中國(guó)工程院院士劉吉臻：新型電力系統(tǒng)建設(shè)將成為儲(chǔ)能發(fā)展的核心推動(dòng)力

近日，在“2023年全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇儲(chǔ)能產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展分論壇”上，華北電力大學(xué)教授、中國(guó)工程院院士、新能源電力系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉吉臻深入闡述了我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的背景及發(fā)展思路，對(duì)儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的定位、發(fā)展方向和問題挑戰(zhàn)展開了詳細(xì)分析。

劉吉臻表示，新型電力系統(tǒng)建設(shè)將成為儲(chǔ)能發(fā)展的核心推動(dòng)力，新型儲(chǔ)能發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景、儲(chǔ)能規(guī)模、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)及應(yīng)用地區(qū)，都需要因地制宜、對(duì)癥下藥，同時(shí)也要兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。

我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的背景及發(fā)展思路

2022年，我國(guó)一次能源消費(fèi)總量折合54.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占世界能源消費(fèi)總量的26.5%，超過1/4；煤炭、石油、天然氣和非化石能源占一次能源消費(fèi)總量比重分別為56.2%、17.9%、8.4%和17.5%；煤炭消費(fèi)30.4億噸標(biāo)煤，占世界消費(fèi)總量的54.8%，超過1/2；能源相關(guān)二氧化碳排放量105.5億噸，約占世界二氧化碳總排放量的1/3。

劉吉臻指出，我國(guó)仍處于“煤基能源時(shí)代”，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)難以根本改變，我國(guó)面臨著煤炭仍占主導(dǎo)地位、環(huán)境污染碳排放高、用能效率較低、新能源技術(shù)創(chuàng)新能力不足、能源安全形勢(shì)嚴(yán)峻等種種問題與挑戰(zhàn)。

新型儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)最新動(dòng)向

近年來，在推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型與構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的大背景之下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)受到全社會(huì)、全球各國(guó)的高度關(guān)注，我國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成、儲(chǔ)能示范應(yīng)用、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化等領(lǐng)域發(fā)展極其活躍。

當(dāng)前，全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下四大發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)：

第一，全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)處于快速增長(zhǎng)期。截至2022年底，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到2.4億千瓦，同比增長(zhǎng)15%。2022年，儲(chǔ)能新增規(guī)模超過3000萬千瓦，比2021年翻一番。其中，中國(guó)、歐洲和美國(guó)新增規(guī)模占比分別為36%、26%和24%，三者合計(jì)占全球新增市場(chǎng)的86%。

第二，電化學(xué)儲(chǔ)能將成增量主體，負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。截至2022年底，全球電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)4500萬千瓦，年增長(zhǎng)率達(dá)到80%，其中鋰離子電池仍占據(jù)主導(dǎo)地位。

第三，新型電力系統(tǒng)建設(shè)將成為儲(chǔ)能發(fā)展的核心推動(dòng)力。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，從2022~2050年，全球風(fēng)光等新能源發(fā)電量占比將由14.4%提升至50%，電力在終端能源消費(fèi)中的占比將由20%提升至50%以上。

第四，儲(chǔ)能技術(shù)成本下降和政策布局將助推產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張。隨著技術(shù)日漸成熟和產(chǎn)能擴(kuò)張，儲(chǔ)能成本快速下降，以鋰離子電池為例，2022年全球平均價(jià)格約150美元/千瓦時(shí)，比2013年下降了近80%。

值得關(guān)注的是，我國(guó)新型儲(chǔ)能發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。截至2022年底，全國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模約870萬千瓦/1805萬千瓦時(shí)，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2.1小時(shí)。全國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目中，鋰離子電池占比約94.5%，鉛酸(碳)電池占比約1.7%，液流電池占比約1.6%。壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展提速，占比約為2.0%。

當(dāng)前，規(guī)模化應(yīng)用的新型儲(chǔ)能技術(shù)主要有鋰離子電池儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能；試點(diǎn)示范的新型儲(chǔ)能技術(shù)主要有鈉離子電池儲(chǔ)能、抽汽蓄能、壓縮二氧化碳儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、氫（氨）儲(chǔ)能、飛輪和超級(jí)電容器。

固態(tài)電池、金屬空氣電池、多電子二次電池、熱泵儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能等技術(shù)領(lǐng)域是研究熱點(diǎn)，但多數(shù)技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，距離規(guī)?；瘧?yīng)用仍有一定距離。

需要重新評(píng)估儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的地位和作用

“電荷最大的一個(gè)缺點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)大量的堆積。截至2022年，全球電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)4500萬千瓦，但與更為龐大的發(fā)電裝機(jī)相比，儲(chǔ)能所發(fā)揮的作用很有限，且新型儲(chǔ)能也無法提供保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行所需的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等必要元素?！眲⒓檎f。

對(duì)此，他分析道，“在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中，關(guān)鍵還是在于‘源網(wǎng)荷’環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)供需協(xié)同、靈活智能，儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中也必將有發(fā)揮其作用的一席之地，新型電力系統(tǒng)建設(shè)也將成為儲(chǔ)能發(fā)展的核心推動(dòng)力?！?/p>