大規模儲能技術若成功,對電網的影響是怎樣的?

如果大規模儲能技術成功,是否會降低電網調度的重要性,從而使電網定價能力降低,電網的收入也降低?為什麼?


讓調度變得更容易,但只要電一天不能被大規模儲存(達到一個和水資源類似的儲存情況),調度的重要性就一天不會降低。電網定價能力不會降低,收入也不會降低,因為收取的是過網費,受區域和用電量的影響較大。

我對大規模儲能的定義是電網的好夥伴,新能源某種程度的終結者,甚至在很久遠的未來,如果儲能技術進一步成熟,還會成為電網的終結者。

新能源當下炙手可熱,發展前景一片看好,即使不是行業內的人,哪怕不知道電網是做什麼的,那也肯定聽說過風能,太陽能發電的鼎鼎大名。我雖然是堅定的新能源擁護者以及環保支持者,但有時覺得人類發展新能源滿足電力需求其實是有點沒辦法的辦法。畢竟好好的農場,海洋,山地,莫名出來一大片太陽能板,或者杵著一大堆風機在那裡呼啦呼啦轉,對環境的影響肯定不是一點沒有的,對美觀和人類生活的影響也是顯而易見的。

那到底有沒有更好的辦法呢?既能滿足人類的用電需求,也能儘可能的實現資源優化合理利用,還能減少新能源發電對人類社會的綜合影響呢?

為什麼需要新能源發電?

是因為缺電嗎?並不完全是這樣,尤其是電力基建早已高度完善的發達國家,其實並不是很缺電,他們更多的缺的是一種特殊的能夠快速響應的在特殊時期能夠快速滿足電網需求的電(有點。。。腎上腺素的意思。。?)。隨著電動車和電供暖在發達國家的普及,發達國家也需要更早的布局更多的發電設施以滿足需求,但整體上,他們並不缺電。而在發展中國家,尤其是快速發展的發展中國家,那是真.缺電,甚至很多地區的通電率依然很低。

是因為環保嗎?這個當然是主要原因之一。

是因為成本降低了嗎?這個是主要原因之二。

是因為傳統化石燃料發電遇到瓶頸了嗎?這個是主要原因之首。隨著人類社會的快速發展,導致用電量快速上升,而化石燃料的日漸枯竭,以及對環境造成的巨大影響,使得發展新能源是成為一種必然的歷史趨勢。

新能源發電不是萬能鑰匙

世界上的任何技術都不可能是完美的,解決了一個問題就總是可能帶來新的問題。新能源發電最致命的弱點就是不夠穩定,隨著風速和天氣情況發生變化,可預測性也相對較低。

尤其是太陽能,在陽光充足的中午發電量較多,但是大部分人都不用電,到了夜間用電量激增的時候,太陽能發電廠反而也選擇下班了。再就是到了冬季,用電量也激增,夏天新能源發電量大,不小心就被棄掉了,到了真的冬天需要的時候反而有時不夠用了。

到底什麼才是剛需?

這就要說回電的本質了,電是一種即刻生產出來就要被即刻消耗掉的產品。如果電是一種食物,那一定會是世界上最新鮮的食物。

當然啦,電也不是不能被儲存,電池就可以。但電池的作用終究是有限的,全世界時時刻刻都要用電,把電像水資源一樣先存進水庫(電池)再分流顯然是無法滿足社會運轉需要的,還憑空增加了成本。

於是,聰明的人類就發明了一個叫電網的組織,負責運輸電,把發電廠和用戶側連接起來,實現電的即產即消耗。這個過程電力系統平衡(產=消,因為無法儲存)就成了對電網最重要的事情。所以前面講到的新能源的特點就讓電網很頭痛。全人類社會和政府都在大力發展促進新能源,但是電網卻在每天兢兢業業的研究著雙向潮流和負荷預測,在保證系統平衡的同時也能更好的確保新能源的併網和消納。畢竟日日供電無人謝,一次大停電就分分鐘上熱門,還是世界範圍內的熱門。

新能源終結者

所以呢,問題的本質終究是電的無法長期儲存特性。如果電能大量儲存,那麼閑時(比方說白天和夏季)發的電存起來,留到忙時(比方說夜間和冬季)再用就好了,負荷預測也沒太多必要性了,電網調度說不定就失業了?這樣一來要那麼多發電廠做什麼,要知道幾乎所有的發電廠都會被時不時限電的,只是在特定時候需要救急而已。什麼叫真的商品短缺呢?真的短缺就三個字,買不到!

從救急的角度來說,無論是新能源還是傳統化石燃料電廠,想要在短時間(比方几十秒,幾分鐘內),迅速提高發電量是非常不現實的,這是由發電廠的物理特性決定的,有錢難買救急電。新能源的救急能力比火電廠還要差幾個等級,且新能源在大量替換傳統電廠。就在電網干著急,而世界卻都在為新能源歡呼吶喊的時候,一個以前默默無聞的英雄,終於長大成熟,橫空出世了。

這就是電池儲能系統。鋰電池的成本終於到了拐點,開始支持大規模的應用。電池一出手,以上問題全都解決了,就類似於水庫的作用,需要調用我有,有多餘的我存起來。其實儲能的作用又何止這麼單一,儲能可以幫助電網解決很多技術問題,但歸根結底,大規模儲能解決的根本問題是電的不易儲存性,這是電網的剛需,也是穩定電價格重要里程碑。

結論

為什麼說儲能是新能源終結者呢?因為當新能源發電體量足以滿足世界運轉需要時,配以大規模儲能系統,就不需要大規模併網更多的新能源發電廠了。因此,未來的電力系統由大型獨立電網級別儲能,和新能源+儲能構成,是必然趨勢。你覺得儲能有一天也會面臨一樣的問題?供應過剩?電池充不滿電,不需要放那麼多電?以目前電池達到的技術水平,以及電力消耗體量,這個擔心在50年內我覺得是不需要的。

在所有的儲能系統中,電池儲能獨佔鰲頭,電池存儲和放出的都是電能,不需要進行能量形式的轉換,抽水蓄能,飛輪儲能除了受地理環境的限制之外,相應速度也是有相當程度的限制,靈活性也與電池相差很多,還同時需要能量形式的轉換,不僅容易提高成本,還損失能量。

如果電池,或者任何一種新興技術,在達到成本拐點的基礎上,能同時達到極高的能量密度和更長更穩定的放電時間,那麼離大量新能源電廠被迫關停也就不遠了。

如果這種技術更進一步,變得像壁掛爐一樣方便安裝,甚至像充電寶一樣便於攜帶,還能自動吸收太陽能(比如太陽能板也迭代出了極高能量轉化率,或者核聚變。。。?嗯。。。?)轉化電能,那麼電網和微網被大規模拆除也就指日可待了。

當然啦,以上這兩種情況50年內也大概率不會出現。如果你看到一家研究類似技術的公司,如果有機會能占些股份,那麼傳到了曾孫輩,說不定他們會突然發現一筆天降橫財呢。短期之內么,電網級獨立儲能的大規模普及還是指日可待的。


儲能技術成熟以後,也就是成本和容量效率工具等特性達到理想效果以後,光伏發電的威力才會得到充分體現,也就是說,儲能技術是解決光伏對其他能源毀滅性替代的最後一個環節。等到電的來源普遍且成本很低,海水淡化就不是問題,農業得到改寫,北方缺水不成問題,形象夠大吧?光伏發電成本正在快速下降,而且電池形式正在向更高效率更長壽命,無需支架無需輸電線路的方向發展,無需支架也就是做成幕牆玻璃和窗帘形式,或者薄膜材料貼在建築物外牆上,發電能力已經足夠日常生活辦公使用,在儲能技術成熟後就能夠實現就地平衡,大功率的高壓輸電線路也就失去了目前的作用,這也是發改委在東南地區發展分散式光伏的原因,一來這部分地區電價較高,經濟承受能力強,能儘快實現無補貼平價上網,二來就地平衡以後對西部能源開發的需求下降,就不用建設過多的高壓輸電線路了。儲能技術的作用,可以明白了嗎?
大規模儲能技術——抽水蓄能電站么?調度的重要性絲毫不減,電價也不會有什麼影響吧。

大規模儲能技術如果能夠實現的話,將是實至名歸的第四次工業革命,將完全使人類進入電氣時代,擺脫化石能源的依賴。通常所說的新能源風電、光伏、光熱、地熱、潮汐都有一個關鍵的弱點就是出力不穩定,無法做到隨用隨發,如果大規模儲能技術實現,風電和光電將完全取代其他一切電力來源。在有風和有光時將發的電儲存起來,作為一個緩衝池,用的時候從緩衝池裡面穩定、平緩的輸出,這樣一舉解決了風光穩定以及無風光發電的問題。中東、美國、澳洲、西北這些光熱豐富的地區將成為全世界的電源,只需要從這些地區進口這種大型電池即可,可能一個電池足夠一個城市使用。如果這種儲能介質能夠進一步小型化、家庭化,將徹底顛覆電網,電力完全分散式供應。而且大型儲能是無法避開的必點技能,對於人類開發太空是必須的,畢竟在火星上只有光電和風電,可沒有煤電、核電和水電。

哪個國家能夠率先發明出大型儲能系統,哪個國家就將引領第四次科技革命。


目前大規模儲能技術如果成功,我覺得影響不大。因為畢竟新能源一個是少,一個是發電成本並不低。光想靠儲能系統降價可能性不小,而且大規模儲能目前也不現實,儲能系統只是一種手段和工具。
個人感覺儲能是給電網調節多了一種工具和手段

主要還是削峰填谷,調頻吧


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