大规模储能技术若成功,对电网的影响是怎样的?

如果大规模储能技术成功,是否会降低电网调度的重要性,从而使电网定价能力降低,电网的收入也降低?为什么?


让调度变得更容易,但只要电一天不能被大规模储存(达到一个和水资源类似的储存情况),调度的重要性就一天不会降低。电网定价能力不会降低,收入也不会降低,因为收取的是过网费,受区域和用电量的影响较大。

我对大规模储能的定义是电网的好伙伴,新能源某种程度的终结者,甚至在很久远的未来,如果储能技术进一步成熟,还会成为电网的终结者。

新能源当下炙手可热,发展前景一片看好,即使不是行业内的人,哪怕不知道电网是做什么的,那也肯定听说过风能,太阳能发电的鼎鼎大名。我虽然是坚定的新能源拥护者以及环保支持者,但有时觉得人类发展新能源满足电力需求其实是有点没办法的办法。毕竟好好的农场,海洋,山地,莫名出来一大片太阳能板,或者杵著一大堆风机在那里呼啦呼啦转,对环境的影响肯定不是一点没有的,对美观和人类生活的影响也是显而易见的。

那到底有没有更好的办法呢?既能满足人类的用电需求,也能尽可能的实现资源优化合理利用,还能减少新能源发电对人类社会的综合影响呢?

为什么需要新能源发电?

是因为缺电吗?并不完全是这样,尤其是电力基建早已高度完善的发达国家,其实并不是很缺电,他们更多的缺的是一种特殊的能够快速响应的在特殊时期能够快速满足电网需求的电(有点。。。肾上腺素的意思。。?)。随著电动车和电供暖在发达国家的普及,发达国家也需要更早的布局更多的发电设施以满足需求,但整体上,他们并不缺电。而在发展中国家,尤其是快速发展的发展中国家,那是真.缺电,甚至很多地区的通电率依然很低。

是因为环保吗?这个当然是主要原因之一。

是因为成本降低了吗?这个是主要原因之二。

是因为传统化石燃料发电遇到瓶颈了吗?这个是主要原因之首。随著人类社会的快速发展,导致用电量快速上升,而化石燃料的日渐枯竭,以及对环境造成的巨大影响,使得发展新能源是成为一种必然的历史趋势。

新能源发电不是万能钥匙

世界上的任何技术都不可能是完美的,解决了一个问题就总是可能带来新的问题。新能源发电最致命的弱点就是不够稳定,随著风速和天气情况发生变化,可预测性也相对较低。

尤其是太阳能,在阳光充足的中午发电量较多,但是大部分人都不用电,到了夜间用电量激增的时候,太阳能发电厂反而也选择下班了。再就是到了冬季,用电量也激增,夏天新能源发电量大,不小心就被弃掉了,到了真的冬天需要的时候反而有时不够用了。

到底什么才是刚需?

这就要说回电的本质了,电是一种即刻生产出来就要被即刻消耗掉的产品。如果电是一种食物,那一定会是世界上最新鲜的食物。

当然啦,电也不是不能被储存,电池就可以。但电池的作用终究是有限的,全世界时时刻刻都要用电,把电像水资源一样先存进水库(电池)再分流显然是无法满足社会运转需要的,还凭空增加了成本。

于是,聪明的人类就发明了一个叫电网的组织,负责运输电,把发电厂和用户侧连接起来,实现电的即产即消耗。这个过程电力系统平衡(产=消,因为无法储存)就成了对电网最重要的事情。所以前面讲到的新能源的特点就让电网很头痛。全人类社会和政府都在大力发展促进新能源,但是电网却在每天兢兢业业的研究著双向潮流和负荷预测,在保证系统平衡的同时也能更好的确保新能源的并网和消纳。毕竟日日供电无人谢,一次大停电就分分钟上热门,还是世界范围内的热门。

新能源终结者

所以呢,问题的本质终究是电的无法长期储存特性。如果电能大量储存,那么闲时(比方说白天和夏季)发的电存起来,留到忙时(比方说夜间和冬季)再用就好了,负荷预测也没太多必要性了,电网调度说不定就失业了?这样一来要那么多发电厂做什么,要知道几乎所有的发电厂都会被时不时限电的,只是在特定时候需要救急而已。什么叫真的商品短缺呢?真的短缺就三个字,买不到!

从救急的角度来说,无论是新能源还是传统化石燃料电厂,想要在短时间(比方几十秒,几分钟内),迅速提高发电量是非常不现实的,这是由发电厂的物理特性决定的,有钱难买救急电。新能源的救急能力比火电厂还要差几个等级,且新能源在大量替换传统电厂。就在电网干著急,而世界却都在为新能源欢呼呐喊的时候,一个以前默默无闻的英雄,终于长大成熟,横空出世了。

这就是电池储能系统。锂电池的成本终于到了拐点,开始支持大规模的应用。电池一出手,以上问题全都解决了,就类似于水库的作用,需要调用我有,有多余的我存起来。其实储能的作用又何止这么单一,储能可以帮助电网解决很多技术问题,但归根结底,大规模储能解决的根本问题是电的不易储存性,这是电网的刚需,也是稳定电价格重要里程碑。

结论

为什么说储能是新能源终结者呢?因为当新能源发电体量足以满足世界运转需要时,配以大规模储能系统,就不需要大规模并网更多的新能源发电厂了。因此,未来的电力系统由大型独立电网级别储能,和新能源+储能构成,是必然趋势。你觉得储能有一天也会面临一样的问题?供应过剩?电池充不满电,不需要放那么多电?以目前电池达到的技术水平,以及电力消耗体量,这个担心在50年内我觉得是不需要的。

在所有的储能系统中,电池储能独占鳌头,电池存储和放出的都是电能,不需要进行能量形式的转换,抽水蓄能,飞轮储能除了受地理环境的限制之外,相应速度也是有相当程度的限制,灵活性也与电池相差很多,还同时需要能量形式的转换,不仅容易提高成本,还损失能量。

如果电池,或者任何一种新兴技术,在达到成本拐点的基础上,能同时达到极高的能量密度和更长更稳定的放电时间,那么离大量新能源电厂被迫关停也就不远了。

如果这种技术更进一步,变得像壁挂炉一样方便安装,甚至像充电宝一样便于携带,还能自动吸收太阳能(比如太阳能板也迭代出了极高能量转化率,或者核聚变。。。?嗯。。。?)转化电能,那么电网和微网被大规模拆除也就指日可待了。

当然啦,以上这两种情况50年内也大概率不会出现。如果你看到一家研究类似技术的公司,如果有机会能占些股份,那么传到了曾孙辈,说不定他们会突然发现一笔天降横财呢。短期之内么,电网级独立储能的大规模普及还是指日可待的。


储能技术成熟以后,也就是成本和容量效率工具等特性达到理想效果以后,光伏发电的威力才会得到充分体现,也就是说,储能技术是解决光伏对其他能源毁灭性替代的最后一个环节。等到电的来源普遍且成本很低,海水淡化就不是问题,农业得到改写,北方缺水不成问题,形象够大吧?光伏发电成本正在快速下降,而且电池形式正在向更高效率更长寿命,无需支架无需输电线路的方向发展,无需支架也就是做成幕墙玻璃和窗帘形式,或者薄膜材料贴在建筑物外墙上,发电能力已经足够日常生活办公使用,在储能技术成熟后就能够实现就地平衡,大功率的高压输电线路也就失去了目前的作用,这也是发改委在东南地区发展分散式光伏的原因,一来这部分地区电价较高,经济承受能力强,能尽快实现无补贴平价上网,二来就地平衡以后对西部能源开发的需求下降,就不用建设过多的高压输电线路了。储能技术的作用,可以明白了吗?
大规模储能技术——抽水蓄能电站么?调度的重要性丝毫不减,电价也不会有什么影响吧。

大规模储能技术如果能够实现的话,将是实至名归的第四次工业革命,将完全使人类进入电气时代,摆脱化石能源的依赖。通常所说的新能源风电、光伏、光热、地热、潮汐都有一个关键的弱点就是出力不稳定,无法做到随用随发,如果大规模储能技术实现,风电和光电将完全取代其他一切电力来源。在有风和有光时将发的电储存起来,作为一个缓冲池,用的时候从缓冲池里面稳定、平缓的输出,这样一举解决了风光稳定以及无风光发电的问题。中东、美国、澳洲、西北这些光热丰富的地区将成为全世界的电源,只需要从这些地区进口这种大型电池即可,可能一个电池足够一个城市使用。如果这种储能介质能够进一步小型化、家庭化,将彻底颠复电网,电力完全分散式供应。而且大型储能是无法避开的必点技能,对于人类开发太空是必须的,毕竟在火星上只有光电和风电,可没有煤电、核电和水电。

哪个国家能够率先发明出大型储能系统,哪个国家就将引领第四次科技革命。


目前大规模储能技术如果成功,我觉得影响不大。因为毕竟新能源一个是少,一个是发电成本并不低。光想靠储能系统降价可能性不小,而且大规模储能目前也不现实,储能系统只是一种手段和工具。
个人感觉储能是给电网调节多了一种工具和手段

主要还是削峰填谷,调频吧


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