儲能電池的簡單解析

一、電池儲能地位

從外部來看，我國是一個能源進口大國，60%的一次能源依靠進口，這給能源安全戰略帶來很大風險；從內部來看，我國電源結構體系中，煤電消耗占比60%以上(2016年往日)，改善能源結構，積極發展新能源和清潔綠色能源無疑成當務之急。

風能和太陽能是新能源發電的絕對主力，但均具有波動大、難預測等特點，而電池儲能具有調度應和快、配置靈活、控制精準、環境友好等特點，成為新能源發電的最佳搭檔，這已是行業共識并得到了國家相關部門認可。

雖然燃氣發電和抽水蓄能電站也能完成一部分新能源調峰工作，但平滑輸出和調頻效果遠不及電池儲能。聚集在同一個地方的風電與光伏發電雖然可自然平衡一部分輸出波動(如風光互補效應)，不過既無風又無光的時刻也會時有發生，因此配套一定規模的電池儲能電站是新能源電站實現跟蹤計劃發電的終極選擇。

據國家權威部門預測，到2030年，我國風光發電裝機容量將達到8.33億千瓦。假設按2%的比例來配套儲能，新能源發電配套用儲能裝機將至少達到1600萬千瓦。

與新能源發電配套的儲能電站有多種存在形式，光儲一體、風儲一體、風光儲一體等，從使用效果、利用效率、調度方便和商業模式等幾方面綜合考量，筆者認為百兆瓦以上規模的獨立儲能電站將占主流位置。

二、電池儲能價值

電池儲能既有經濟價值，更有社會價值(經濟價值以外的各種價值)，從某些角度來看，其社會價值遠超過其經濟價值，比如其軍事價值、電力安全價值、能源戰略價值等。僅從經濟價值來說，主要看其規模大小和使用場合，如充電寶只能處理一兩個手機用戶一天的移動使用問題；家庭儲能或備電應急儲能電源，只能處理一家一戶的部分用電或臨時停電問題；用戶側儲能通常只考慮利用峰谷電價差削峰填谷以及需求側應和等問題。

上述列舉的幾種儲能使用的經濟回報期都比較長或者沒有，甚至還存在一定的投資風險(比如用戶側儲能就有可能因為峰谷差價變小而延長預估回報期)。

相比之下，大規模儲能(100MWh以上)因應和速度快和控制精準以及具有雙向調節等特性，如能被電網調度使用在調頻調峰等電網安全策略范疇，社會價值巨大，同時回報也豐厚(主要是調頻服務費、容量服務費等)，然而前提是要有開放的電力市場(包括電力輔助服務市場)。

三、將來電池儲能的主戰場

盡管新能源微電網、分布式光伏發電以及用戶側調峰(削峰填谷)都會用到儲能技術，筆者認為電池儲能大規模使用范疇將是電網側輸配電等方面。百兆瓦以上規模的、獨立的、可被電網筆直調度的電池儲能電站，不僅可以保證電網的供電安全，還可以提高局部地區電能質量，電池儲能甚至還將顛覆傳統的電網設計理念和設計規矩，提高設備利用率，減少資源浪費，延緩增容建設周期。

隨著將來電力市場的逐步放開，電力現貨交易和電力輔助服務市場必將催生大批儲能電站的誕生。

四、儲能電池選擇

作為配合光伏發電接入，實現削峰填谷、負荷補償，提高電能質量使用的儲能電站，儲能電池是非常緊要的一個部件，非得滿足以下要求：

容易實現多方式組合，滿足較高的工作電壓和較大工作電流；電池容量和性能的可測試和可診斷，使控制系統可在預知電池容量和性能的情況下實現對電站負荷的調度控制；高安全性、可靠性：在正常使用情況下，電池正常使用壽命不低于1--5年；在極限情況下，即使發生故障也在受控范圍，不應當發生爆炸、燃燒等危及電站安全運行的故障；具有良好的快速響響應大倍率充放電能力，一般要求5-10倍的充放電能力；較高的充放電轉換效率；易于安裝和維護；具有較好的環境適應性，較寬的工作溫度范圍。

從初始投資成本來看，鋰電池有較強的競爭力，鈉硫電池和全釩液流電池未形成產業化，供應渠道受限，較昂貴。從運營和維護成本來看，鈉硫需要繼續供熱，全釩液流電池需要泵進行流體控制，增加了運營成本，而鋰離子電池幾乎不需要維護。依據國內外儲能電站使用現狀和電池特點，提議儲能電站電池選型主要為磷酸鐵鋰離子電池。不提議使用鉛酸蓄電池的原由是電池壽命問題，大品牌鉛酸電池在頻繁充放電的情況下約莫惟有2.5-3年的壽命，鋰離子電池的壽命會長很多。

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