重要性比較直觀。電動汽車的充電、巡航里程和安全問題都涉及電池。比如說，由于電池引發(fā)的安全事故減弱了消費者的信心，影響了電動汽車的發(fā)展。對于中國來說，電動汽車的發(fā)展除了石油替代，還可以解決城市汽車尾氣和噪聲污染。利用用電峰谷，電動汽車夜間充電還可以使用夜間過剩和便宜的電力。
投資儲能可以獲利
2015年5月，特斯拉推出了針對家庭用戶的儲能設備Powerwall和針對電網級的設備Powerpack。其中Powerwall的價格已低至每千瓦時350美元。雖然Powerpack還沒有給出具體的技術參數，但有媒體報道，其成本僅為每千瓦時250美元。這意味著儲能技術在經濟上開始具有吸引力。
廈門大學能源經濟與能源政策協(xié)同創(chuàng)新中心最近進行了一項研究，即利用特斯拉的Powerwall和Powerpack，針對中國目前的峰谷電價政策，建立優(yōu)化套利模型，對各省的儲能投資收益及外部影響進行分析，量化分析各種影響因素改變后對儲能投資收益水平的影響。其基本思路是從電網角度出發(fā)，使儲能系統(tǒng)充分發(fā)揮調峰的作用，再確定儲能技術的經濟性和投資收益。
中國的輸配電主要由國家電網、南方電網投資和實施運營，而電價由國家發(fā)改委根據電網公司的成本結合地區(qū)發(fā)展情況來制定。由于資源稟賦、地理條件和經濟發(fā)展水平不同，各省的電價有較大差異。目前許多電力輸入省份都實行峰谷電價政策，即差別峰谷電價，鼓勵消費者在非高峰時段增加電力消費，在高峰時節(jié)約用電，有利于均衡供應電力。
通過對不同地區(qū)儲能投資的經濟性評價，該研究發(fā)現，部分地區(qū)儲能投資已經能實現收益。在不需要補貼的情況下，投資儲能可以獲利。收益的水平除了受到電價差的影響外，也與峰谷時間段的劃分有關。如果從電網角度出發(fā)，考慮如何定價能夠使儲能系統(tǒng)充分發(fā)揮調峰作用，那么儲能技術的經濟性可以大大提高。該項研究結果還說明，當儲能投資達到最優(yōu)規(guī)模后，電網的負荷將更加均衡，電廠也可以以更加穩(wěn)定高效的模式運行。因此從投資潛力上看，將有很大的發(fā)展空間。
差別電價政策有助提高
電池儲能技術盈利能力
顯然，目前的研究還很粗淺，由于種種限制，還無法充分考慮影響電池經濟性的各種因素。比如說，第一，由于電能存儲和轉換的過程中會帶來一定的損耗，但其占總耗電量的比例并不大?？紤]到由于電源端及電網運行效率提升的作用，儲能大規(guī)模發(fā)展后對碳排放的影響還需要進一步分析。第二，儲能可以減少電網投資和電源投資的外部性。這些外部性如何合理定量地評價，如何與儲能的成本進行對比，將是很有意義的問題。但是比較確定的是，如果充分考慮環(huán)境外部性，儲能技術的經濟性將可能大幅增加。
對于電網而言，發(fā)展電池儲能技術或許可以從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，大規(guī)模擴大可再生能源發(fā)電的份額，確實提高上網、并網率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。對于政府而言，制定更有針對性的差別電價政策，不但有助于提高電池儲能技術的盈利能力，還可以在更大程度上優(yōu)化電力資源配置，提高電力系統(tǒng)的總體發(fā)電效率。
儲能技術不容忽視
該研究還有很大的局限性，沒有就儲能技術發(fā)展對提高可再生能源滲透率，以及對分布式和微電網發(fā)展的影響進行評估?？梢哉f，該研究還難以證明目前儲能技術的有效性，而僅僅是想簡單地看看儲能技術究竟離我們有多遠。但這種探索性的研究是重要的，因為一旦儲能技術有所突破，世界的能源市場就可能會發(fā)生巨大變化。這種變化將使得我們的能源消費更加清潔，電網和發(fā)電廠的運行更加高效，可再生能源的使用比重也將得以大幅提高。由于這種改變才剛剛開始，沒有能夠直接感受到這些變化的影響，因此也很容易將其忽視。
可見，儲能技術不容忽視。近年來的技術進步使得儲能技術漸行漸近。在可以預見的將來，儲能技術的技術可行性和經濟性將因技術進步而得到進一步增強。這種變化將深刻地影響世界的能源供應方式和能源結構，并將對傳統(tǒng)的能源企業(yè)以及生活方式產生巨大影響。
（作者單位：廈門大學能源經濟與能源政策協(xié)同創(chuàng)新中心）
