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专家解读 | “风光水火储”与“源网荷储”两个一体化

北极星储能网  来源:中关村储能产业技术联盟    2020/11/16 8:44:28  我要投稿  

北极星储能网讯:11月11日,中国能源研究会年会2020-储能分论坛在北京成功举办,会议主题聚焦“储能创新应用促进多源融合发展”。会议最后进行了以“风光水火储”与“源网荷储”两个一体化建设”为主题的圆桌讨论专家们围绕“十四五”时期全面实现储能规模化和商业化发展面临的关键难题,从储能产业创新发展的技术本体、应用实践研究、政策机制、市场前景展望等多维度,深入探讨了储能创新应用促进多源融合发展路径等方面展开了广泛交流和探讨。

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主持人:国网调度中心教授级高级工程师裴哲义

研讨嘉宾:电规总院规划研究部新能源处副处长苏辛一

内蒙古电力公司原总工岳建华

华能清洁能源技术研究院储能项目开发部主任刘明义

南瑞继保电气研究院柔性输电研究所副所长刘为群

国网江苏省电力公司经济技术研究院副院长郭莉

主持人裴哲义:各位领导、专家,下面有请5位嘉宾,今天圆桌会议讨论的主题是“风光水火”与“源网荷储”两个一体化的建设。

PART 1

主持人裴哲义:苏处长,您参加了“十三五”“十四五”规划,起草了三年行动计划大纲,包括源网荷储一体化指导意见。请您结合“十四五”规划,谈一谈“风光水火”与“源网荷储”一体化的情况。

电规总院苏辛一:我先抛砖引玉谈一下我的个人体会。能源局、发改委在制订“十四五”规划的时候,很多大的思路还在讨论。因为现在中央的建议刚出来,很多新的边界条件现在还在制订当中。我也只是谈一下粗浅的认识。

首先,我主要从我了解的电力“十四五”发展情况来谈,我们觉得电力已经进入了新时代,一定要坚持高质量发展,这是一个大的基调和前提,高质量发展有三个重要内容:安全、绿色、高效。这三方面有点像很多领域里面三角形,比如经济不可能三角形,能源也确实这样,这三者比较难以兼顾。传统更注重的是安全和高效,现在我们提出来要控制、要下调工商业供电价格。但是同时总书记又提出来碳中和的目标,如何实现呢?这确实是一个非常重要的新命题。

我们认为,要破解能源电力安全、绿色、高效不可能三角形的一个重要措施是技术创新和体制机制创新,包括储能以及储能所带来的,从新技术衍生出来的一些新模式、新业态,为我们破解这个不可能三角形创造一个可能,实现安全、绿色、高效、高质量发展。现在大的方面还是总书记提出的能源安全新战略,安全是未来支撑现代化国家建设的重要保障。在安全的基础上如何把绿色能源的比例提高,同时控制电价。现在风光水火储和源网荷储两个一体化就是在这样的大背景下提出来。

为什么要提一体化的概念呢?我的个人理解是一体化是在一定的范围内,一种局部的优化。理论上,就是数学里的优化函数,要实现全局优化,可以建一个大的优化模型,把所有变量都放进去,这样求解出来可能就是一个最优的解,或者按照以前计划经济的设想,中央把所有的事情都定好,按照这个执行可能就是最优化的,但是实际上很困难。在全局优化达不到的情况下,通过市场主体的作用去进行整合,实现局部的、区域的优化,我们觉得这是一个很重要的思路和方向。

两个一体化的第二大背景是在当前国家电力运行体制下面,市场机制还不是特别完善,不管是中长期交易还是现货市场交易,都不是非常完善,需要充分发挥市场的手段。从国外市场经验来看,第一,市场容易失灵,第二,市场有交易成本。从这个角度说,通过一体化,在规划、建设、运行当中适当的通过一体化手段,通过市场主体,包括源网荷储各方面的主体进行协调,能够实现一定程度的优化,目的就是提高电力系统的运行效率,满足高质量发展需要。这是我理解的两个一体化的思路。

PART 2

主持人裴哲义:岳总长期在电网公司工作,对储能和电网、微电网都有深入的研究。请您谈一谈对“十四五”发展规划和“两个一体化”的认识和建议?

岳建华:最近内蒙古能源局批复的“两个一体化项目”开工了,分别落地的通辽和乌兰察布,两个项目的规模都很大。从京津冀地区大气污染防止计划开始,陆续好多工厂迁到内蒙。在整个内蒙地区,近两年乌兰察布市电量超过了包头,通辽的负荷也相对比较紧张。就内蒙当地情况而言,短期新建火电的可能性相对比较小。即使要建设,建设火电的周期,从前期到后期并网运行,没有两三年是实现不了的。

“风光水火储一体化”里面,除了省级和县级这样的规模,我觉得还有一个跨省级的规模。“风光水火储”过去对外输送必须有火电,而且火电占比比较大,如果没有火电支撑,大规模的输送全靠可再生能源肯定是不行的。“源网荷储一体化”也含了未来可能要远距离输送,输送过程中,火电的比例可能要降下来,因为要减碳。另外,根据整体的发展情况,火电总体数量下来以后,这种跨省的输送里面,我认为未来电化学储能和其他方式的储能肯定要上去,这是根据这两个“一体化项目”的我的第一点理解。“源网荷储”一体化主要是针对园区的,可再生能源发展到今天,技术和电价问题可能已经不是制约因素了,最主要的发展瓶颈还是消纳的问题。近两年的风电、光伏电价大幅度降低,现在的风电规划设计寿命是20年,当前风电行业做了很多寿命管理工作,要把基础寿命提高30-35年,所以未来成本还要大幅度往下降,这也是一个先决条件。

另一个是风电利用小时数的问题,现在国内都在大幅度提高单机容量,风电利用小时数实现3500小时-4000小时是完全有可能。刚才谈到通辽项目,按照3400多小时来规划,但是实际核算是按照3200小时,这里包含了15个多亿的储能投资。上网电价是3毛多一点刨除储能的成本折算,还剩2毛多的电价。

据了解通辽项目是根据当地风资源的情况定制化的,在四个期限所有的风电都装了测风塔,而且是不同的高度。根据这些数据反过来推,专门为该区域进行最优化设计。这样的话利用小时数有了一定的余量。

未来储能的加装比例、储能成本和当地的上网电价是一个非常重要的因素,此外还包括运行小时数、后续风电光伏价格大幅降低。有了这些先决条件,未来像内蒙这样的大型项目就有机会把电价降下来,储能可以大幅度发展起来。

主持人裴哲义:谢谢岳总,刚才岳总说局部的优化跟整体还是分不开的,将来包括风光打捆外送。最后还是要通过局部的优化,就地的平衡,加上跨区的外送实现新能源的大规模消纳。大电网是一个方向,两个一体化还要靠大电网来支撑。

PART 3

主持人裴哲义:下面,请刘明义发言,刘总是华能清洁能源研究院的,可能是最早在电场风电光伏开展储能实践的人,也是对储能研究比较多的专家。请您从发电企业的角度,谈一谈对两个一体化的建议和想法?

刘明义:感谢裴总。近期参加储能的会比较多,从侧面反映储能在行业里面特别热,我作为发电集团说一下两个“一体化”的一些简单的看法。

先说风光水火储一体化,我理解就是对供给侧进行了优化调整。从华能来说,在一体化政策出来之前,舒董事长到华能以后就提了这个战略,我们叫两线两化战略,实际上就是大能源基地的考量。华能作为发电集团,现在是以大能源基地的形式来做布局能源体系,能源基地规模在千万千瓦级,实际上就是风光水火储这样的一体化打捆送出,但是不要狭义的理解“风、光、水、火、储”全都有,它是因地制宜的。说几个典型的基地,比如正在实施的甘肃陇东能源基地,规划在千万千瓦,这是以火电、风电为主的。内蒙锡盟基地以风电为主,锡蒙风资源比较好,还有火电、光伏、储能。沿海的江苏海上风电千万千瓦基地,这个基地是以海上风电为主。这些能源基地都是风光水火储一体化项目,实际上华能至少在两年前就已经在执行这个能源基地战略。

能源基地建设主要目的是要建设电网友好型的电源,在这样的情况下还要有一些相关的配套,比如调度问题。一旦基地实施起来,将来如何调度,涉及到和电网的结合。目前的调度来说还是火电调火电,风电调风电,这两个实际输出线路是一样,是不是能够进行打捆来调?怎么样能在这里面优化调度,还需要研究与规划。这是第一个一体化。

第二个是源网荷储一体化,原来称作综合能源或者是能源互联网等等,名称不一样,但是本质很接近,就是在需求侧进行响应,进行分层级响应,一体化上面有省级的,有县级的,最后是园区级的,从执行层面来看,特别是工业园区级的执行起来,可操作性更强。比如在某个工业园区进行综合能源的项目,比如医院,某个商务区来做。关于这两个一体化,我简要的说这些。

另外,从发电集团对储能需求的切身感受,我觉得既有诗和远方,也有眼前苟且。

先说“诗和远方”,储能是未来发展的必然的趋势,从新能源的角度上,装机越来越多,必然需要储能系统来的调节,这也是目前的共识。这是对固定储能的需求。

另外从总书记讲的我国能源安全战略上考虑,特别是我们国家的石油安全角度来看,储能的作用远不只是消纳新能源。集团舒董事长提出的未来电力系统发展应以推动能源清洁化、电气化、数字化、标准化为目标。第一个能源清洁化是共识,未来清洁能源将会快速增长,光伏、风电甚至光伏+储能和风电+储能的价格,至少和火电持平,甚至低于火电的价格。在这种情况下,将来清洁能源的发展是必然趋势,在经济性上可能比火电便宜了,甚至清洁能源+储能都比火电便宜,这样的话它的调节性会大大增强,所以对火电是一个替代。

第二个电气化。在能源战略上,电气化不止电力行业的电气化,交通领域占一次能源的比例大概20%,如果交通领域电气化以后,粗略计算,每年电能增长能够达到3万亿千瓦时,将会大幅提高对电力的需求。同时还有个巨大的作用,通过电气化实现对石油的替代,使我们国家彻底摆脱能源安全问题。未来交通领域乘用车和重型卡车的电气化也将是未来发展趋势,交通领域的电气化将是未来对电能需求的更大增长点。

再说说“眼前的苟且”,我们疲于奔波的就是各地政策的要求新能源电站必须上储能系统。但是储能的实际情况是我们某些风电场和光伏电站储能电站建完后并有进行充分使用,甚至有些就没有使用。这样会导致两个问题。第一,新能源电站本来就在盈亏平衡点上,加上储能,可能就导致项目亏损。因为每个区域的差异非常大,对储能迫切性是不一样的,一定要因地制宜的规划是不是该上储能。第二,新能源业主迫于成本压力,储能成本的摊销导致现在的储能系统的低价竞争,因为都知道上储能系统是为了并网,并不实际使用,这种情况下导致储能系统供应商的低价竞争,储能电站质量难于保证。这些对储能行业来说都是非常不利的。

主持人裴哲义:从储能的诗和远方到眼前的“苟且”,刘总都说了一些。我总结下,一个是现在发电企业也在做很多跟两个一体化理念相契合的大基地建设。另外提到了个别地区装了储能但是没有调度的问题,我想如果有需求不会不调的。因为现在最需要的就是调节手段,能调肯定调。但是不是也可能存在个别储能项目质量较差等问题,无法参与正常调度的问题?这里面具体问题还要具体分析。谢谢刘总。

PART 4

主持人裴哲义:下面有请南瑞继保电气研究院刘为群所长,刘所长是专门研究柔性输电的,请您从这个角度谈谈这两个“一体化”的认识、建议和希望。

刘为群:谢谢裴总,我来自南瑞继保,是设备厂家,对国家的规划了解并不是很多,我从设备厂家的角度来讲讲自己的理解。首先,接着刘明义总刚才讲的风光配了储能以后的运行,这个可能是有些问题,现在厂家把设备做出来了以后,用户投入了,怎么用?这个问题亟需指导性的技术要求或者规范,当然我们设备厂家也会在这块跟业主共同考虑看怎么用。

储能模式问题,储能现在非常热,但是这些年的发展不温不火,专业的储能厂家还是蛮困难的,因为没有很好的商业模式,最近两个“一体化”为储能的发展提供了一定的市场空间。

储能模式没有好的商业模式。刚才讲有的风电场有很好的效益,并网时间很长,实际上用那块的收益空间来把储能做上去,这不是所有的场景都适合的。有的人说储能太贵,成本较高。按照目前这种计价方式,储能成本是贵的,降低成本是技术和产品发展永恒的主题,这一点是应该的。但是在当前的情况下,技术和产品的发展一定有个过程,成本下降是有规律的,到一定程度以后下降速度也慢了,最后到达最低点,之后或许还会有一定程度的持平甚至上升。目前,成本要马上下降到商业模式能够支撑储能的大量应用,不太现实。当然这方面是厂家和技术发展的努力方向。

另外一方面,如何挖掘储能的价值?储能有很好的特性,调节性能很好,调节速度很快,部署非常方便。新能源并网带来电网运行困难的问题,大电网支撑的能源原来是稳定的,现在支撑不了新能源波动性,新能源要用起来就得想办法、想措施,储能是一个很好的支撑手段,但是它在这块的价值没有办法计量和计价,这一点需要政策做些引导和支持。现在两个一体化是一个引导,这个引导就是个好的开始。

对于两个一体化,实际上是政府看到新能源清洁发展的必然方向,但是将给电网带来巨大挑战,也影响电力系统的安全,涉及到我们国家的安全问题,因此政府制订了风光水火储,希望通过能源的多源互补解决波动性,提升清洁能源的应用,支撑能源转型,清洁发展。我理解风光水火储本质上是为了解决新能源的发展问题。

源网荷储在用户端,用户端也一定有新能源,也一定有波动的负荷。前面的专家讲到,原来是源随荷动,现在是荷源互动,源网荷储就是解决这个问题,目的都是用来提升清洁能源的消纳力度,解决能源发展、能源转型的问题。这是个非常好的开端,储能在里面起到一定的作用,适度的配置出来,不是大量的应用。储能在两个一体化当中占有非常重要的地位,也是关键的技术和支撑。

我建议,我们企业在这两个一体化过程当中应该注意以下问题。首先,我们在一体化当中用到储能的时候一定要把储能的技术和产品做好,把它的作用发挥出来,这一点是非常重要的。不是为了摆在那个地方,一定要在技术上满足一体化的要求,能够跟光伏、风电互补,其次是质量上要可靠。

储能行业我们一起努力。谢谢!

主持人裴哲义:刚才刘为群从产业的角度对两个一体化谈了一些意见建议,两个一体化建设未来可能对输电也会提出新的需求。一是就地消纳,一是怎么样使波动的电力变成平稳的电力往外送,可能对输电技术这块,也会提出一些新的需求。

PART 5

主持人裴哲义:最后有请国网江苏省电力公司经济技术研究院副院长郭莉院长。我们国家从电网侧来说实践最早的就是江苏镇江储能项目,现在也是世界上最大的电网侧项目之一。郭院长在这中间做了大量的设计工作。郭院长,请您结合“十四五”规划,谈一谈对两个一体化的认识和建议。

郭莉:感谢裴总,也感谢俞总,今天有这样近距离聆听两个一体化政策讨论的机会。刚才徐处介绍了国家能源局最新的举措,我们院从2-3年前开始关注储能领域的研究,感受特别深,既经历了当时非常火热的市场状态,也经历了“低谷期”。现在国家层面出了两个一体化建设文件,我们认真学习了一下,从基层的角度来看待这个文件,我们感觉政策的导向作用是非常重要的,也会带来非常深远的影响,下面我谈一下个人观点。

两个一体化,无论是风光水火还是源网荷储,都是从源端到荷端,从整个的供需全链条引导能源做一个合理的布局,储能肯定是其中的一个部分。作为地方,在两个一体化的进程中有很多的方向可以去探索,比如说大家都特别关心的统筹规划问题。确实是,如果我们把储能作为一个重要元件,或者作为一个基本的技术去进行统一规划,对这个行业的引导作用将会非常巨大,也会引导储能产业往良性方向发展。首先做一个合理的布局,更重要的是在建设时序上做一个合理的规范,但是目前业内仍有很多的顾虑,尤其是各方的盈利点在哪里?

对于储能的规划布局,我们江苏也在做这方面的研究。本身而言储能是有很多的应用场景可以使用的,比如说大家都关心的新能源消纳的问题,因为江苏有江苏的特殊性,地域上是一个狭长的地带,基本上90%的新能源都在苏北,负荷的中心在苏南,根据系统运行需要灵活的配置一些储能,能够发挥储能促进消纳的作用。另外,对于储能的安全稳定性,大家也是有共识的,因为储能毕竟有毫秒级的响应速度,此外储能在综合能效提升方面表现也很优异。上述这些跟储能选点、布局都有一定的关系,目前正在研究,还没有办法形成一些结论性的意见。

另外,商业模式也是大家都非常关注的问题,怎么样让它发挥最大的价值?我个人观点是,经济性应当交由市场决定,相信大家都看好储能发展方向,都希望能够把储能市场培育好。市场的存在能够促进多方共同发展,只有在市场良性健康发展的情况下,相关企业才能焕发出力量,做好技术研究、设备研发。此外,我感觉引导政策也是很重要的,至少两个一体化给出了一个方向,大家要朝这个方向去努力。

另外,从实践环节来看,管理流程还可以进一步完善,比如土地征用、环境评价、安全性、消防,甚至包括最后储能电池的回收环节等等,进一步理清这些环节的管理制度、管理界面,能够促进储能产业长期健康发展。

最后是推动示范应用,我们惊喜地看到这次国家能源局公布了一批储能科技创新试点示范项目,我相信会起到非常好的引领作用。从国家层面推动储能发展,在全环节、全链条进行示范推动,能够引导地方政府,也引导各个管理环节共同重视,做好项目的开发,我想对整个储能产业的布局来讲,都会发挥健康的促进作用。

ENDING

主持人裴哲义:谢谢郭院长。通过各位专家的意见我说点感受。两个一体化,风光水火储是源端的,说的都是发电端的事。源网荷储说的是更大范围的事,是整个系统的事。一个是局部,一个是整体,一个是网端,一个是系统。两个一体化从根本上来说都是解决电网的灵活性问题。无论是风光水火储还是源网荷储,都有一个“储”字,都离不开“储能”。

通过两个一体化的实施来探索利用储能促进我国新能源的发展。在未来电力系统发展过程中,特别是在“十四五”甚至“十五五”,储能将会起到一个非常重要的角色,我相信储能对我们国家的能源转型将起到一个重要的作用。

圆桌对话到此结束,谢谢大家!

原标题:专家解读:两个一体化如何助推能源转型?

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