以新能源为主体的新型电力系统为什么需要“长时储能”?

  持续放电时间为5小时到1000小时的储能系统——这是业界对“长时储能系统”的解释。这是一个非常宽泛的定义,涵盖了不同的储能技术和用例。
  
  所需的持续放电时间越长,长时储能技术和应用就越具有挑战性。部署长时储能系统的目标是达到其持续放电时间范围的上限,可以放电数天甚至数月的时间。长时储能可以理解为通过抽水蓄能、氢能、压缩空气或其他储能形式,将可再生能源发电设施的电力转移到电力需求峰值时间,以满足用户的电力需求。
  
  构建以新能源为主体的新型电力系统过程中,首先是风电和光伏将进入倍增阶段。按照智囊机构的普遍预测,到2030年新能源装机可能会达到16-18亿千瓦,风电和光伏的爆发式增长已经是确定性事件,不再存有争议。截至2020年底,我国风电和光伏累计装机为5.3亿千瓦,这意味着从现在起的未来十年,新能源装机将新增10.7亿-12.7亿千瓦左右。而“十三五”期间,我国风电和光伏平均每年新增装机为0.72亿千瓦左右。
  
  以风光为主体的新型电力系统中,目前业内对风电和光伏的等新能源发电的波动性、不稳定性、随机性对电力系统安全稳定造成的影响进行了很多研究,但是针对大面积、持续性长时间的阴天、雨天、静风天对光伏、风电为主体的电力系统造成重大电力断供风险研究较少。而解决之道,就需要“长时储能”。
  
  长时储能系统在以新能源为主体的新型电力系统的作用可归结为:(1)在阳光或风力不足的时候也能满足电力需求。(2)在可再生能源电力充足的时候可以避免电网阻塞。(3)在电力价格低廉的时候充电,在价格高昂的时候放电,以节省成本,并且获取更多利润。
  
  但目前来说,长时储能系统除技术问题外,运营模式上也面临着很多困难:储能系统的经济性通常在很大程度上取决于其在使用期间的循环充电/放电次数。通常情况下,每充放电一次都会获利。在给定容量下,充放电的次数越多,在其使用寿命期间的可用能量就越高,投资回报也就越高。因此,从现有运行模式可以看出,由于长时储能系统充放电次数少,虽然存在一定的获利潜力,但是现在带来的价值仍然比较有限。
  
  因此,“长时储能”技术和应用两个方面的突破,需加快步伐。
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