儲能技術利用突破北方風電瓶頸

我國北方地區(qū)風力資源豐富，同時風電也是目前技術最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源類型。隨著風電的快速發(fā)展，一些問題也開始顯現，尤其是北方地區(qū)風電限電，成為影響風電產業(yè)發(fā)展的瓶頸。為解決風電限電問題，應大力發(fā)展壓縮空氣儲能、棄風供熱等技術以突破我國北方地區(qū)風電可持續(xù)發(fā)展瓶頸問題。

風電瓶頸

2011年我國繼續(xù)保持全球風電裝機容量第一的地位。至2011年年底，中國內地有30個省、市、自治區(qū)全部建有風電場，風電累計裝機超過100萬千瓦的省份超過10個，其中超過200萬千瓦的省份9個。北方地區(qū)由于具有資源豐富、施工條件較好、可規(guī)?；_發(fā)等優(yōu)勢，一直是風電開發(fā)企業(yè)重點開發(fā)區(qū)域，為我國新能源利用的主力戰(zhàn)場。但是隨著近年來北方地區(qū)大規(guī)模集中開發(fā)風電，就地消納能力差，加之電網建設相對滯后，進入冬季頻繁發(fā)生棄風現象，使得北方地區(qū)風電場的經濟效益打了折扣，同時帶來可再生資源的巨大浪費。

北方地區(qū)棄風限電的原因主要有以下三個方面：一是電網接入能力未能滿足電源要求。由于我國部分地區(qū)電網輸電能力受限，電源建設超前于電網建設，使風電機組無法接入或接入受限。二是北方地區(qū)供暖季供熱機組負荷壓縮風電負荷。我國北方地區(qū)供暖期內供熱機組采用“以熱定電”的調度模式，為滿足正常供熱負荷，熱電聯(lián)產機組一般要求增加電負荷。當地用電負荷沒有有效增長時，就會限制風電負荷，造成棄風限電。三是就地消納能力有限。部分經濟欠發(fā)達地區(qū)電源消納范圍內負荷有限，遠距離輸送不配套時，風電負荷受限。

儲能技術

儲能方法可分為物理、電磁、電化學和　 相變儲能四大類型，其中物理儲能技術（包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能）采用水、空氣等作為儲能介質，并且儲能介質在存儲釋放過程中不發(fā)生物性變化。目前，抽水蓄能電站是目前廣泛使用的物理儲能技術，但北方地區(qū)受水資源分布、選址條件、大規(guī)模移民、建設周期長等條件的制約，可開發(fā)建設的地區(qū)和規(guī)模有限，無法滿足電網因風電快速發(fā)展而快速增長的調峰需求。物理儲能中，壓縮空氣儲能適用的功率等級和技術成熟度高，是一種適合大規(guī)模、超大規(guī)模電力系統(tǒng)的電力儲能技術，目前已實現了商業(yè)化應用?；瘜W儲能包括鉛酸電池、鋰電池等利用化學元素作為儲能介質，因儲存釋放過程中存在儲能介質的二次污染，目前尚未達規(guī)?；?、商業(yè)化程度。

因此，壓縮空氣儲能技術恰恰克服了抽水蓄能在應用中的受限約束，其選址條件和建設環(huán)境要求相對簡單，建設周期短、系統(tǒng)靈活度高、調峰能力強，特別適用于我國北方風能資源富集而水資源匱乏的地區(qū)。該技術的應用能夠很好地解決風電限電這一限制我國北方地區(qū)風電發(fā)展的瓶頸問題，是一種極具開發(fā)潛力的儲能技術。目前，美國、德國的壓縮空氣儲能電站已經成功運營二、三十年，正在朝著大型化、自動化的方向發(fā)展，技術經驗證已經成熟穩(wěn)定。

另一種可實現商業(yè)化的儲能系統(tǒng)為電能蓄熱系統(tǒng)，即將電網低谷間不能上網的電量作為能源來加熱蓄熱介質，并將其儲藏在蓄熱裝置中?；蚶酶邷厮顭?，將水加熱到一定的溫度，使熱能以顯熱的形式儲存在水中，當需要用熱時，將其釋放出來提供采暖用熱需要。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是：平衡電網峰谷負荷差；充分利用廉價的低谷電，降低運行費用；系統(tǒng)運行的自動化程度高，無噪聲，無污染，無明火。

儲能技術可以削峰填谷、節(jié)約能源；

儲能對于提高電網應對事故的處理能力、提高電網效率、提高電能質量以及保證電網安全有重要意義。

發(fā)展建議

為了解決當前風電大規(guī)模開發(fā)的技術瓶頸，降低風電間歇性及波動性對電網穩(wěn)定性的影響，減少棄風限電對電力企業(yè)的影響，在風電集中開發(fā)的我國北方地區(qū)建設大規(guī)模儲能電站，利用儲能電站的雙調節(jié)功能，低谷吸納電網多余電力儲能，減少風電棄風；在用電高峰期為電網提供快速優(yōu)質的調峰電源，增強電網調峰能力，進而提高電網運行的安全穩(wěn)定性和風電機組利用率，減少風電棄風和提高清潔能源發(fā)電比例。

同時，利用北方地區(qū)冬季風電棄風停機發(fā)電供熱，替代當地燃煤鍋爐，緩解電網調峰壓力，充分利用夜間低谷電制熱蓄熱，具有典型的蓄能作用，對于減少各種排放、降低一次能耗和緩解當地一次能源緊張等方面具有非常積極的作用。

在實際應用中，規(guī)模化利用儲能技術尚存在如下兩方面的制約因素：成本性制約，企業(yè)選擇技術方案必須考慮系統(tǒng)經濟性指標，而目前能夠實現商業(yè)化的如壓縮空氣儲能對關鍵設備的選擇要求仍比較嚴格。因此關鍵材料、關鍵設備制造工藝和能量轉化效率等因素直接影響系統(tǒng)經濟性。政策性制約，國內2010年通過的《可再生能源法修正案》中第一次提到利用儲能技術，而后國家各相關部委與省級政府出臺了部分法規(guī)、規(guī)劃等，但是目前國內尚沒有完善的鼓勵儲能規(guī)模化推廣的政策法規(guī)出臺，如儲能補貼、電價等。從國外發(fā)達國家儲能產業(yè)發(fā)展軌跡分析，政策對于產業(yè)發(fā)展至關重要。

來源：中國電力報 作者：胡國棟

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