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根据国家关于新能源产业的规划,预计到2020年,国家将累计投资3万亿元大力发展可再生能源。届时,我国可再生能源在全部能源消费中将达到15%。按照市场普遍预期,2020年我国电力装机达到1500GW,风电占比10%,即150GW。配套储能装置的功率按照风电装机容量的15%计算,约为22.5GW。如果储能装置单位千瓦造价按照4000元/kW计算,至2020年的10年间,储能市场规模约为900亿元。
这是一笔庞大的投资,但这笔投资无论如何都得考虑其经济性。目前的锂离子电池寿命一般为5年,摊薄至每年的投资接近400亿元。倘若这个配备比例提高10个百分点,则摊薄至每年的投资将达到600亿元,况且这还不算每年新增的风电规模机组和其他可再生能源。
积极开发新能源和储能技术,减少人类对化石能源的依赖,已成为业界和科技界研究的热门课题。在可再生能源中,风能和太阳能因来源丰富、取之不尽、用之不竭,并在利用过程中无环境污染或污染很小而特别引起关注,但风能和太阳能存在间歇性、不稳定性和不可控性等缺陷,为保证其供电的均衡性和连续性,储能装置成为风力发电、光伏发电系统的关键配套部件。因此,在利用太阳能和风能的同时,必须重视储能技术的开发。近年来,特别是在《中华人民共和国可再生能源法》出台之后,我国风力发电和光伏发电产业发展迅速,但大规模发展新能源仍存在技术瓶颈,主要是风力发电、光伏发电的并网技术、发电的间歇性问题需要成熟的储能技术加以解决。因此,在新能源装机容量提升的同时,必须同步提升储能容量,有效地改善其电能输出质量。
北京大学先进电池技术研究所执行所长邓楠先生表示,可再生能源的特点决定了这种能源要大规模的应用必须依赖于智能电网和储能技术的发展,而我国在智能电网领域已经取得了发展。
首先建立大容量电力储能装置对电网的合理使用能起“削峰填谷”作用,即通过储存电网夜间用电低谷时充足的闲余电能,然后到白天用电高峰时反馈输出平抑,这样可大大提高发电设备的利用效率,为国家节约巨额投资。我们知道为应对因城市发展出现的用电快速递增而造成电网不堪负荷的状况,电力系统每年都要新增大量投资用于为电网扩充容量的基本建设,但实际利用率却非常低。以上海2004年~2006年间统计数据为例,为解决全市每年约200小时的高峰用电负荷,仅对电网侧的投资每年就超过200亿元之多,而为此形成的输配电能力的年平均利用率却不到2%,造成了很大的浪费。
其次大容量电力储能装置的建立和发展还对提高供电可靠性和电能质量起了关键作用。我们知道随着煤、石油等天然能源的日益枯竭和环境污染日趋恶化,极大地促进了世界各国竞相开发新能源,其中最具代表性的风能、太阳能等清洁能源发展极为迅速,但风能和太阳能发电受季节、气象和地域条件的影响,具有明显的不连续、不稳定性,发出的电力波动较大,可调节性差。这给传统电网带来了不少的麻烦。经测算,如果风力发电装机占电网容量比例达20%以上,则电网的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战,而电力储能技术恰恰就是在很大程度上解决了风力发电和太阳能发电的随机性、间隙性和波动性等问题,可以实现其发电的平滑输出,并能有效调节因发电引起的电网相关参数波动,使大规模风力发电和太阳能发电能方便可靠地并入常规电网。
综上所述,大力发展电力储能技术,为智能电网配套建设大规模高效储能装置,这既可以缓解发电与用电的时差矛盾,又可以解决风能和太阳能等间歇式可再生能源发电直接并网对电网的冲击,调节电能质量。很明显电力储能技术的重要性不容置疑。没有电力储能,智能电网的实现是根本不可能的,并且随着可再生能源发电技术的快速发展,电力储能技术必将成为电网安全、稳定、高效运行必不可少的技术支撑,具有非常巨大的潜在市场。
当然电力储能现还存在着需要解决的这样那样问题,在技术上还有待于进一步地完善和提高,尤其对储能电池来说,其性能提高和成本降低将是影响储能产业发展的最为关键因素。我们深信前途是光明的,道路是曲折的,只要我们坚持不懈地去为之努力,电力储能应用的辉煌明天就一定会早日到来。
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