储能(stored energy)是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。所以在储能系统的工作过程中并不生产电能,更不生产绿色电力,恰恰相反在储能系统能力的存储和释放过程中还会有明显的能量损耗,现在主流的储能技术中,即使系统效率较高的电化学储能整体效率也仅在80%左右。即我们充进去10度电但是需要用能时只能输出8度电,这样储能系统工作过程中就额外消耗了2度电,从这个视角看,我们可以认为单一的储能系统其实是会增加电力系统碳排的单元,但是为什么在国家3060碳中和碳达峰的宏伟战略中,储能是新型电力系统中不可或缺的一环甚至是极其重要的一环呢,本文先给大家相关概念及机理做简要的解释为铺垫,为大家阅读后续连载的文章提供基础知识储备。
按照储能工作原理分,从大的范围上可以分为热储能、电化学储能和氢储能三种。由于篇幅原因,我们本次重点介绍的是目前大家关注最多的电化学储能相关内容。电化学储能狭义来讲就是通过电池所完成的能量储存、释放与管理过程。我们整理了常规的几种电化学储能和机械储能的基本原理及优缺点分析供大家参考。
储能在新型电力系统中的应用场景主要分为发电侧储能、电网侧储能及用电侧储能三大类。前面有介绍过从单一储能单元来看,其实无论是何种形式的储能都是会增加碳排放的,那么接下来给大家介绍下为什么储能对于新型电力系统非常重要。
在能源生产 与供应领域,现阶段存在能源的生产与供应无法同时达到“稳定”、“清洁”以及“廉价”这三方面的目标。这也被能源界称为能源不可能三角,我国2060年将实现碳中和,电网将在2060年前实现清洁能源占比超过80%的目标。该目标对于碳中和战略的实现非常关键。那我们又知道随着技术进步,相信清洁能源可以解决解决“清洁”和 “廉价”的问题,但是以风电和光伏为主的清洁能源,有着靠天吃饭的天然属性,我们的电力供给和天气有着非常强的关系,甚至像光伏,夜间不发电白天发电出力高,之前光伏一直被电力行业称为“垃圾电”正是基于这样的原因,讲到这里想必大家也都想到了除储能的重要性,储能作为大电网中的柔性负荷,可以在发电侧功率大于用电侧功率的时候进行电力存储,当发电侧功率小于用电侧功率的时候,进行协同电力输出,基于这样的模式,储能成为了解决能源不可能三角的重要一环。
双碳”政策的逐步落实,风力发电与太阳能发电作为较为成熟的清洁能源技术,已经成为未来替代传统化石能源的不二主力,在“碳中和路径规划”中更是明确表示,2030年中国风能与太阳能发电装机总量要达到12亿千瓦,而截止到2021年9月,中国风能与太阳能发电的装机总量仅为5.75亿千瓦,尚有50%多的空间,年均增长率可达9%左右。储能的接入必然会成为我国建设新型清洁能源为主体的大电网中的重要一环。
随着电化学储能技术的进一步提高、新的储能技术变革以及储能成本的迅速降低,我们相信以清洁能源为主体的新型电力系统会逐步形成,目前尚不可操之过急,新型电力系统中的更方都需要时间去完善自身的技术和提升技术经济性。储能提供的电力系统稳定性会成为新型清洁能源为主体的大电网的关键解法,在双碳大的战略目标下,储能受到各方关注,资本市场也屡次热捧,希望有关各方能够正确看待技术革新、应用普及及经济性平衡过程中的各种问题,埋头做好储能新型技术攻关、提升经济性,扎实做好储能技术普及及应用的推进工作,早日实现碳达峰及碳中和的宏伟目标。
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