中國工程院院士劉吉臻：新型電力系統(tǒng)建設(shè)將成為儲能發(fā)展的核心推動力

中國電力企業(yè)管理 · 2023-12-01 10:00:40

儲能發(fā)展要因地制宜、對癥下藥，同時也要兼顧安全性和經(jīng)濟性......

近日，在“2023年全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇儲能產(chǎn)學研融合發(fā)展分論壇”上，華北電力大學教授、中國工程院院士、新能源電力系統(tǒng)全國重點實驗室主任劉吉臻深入闡述了我國能源轉(zhuǎn)型的背景及發(fā)展思路，對儲能在新型電力系統(tǒng)中的定位、發(fā)展方向和問題挑戰(zhàn)展開了詳細分析。

劉吉臻表示，新型電力系統(tǒng)建設(shè)將成為儲能發(fā)展的核心推動力，新型儲能發(fā)展的應(yīng)用場景、儲能規(guī)模、儲能時長及應(yīng)用地區(qū)，都需要因地制宜、對癥下藥，同時也要兼顧安全性和經(jīng)濟性。

我國能源轉(zhuǎn)型的背景及發(fā)展思路

2022年，我國一次能源消費總量折合54.1億噸標準煤，占世界能源消費總量的26.5%，超過1/4；煤炭、石油、天然氣和非化石能源占一次能源消費總量比重分別為56.2%、17.9%、8.4%和17.5%；煤炭消費30.4億噸標煤，占世界消費總量的54.8%，超過1/2；能源相關(guān)二氧化碳排放量105.5億噸，約占世界二氧化碳總排放量的1/3。

劉吉臻指出，我國仍處于“煤基能源時代”，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)難以根本改變，我國面臨著煤炭仍占主導地位、環(huán)境污染碳排放高、用能效率較低、新能源技術(shù)創(chuàng)新能力不足、能源安全形勢嚴峻等種種問題與挑戰(zhàn)。

新型儲能發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)最新動向

近年來，在推進能源轉(zhuǎn)型與構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的大背景之下，儲能產(chǎn)業(yè)受到全社會、全球各國的高度關(guān)注，我國新型儲能技術(shù)研發(fā)、儲能系統(tǒng)集成、儲能示范應(yīng)用、儲能產(chǎn)業(yè)化等領(lǐng)域發(fā)展極其活躍。

當前，全球儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下四大發(fā)展特點和趨勢：

第一，全球儲能產(chǎn)業(yè)處于快速增長期。截至2022年底，全球已投運儲能項目規(guī)模達到2.4億千瓦，同比增長15%。2022年，儲能新增規(guī)模超過3000萬千瓦，比2021年翻一番。其中，中國、歐洲和美國新增規(guī)模占比分別為36%、26%和24%，三者合計占全球新增市場的86%。

第二，電化學儲能將成增量主體，負荷側(cè)儲能呈爆發(fā)式增長。截至2022年底，全球電化學儲能累計裝機4500萬千瓦，年增長率達到80%，其中鋰離子電池仍占據(jù)主導地位。

第三，新型電力系統(tǒng)建設(shè)將成為儲能發(fā)展的核心推動力。據(jù)有關(guān)機構(gòu)預測，從2022~2050年，全球風光等新能源發(fā)電量占比將由14.4%提升至50%，電力在終端能源消費中的占比將由20%提升至50%以上。

第四，儲能技術(shù)成本下降和政策布局將助推產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴張。隨著技術(shù)日漸成熟和產(chǎn)能擴張，儲能成本快速下降，以鋰離子電池為例，2022年全球平均價格約150美元/千瓦時，比2013年下降了近80%。

值得關(guān)注的是，我國新型儲能發(fā)展勢頭非常迅猛。截至2022年底，全國新型儲能裝機規(guī)模約870萬千瓦/1805萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。全國已投運新型儲能項目中，鋰離子電池占比約94.5%，鉛酸(碳)電池占比約1.7%，液流電池占比約1.6%。壓縮空氣儲能發(fā)展提速，占比約為2.0%。

當前，規(guī)模化應(yīng)用的新型儲能技術(shù)主要有鋰離子電池儲能、液流電池儲能和壓縮空氣儲能；試點示范的新型儲能技術(shù)主要有鈉離子電池儲能、抽汽蓄能、壓縮二氧化碳儲能、重力儲能、氫（氨）儲能、飛輪和超級電容器。

固態(tài)電池、金屬空氣電池、多電子二次電池、熱泵儲能、液態(tài)空氣儲能等技術(shù)領(lǐng)域是研究熱點，但多數(shù)技術(shù)仍處于實驗室研發(fā)階段，距離規(guī)?；瘧?yīng)用仍有一定距離。

需要重新評估儲能在新型電力系統(tǒng)中的地位和作用

“電荷最大的一個缺點是難以實現(xiàn)大量的堆積。截至2022年，全球電化學儲能累計裝機4500萬千瓦，但與更為龐大的發(fā)電裝機相比，儲能所發(fā)揮的作用很有限，且新型儲能也無法提供保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行所需的轉(zhuǎn)動慣量等必要元素?！眲⒓檎f。

對此，他分析道，“在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中，關(guān)鍵還是在于‘源網(wǎng)荷’環(huán)節(jié)實現(xiàn)供需協(xié)同、靈活智能，儲能在新型電力系統(tǒng)中也必將有發(fā)揮其作用的一席之地，新型電力系統(tǒng)建設(shè)也將成為儲能發(fā)展的核心推動力?！?/p>

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