2025年3月27日,第三屆中國儲能大會召開。國網能源研究院總經理(院長)、黨委副書記魏玢出席大會并發表題為《新型儲能賦能電力系統:調節、平衡與創新》的主旨演講,深入探討新型儲能技術在電力系統中的關鍵作用及其發展趨勢,為推動我國能源轉型和新型電力系統建設提供了重要思路。
魏玢指出,我國新能源資源豐富,近年來風電、光伏開發利用速度迅猛,2024年新能源裝機規模已達14.5億千瓦,首次超過煤電裝機比例,電量占比達18.5%,新能源利用率連續六年超過95%。然而,新能源發電出力的隨機性、波動性以及大量電力電子裝備并入電網,給電力系統帶來了保供、消納和穩定等多方面的挑戰。新型儲能憑借其調節速度快、可充可放的特點,成為構建新型電力系統的關鍵賦能技術。
魏玢從六個方面闡述了新型儲能的重要性及其在電力系統中的功能定位。首先,新型電力系統對新型儲能的需求日益迫切。新能源保障出力能力不足,特別是在用電高峰時期,電力支持能力受限,部分地區還可能出現連續多天無光、無風的氣象條件,長時間電力平衡問題凸顯。在消納方面,新能源裝機增長速度超過系統調節能力增長速度,利用率可能下降。安全穩定方面,電力系統技術特性發生質變,運行風險面臨新挑戰。新型儲能能夠有效解決這些問題,通過技術創新,如構網型儲能,可助力新能源大規模接入。
其次,新型儲能具備多維調節功能。一是滿足系統爬坡需求。隨著新能源占比增加,凈負荷曲線變化顯著,電力系統快速爬坡需求增大。如加州2020年8月14日因光伏出力快速下滑,其他電源未能及時跟上,導致輪流停電事故。我國山東也面臨類似問題,新型儲能及抽水蓄能可提供快速響應,滿足爬坡需求。二是滿足日內調節需求。新能源快速發展帶來巨大日內調節需求,國家電網公司經營區域內2024年新能源裝機規模達2.67億千瓦,最大日波幅波動超2.5億千瓦。新型儲能充電電力達3000萬千瓦,促進新能源消納210億千瓦時。三是滿足長周期調節需求。未來“十五五”期間,為實現安全保供,需具備跨周靈活調節資源。如南方梅雨期間光伏出力受限,預計2030年最大周調節需求將占同期用電量需求的20%,未來需求還將擴大。目前抽水蓄能與電化學儲能尚不具備長時間儲能能力,發展新能源制氫并通過清潔發電反哺電力系統,可能是解決長周期平衡的有效方案。
第三,新型儲能的電力平衡能力至關重要。電力平衡需求取決于最大負荷增長,“十四五”期間國網區域內最大負荷每年增長7400萬千瓦,預計“十五五”期間全國年均增長1億千瓦。火電、核電、常規水電參與電力平衡能力較強,但面臨碳排放約束和開發潛力有限等問題。新型儲能及抽水蓄能發展迅速,準確評估其電力平衡能力對電力規劃意義重大。新能源裝機規模大但參與平衡能力弱,風電參與平衡能力僅占裝機容量的5%到15%,光伏發電在大部分地區基本無法參與平衡。2024年國網經營區域內新型儲能發揮良好保護作用,預計“十五五”期間新增新型儲能1.8億千瓦,有效容量1.6億千瓦,可滿足超過四分之一的保供需求。新型儲能與煤電有一定替代作用,但會帶來成本上升,且儲能規模達到一定程度后邊際保供能力會下降。綜合考慮保供、消納和經濟性,新型儲能將提供27.4%的保供需求作用,還需提供31.7%。新型儲能電力平衡能力存在飽和效應,與電源結構、負荷特性及新能源滲透率密切相關,尤其日調節儲能電力保供能力會隨電力缺口增大而出現飽和效應。電力缺口占比低于最大負荷20%時,配置新能源可彌補缺口,但有效容量系數會隨缺口時長增加而降低,此時需考慮新型儲能、常規電源及跨區輸電共同保障供電。
第四,新型儲能功能定位演變。實現雙碳目標過程中,電源結構向清潔化發展,非化石能源比例增加,新能源加儲能將成為電力供應重要支撐。鑒于新能源發電出力特性,各類電源功能定位亟待變化。煤電將從發電為主向調節支撐性電源轉變,新能源向發電主體轉變并增加儲能功能。抽水蓄能未來在平衡方面將多元化,具備長時間壓水能力,保障聯網并為系統提供支撐。新型儲能將在調峰方面發揮更大作用,成為調峰能力重要組成部分,提高新能源出力穩定性,彌補傳統電網電源調節速率不足問題,提升配電網承載力,滿足短時間用電高峰需求,減少電動汽車等大功率元件對電網沖擊。
第五,新型儲能催生新業態。新型儲能作為新型市場主體,是新型電力系統新業態重要組成部分。推薦自制型分布式能源系統,因地因網制宜融合分布式新能源、儲能、多元負荷和非能需求,通過先進技術實現能源網荷儲碳協同,與大電網形成安全保障共同體。分布式智能電網應具備自平衡、自安全功能,實現小微化、綠色化、數字化、共享化,與大系統融合發展。虛擬電廠作為熱門新型主體,也是新業態創新方向。在電網側,新型儲能可對農村電網配電臺區快速增容,治理電源質量,保障安全可靠運行,尤其針對農村電網季節性用電和末端網架薄弱問題,移動式儲能可發揮重要作用。
最后,魏玢對儲能發展政策提出建議。一是加強規劃統籌引導,統籌規劃系統調節能力,根據各地負荷特性、新能源出力特性變化,科學分析各類調節能力作用,實現合理配置和優化組合。二是加強長時間儲能技術研究,建議國家創新體系布局長期周期儲能關鍵攻關方向。三是完善市場機制,推動新型儲能健康有序發展。
(本文根據專家演講內容整理,未經本人審核)