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碳中和|美国氢能及燃料电池发展路径

粗心的花瓣
善良的小蝴蝶
2023-01-27 20:46:53

碳中和|美国氢能及燃料电池发展路径

最佳答案
内向的路灯
光亮的魔镜
2026-04-16 21:31:32

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文/赵学良 中国石化发展计划部,当代石油石化

1美国氢能及燃料电池产业概况

美国能源局从1970年就开始布局燃料电池研发,并一直处于世界领先地位。燃料电池备用电源和燃料电池叉车已具备市场竞争力,处于商业推广阶段;燃料电池乘用车处于政府补贴商业推广阶段;燃料电池巴士、大型货车、商用车处于行车实验验证阶段。2018年美国被评为国际氢能经济和燃料电池伙伴计划IPHE(International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy,为2003年由18个国家和欧盟共同发起成立的国际合作组织)主席国。

美国参议院决议确定2018年10月8日为美国国家氢能与燃料电池第四个纪念日,“参议院第664号决议”给出如下13点理由:

1)氢原子质量为1.008,而且是宇宙中含量最丰富的化学物质;

2)美国是燃料电池和氢能技术开发和部署的世界领先者;

3)氢燃料电池在美国太空计划中发挥了重要作用,帮助美国完成了登陆月球的任务;

4)私营企业、联邦和州政府、国家实验室以及高等教育机构持续提高燃料电池和氢能技术,以解决美国最迫切的能源、环境和经济问题;

5)利用氢和富氢燃料发电的燃料电池是清洁、高效的技术,被用于固定电源和备用电源、以及零排放轻型 汽车 、公共 汽车 、工业车辆和便携式电源;

6)固定式燃料电池正投入到连续和备用电源的使用中,以便在电网停电时为商业和能源消费者提供可靠的电力;

7)与传统发电技术相比,固定式燃料电池有助于减少用水量;

8)燃料电池轻型 汽车 和使用氢气的公共 汽车 可以完全复制内燃机车的经验,包括行驶里程和加油时间;

9)氢燃料电池工业车辆正在美国各地的物流中心和仓库部署,并出口到欧洲和亚洲;

10)氢气是一种无毒气体,可以从各种国内可获得的传统和可再生资源中获取,包括太阳能、

风能、沼气以及美国丰富的天然气;

11)氢和燃料电池可以储存能量以帮助增强

电网,并使可再生能源的部署机会最大化;

12)美国每年生产和使用超过1100万吨的氢气;

13)工程和安全人员及标准专业人员就氢气的交付、处理和使用已经达成共识,并已制定出相关协议。

2美国发展氢能及燃料电池的初衷

美国参议院决议的理由充分说明,从国家层面而言,发展氢能及燃料电池具有降低二氧化碳排放、减少空气污染等清洁环保层面的意义,同时还具有降低燃油消耗、提高可再生能源利用率及电网可靠性等增加能源自给率、保障国家能源安全的优点。2014年美国发布《全面能源战略》,将“发展低碳技术、为清洁能源奠基”作为放眼长远的战略支点,并明确提出,氢能作为替代性能源将在交通业转型中起到引领作用。

2.1减少温室气体排放

由于氢燃料电池具有高效率和温室气体近零排放的特性,燃料电池系统能够在很多应用领域实现温室气体减排。美国能源部研究了燃料电池的温室气体减排潜力。燃料电池应用于热电联产系统时,相比传统热电联产系统可减少35%~50%的排放;燃料电池货车相比燃油货车可减少55%~90%的排放;燃料电池叉车相比柴油叉车或动力电池叉车可减少35%的排放;燃料电池巴士比内燃机巴士效率高40%;燃料电池备用电源相比柴油发电机可减少60%的排放。

美国能源部对比测算了不同能源介质运输工具的油井到车轮(WTW)温室气体排放情况。天然气制氢-氢燃料电池路线每英里排放二氧化碳200克,低于美国现有电网取电-电动 汽车 路线230克和传统燃油车450克的排放标准。配有二氧化碳封存的煤气化制氢-氢燃料电池路线每英里排放二氧化碳95克,生物质气化制氢-氢燃料电池路线每英里排放二氧化碳仅37克。

2.2减少燃油消耗

燃料电池提供了一种几乎不消耗石油的提供动力方式,且可覆盖美国大部分的石油消耗,如 汽车 、巴士、备用发电机和辅助发电机等。美国能源部的研究结果表明,氢燃料电池轻型 汽车 相比汽油内燃机 汽车 可降低95%的燃油消耗,相比混合动力车可降低85%的燃油消耗,相比插电式混合动力车可降低80%的燃油消耗。可以看出,相较大规模使用生物燃料、提高内燃机效率(ICEV包括使用混合动力 汽车 ),燃料电池车大规模应用后可以大幅减少国家的石油消费,到2050年燃油消耗量将降到目前的40%左右。

2.3提高电网可靠性、最大程度部署可再生能源

美国能源部预估光伏和风电的建设成本将大幅下降,“太阳计划2030”(SUNSHOT2030)设定的目标是2030年光伏电站成本为3美分/千瓦时,2018年美国陆上风电成本已低至2.9美分/千瓦时。光伏和风电将得到迅速普及,预计到2050年风能装机容量将达到404吉瓦,装机容量占总容量的35%;光伏装机容量将达到632吉瓦,发电量占总发电量的19%。

根据国际能源署发布的研究报告《GettingWindandSunontotheGrid》,当电网中间歇性可再生能源(以风电、光伏为主)的比例超过15%时,就必须配置相应的储能设施。另外由于可再生能源的生产水平在不同时间段、不同季节之间存在显著差异,例如欧洲的太阳能发电在冬季比夏季低60%左右,但电力需求却增加40%,也需要配置大规模、长时间的储能设施才能提高可再生能源的利用小时数,减少“弃风”“弃光”。

丰田、通用、奔驰、林德等企业组成的氢能理事会研究表明,氢能是大规模储存电能的一种重要选择:相比超级电容、压缩空气、电池、飞轮储能、抽水蓄能,氢能更适合长期大量储存能量。当需要大规模储能时可以液氢或者氢化物的形式存储于地下盐穴,估计每个兆瓦时的成本在50~150美元之间,与受地质条件限制较大的抽水蓄能相当,显著低于其他的能量存储方式。

2.4高能源转化效率

燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,效率非常高且不需要燃烧。氢燃料电池 汽车 的能量转化效率约60%,大约是汽油内燃机的两倍。

燃料电池用于固定电源,用天然气或丙烷发电效率大致为45%;如果将透平系统与高温燃料电池组合,发电效率可达到70%,结合热电联产系统效率可达80%,相比传统煤电、天然气发电45%~50%的综合效率提高35%~40%。

2.5降低污染物排放

美国能源部的研究课题表明,燃料电池发电系统比燃煤、燃气发电系统少排放75%~90%的氮氧化物、75%~80%的颗粒物(PM)。

2.6 H2@Scale计划

H2@Scale是美国能源部(DOE)的一项倡议,将利益相关者聚集在一起,促进可负担得起的氢气生产、运输、储存和利用,增加多个能源部门的收入。通过政府资助将国家实验室和工业界以项目形式整合在一起共同合作,以加快适用氢技术的早期研究、开发和示范。H2@Scale联盟促进了工业界和学术界合作,利用国家实验室世界级的研发能力,依赖私营部门进行至关重要的示范。

通过示范使尖端技术集成到现有系统中、验证未来部署的商业可行性,并指导未来的研发计划。美国目前生产超过1100万吨氢气,占全球供应量的1/6,主要用于炼油和化肥工业。大型基础设施包括超过1600英里的氢气管道、不断增长的加氢站和数千吨的地下储存洞穴。H2@Scale计划中氢能的地位与日本的氢能战略类似,把氢能作为一种重要的二次能源,氢能与电能之间可以相互转化。通过利用电解槽在发电量超过负荷时生产氢气,可以减少可再生能源的浪费,并有助于电网的稳定。从现有基本负荷(如核能)中产生的氢气也可以储存、分配,并用作多种用途的燃料。这些应用包括运输、固定动力、工艺或建筑用热,以及工业部门,如钢铁制造、氨生产和石油炼制。

3燃料电池商业化推广现状

截至2017年,在世界范围内共有超过70000台、共计650兆瓦燃料电池处于商业运行状态,其中移动领域应用占比接近70%,非移动领域应用占比30%,相关营收超过20亿美元。

截至2018年10月,美国共出售或者租赁超过6200辆燃料电池乘用车,包括丰田Mirai、本田Clarity、现代Tucson;建成39个加氢站;商业应用超过23000辆燃料电池叉车;商业化普及超过240兆瓦燃料电池备用电源,遍及美国40个州;FedEx、UPS在试用燃料电池快递车;多家公司试验运行共33辆燃料电池巴士,其中最长行驶里程已经超过50万公里。

3.1燃料电池备用电源应用现状

截至2017年底,据美国DOE统计数据显示,全美共销售8400套燃料电池备用电源,其中900套获得美国DOE经费支持,其他7500套未获支持。燃料电池将天然气转换成电能供大型超市、数据中心、生产企业及其他工商设施使用,能源转化效率从传统发电的30%~40%提高到60%~65%,加上热能利用可达90%,极大地减少了污染物排放,同时还减排二氧化碳。相较美国某些州的电网供电电费,使用燃料电池供电可节省一部分费用。

BloomEnergy是美国燃料电池发电的领军企业,其燃料电池成本2016年第一季度为5086美元/千瓦时,2018年第一季度降至3855美元/千瓦时;而其安装成本也从同期的1280美元/千瓦时降至526美元/千瓦时。

家得宝2014年在加利福尼亚试用安装第一套200千瓦的燃料电池备用电源。验证了其经济性后,到2016年底为其140家连锁超市都安装了燃料电池系统,并准备将全部170家店都安装上燃料电池备用电源。家得宝的首席财务官CarolTome曾披露:“使用燃料电池发电比从电网取电节省15%~20%的费用,同时减排大量二氧化碳。”

沃尔玛在加利福尼亚、新泽西的60家超市安装了燃料电池备用电源,用电规模按其单店用电量40%~60%确定,保障在电网断电时冷柜、照明系统、收款机可继续工作,不至于致使食物腐败,并在恶劣天气情况下继续为顾客服务,且使用燃料电池供电价格低于从电网取电价格。

Johnson&Johnson于2015年安装了1台500千瓦BloomEnergy燃料电池电源,经其测算20年的运转周期将总共节省1000万美元的费用,每年减排130万磅二氧化碳;Medtronic公司的报告显示,其安装的400千瓦燃料电池电源每年可节省电费230万美元,每年减排100万磅二氧化碳;Ratkovich公司的报告显示,其安装的500千瓦燃料电池电源每年可节省电费20万美元;JuniperNetworks公司的报告显示,其安装的1兆瓦燃料电池电源配合300千瓦太阳能电池每年可节省电费12万美元,每年减排270万磅二氧化碳。

3.2燃料电池叉车推广情况

据美国能源部2016年5月统计显示,2008年美国氢燃料电池叉车数量在500辆左右,到2016年,美国26个州的氢燃料电池叉车数量已经超过11000辆,年复合增速高达56%。而截至2017年底,统计数据显示全美共销售21838台燃料电池叉车,其中713台获得美国DOE经费支持,其他21125台并未获得DOE经费支持。713台燃料电池叉车共获得DOE970万美元经费支持。

目前在美国使用燃料电池叉车的公司包括但不限于亚马逊、宜家、宝马、可口可乐、奔驰、尼桑、联邦快递及一批食品公司,仅沃尔玛在其北美的19个配送中心就配备了3000辆燃料电池叉车。PlugPower、NuveraFuelCells和OorjaProtonics,Hydrogenics及H2Logic提供了绝大多数的燃料电池叉车。

亚马逊在2014年采购了535辆氢燃料电池叉车,在证明其成本效益的合理性后,于2017年4月收购了美国燃料电池制造商PlugPower23%的股权。除此之外,亚马逊为其11个大型仓库配备氢燃料电池叉车。2021年1月,电池巨头SK集团与旗下天然气子公司SKE&S各出资8000亿韩元,共约合13亿美元,收购PlugPower9.9%的股份。短短几年间PlugPower公司市值升值50倍。

相较内燃机叉车,氢燃料电池叉车没有任何污染物排放,因此广受食品工业青睐,更多被用于室内作业。相较电池叉车,氢燃料电池叉车可节省充电的时间和空间,并在整个轮班期间全功率运行,在冷藏仓库环境中运行时不会出现任何电压骤降的情况,从而提高运营效率和节省成本。

美国国家实验室(NREL)对动力电池叉车和燃料电池叉车的总运行成本进行了评估,包括电池和燃料电池系统的购置成本、支持基础设施的成本、维护成本、仓库空间成本和劳动力成本。考虑到所有这些成本,NREL发现燃料电池叉车的总体拥有成本比同类动力电池叉车要低。

燃料电池叉车的样本约60台,每天工作2~3班,每周6~7天。NREL发现,对于用于多班作业的Ⅰ类和Ⅱ类叉车,燃料电池可将总体拥有成本降低10%,从每辆叉车每年19700美元降至每辆叉车每年17800美元。三级叉车的拥有成本可降低5%,从每年12400美元降至每年11700美元。NREL的评估仅限于考虑电池和燃料电池叉车的拥有和运行成本,未评估燃料电池叉车提高生产力的潜在效益。

通过NRTL的敏感性分析,只要燃料电池叉车车队的数量足够大(敏感性分析中燃料电池叉车台数为30~100台)、多班次工作,燃料电池叉车的总操作费用会低于动力电池叉车。PLUGPOWER公司测算,对于拥有超过90辆二级叉车的客户,5年预计节省成本超过40万美元。

PLUGPOWER公司建设的加氢设施主要配合燃料电池叉车使用,建设在配送中心、工厂等厂房内,加注压力350千克,操作温度0~40 ,加注1台叉车耗时1分钟,与美国、日本通常建设的车用加氢设施有所区别。

3.3燃料电池乘用车及加氢站情况普及情况

美国的加氢站主要集中在加州地区和美国东北部地区,东北部地区项目由美国液化空气集团和丰田公司推动和主导,加州地区参与建设加氢站的企业包括空气产品公司、Shell、Linde、丰田、本田等公司。全美目前已投运加氢站39座,计划到2025年建成200座,2030年建成1000座。

截至2018年底,在美共销售Mirai、Clarity、TucsonFuelCellSUV共计6200辆。除丰田、本田、现代已有燃料电池车商业化推广外,奔驰最新推出了GLCF–Cell燃料电池车,宝马、奥迪、通用等企业也有燃料电池合作研发计划。

3.4燃料电池巴士试验运行结果

DOE于2012年制定的2016年燃料电池巴士技术预期指标及终极目标见表1。33辆试验运行的燃料电池巴士中,ACTransit公司的13辆由UTCPOWER公司提供燃料电池系统,Sunline、UCI、OTCA、MBTA、SARTA公司的12辆由Ballard公司提供燃料电池系统。根据统计,截至2018年2月28日,最好的1辆车运行总时长超过27330小时,超过DOE终极目标;12辆ACTransit运营车辆平均运行时长19000小时,达到了2016年预期目标值。ACTransit公司车辆从2006年开始逐步投入试验,试验结果基本达到预期;Sunline、UCI、OTCA、MBTA、SARTA等公司从2015年逐步投入车辆试验运行,周期较短,未达到验证燃料电池寿命的时限。

3.5燃料电池货车及商用车测试情况

丰田2017年推出第一代燃料电池卡车Alpha,在长滩和洛杉矶港口进行了近1万英里的测试和拖曳操作;2018年8月推出了第二代燃料电池卡车Beta,续航增加50%。Kenworth、Scania、Asko等传统卡车制造商在DOE、挪威政府科研资助下开展了氢燃料电池卡车的研发。PowerCell是一家低温质子交换膜电堆开发、制造及零售商,开发和生产世界顶级能量密度的固定和移动应用的燃料电堆,开发的100千瓦S3燃料电池供欧洲运输企业制造燃料电池卡车。Nikola为美国电动 汽车 制造商,宣称其制造的燃料电池卡车2020年正式上路测试,2022年正式上市销售,单价40万美元;通过其官方推特宣称已获得80亿美元的预订单,并计划与挪威NelHydrogen公司合作,2018年开始在全美陆续建设364个加氢站,并在2019年末陆续向公众开放,到2028年将累计达到700座。FedEx和UPS都在DOE的资助下开展燃料电池快递车辆运行试验。

4结论

1)美国高度重视氢能及燃料电池产业的发展,视氢能为未来不可或缺的、仅次于电能的重要二次能源,在未来的工业、交通运输、电网储能、供热发电等领域都将占有相当的比重。

2)美国在燃料电池领域开展了长期、深入、全面的技术研发以及工业验证实验。美国从20世纪70年代就开展了氢能相关领域的研究工作,在制氢、储氢、输氢、燃料电池、储能、相关安全环保事项、相关标准等领域技术储备雄厚。在燃料电池发电、燃料电池叉车、燃料电池商用车、燃料电池巴士、燃料电池载重货车等领域进行了长期的工业验证实验。

3)美国商业化推广燃料电池态度是积极的,方式是慎重而稳妥的。在有充分的技术储备后,美国政府仅利用少量的补贴进行了市场引导用于商业初期验证实验,实践证明这部分技术已经具备市场竞争力,有望看到未来美国在燃料电池领域取得更长足的进步,获得更多更广泛的应用。

4)燃料电池技术是保障国家能源安全重要的技术手段。氢能可有效整合多种化石能源和可再生能源,加大可再生能源部署、提高能源自给率、有效降低原油消耗,为 社会 提供一种环保、高效的能源,对保障国家能源安全具有重要意义。

5)氢能是可以安全部署和利用的。几万台氢燃料电池叉车十几年的安全运行经验,十几台氢燃料电池巴士上百万公里的运行试验,证明了氢气是可以被安全、高效利用的。

6)固定地点或固定线路、高运营负荷的的燃料电池应用场景更适用于氢能产业的初步推广。对比美国和日本的实践,美国的模式是1个加氢站服务1个物流中心数十台、数百台燃料电池叉车,制氢售氢企业和燃料电池用户的初始投资不高,而数十台满负荷运行的燃料电池叉车就可以平衡1个35兆帕加氢站的投资收益,制氢售氢企业和燃料电池应用企业的投资回报合理,产品在没有补贴的情况下得到迅速推广;而日本在本州岛大量建设加氢站,由于初期氢燃料电池乘用车售价较高、数量不足,平均每个站1天只服务几台车,制氢售氢企业处于全面亏损状态,同时由于加氢站的密度不够、使用不便,用户没有经济收益,一般用户也不愿意选择氢燃料电池乘用车替代燃油乘用车。燃料电池乘用车的继续推广需要制氢售氢企业坚定战略方向,等待燃料电池成本下降,燃料电池乘用车得到普及。

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最新回答
顺心的小鸽子
犹豫的往事
2026-04-16 21:31:32

税率是17%。

《中华人民共和国增值税暂行条例》:第(三)项规定外,税率为17%。

综合能源服务是在传统综合供能基础上,整合可再生能源、氢能、储能设施及电气化交通等能源设施,结合大数据、物联网等数字化技术,以多能互补联供、分布式梯次利用和智能微网等多种形式展开应用的系统能源供应服务模式。

无辜的金毛
舒服的棒球
2026-04-16 21:31:32
随着风电、光伏等新能源的迅猛发展,能源生态系统发生深刻改变,虚拟电厂的作用已然凸显,虚拟电厂的概念,在我国悄然兴起。

1.什么是虚拟电厂?

虚拟电厂是在配电网中,由众多分布式发电、储能设备和可控负荷,聚合在一起而形成的电厂。

相对于传统的电厂,虚拟电厂可以理解为是一种广域的线上电厂,虽然没有确切的厂区,散布的设备形态与“电厂”的概念也有较大落差,但却实际发挥着一个电厂的本质作用。

虚拟电厂由终端、主站和软件构成。终端主要包括风电、光伏、小水电、潮汐能发电等分布式可再生发电设备,蓄电池、充电桩、小型蓄能电站等分布式储能设备和社区 微电网等可调控负荷 ;主站运用物联网控制技术, 对加入的终端进行聚合、控制,并以唯一的主接口参与外部电力市场交易 。

2.虚拟电厂的主要功能

(1)聚合功能:虚拟电厂在电网的配电侧,专门吸纳小而散的 分布式发电、储能和可调负荷资源 ,形成规模,参与市场和电网运营,解决小容量单独接入成本高、难操作等问题。

(2)主体功能:虚拟电厂除了分布和商业模式外,与传统电厂以同样的方式接入电网,同样作为市场主体参与常态化运营,权益同样受法律保护。

(3)平衡功能:虚拟电厂发挥内部系统平抑调节功能,可以减轻主电网的调度压力,增强电网调度的灵活性,能更好的服务于能源结构绿色转型升级。

3.关键核心技术

(1)物联网控制技术:克服间歇性和随机性,实现广域的电力负荷聚合并能被电网灵活调用,是参与电力市场常态化运行的关键。

(2)智能计量技术:是实现自动抄表,实时监测的基础。

(3)信息通信技术:通过线路载波技术、无线通信技术等,实现双向通信和目标信息控制。

4.发展的驱动因素

虚拟电厂的产生和发展,主要受到3个因素的驱动:

一是终端需求,随着分布式发电、储能数量的急剧增长,有解决接入电网、组团降低成本的需求;

二是电网需要,电力系统转型升级,迫切需要分级平抑新能源电力的冲击和调度难题;

三是技术支持,能够实现广域分布式能源的聚合和调节控制。

5.虚拟电厂的现状及前景

目前,我国虚拟电厂处于早期培育阶段。一些虚拟电厂还只是配电侧的辅助系统,仅向 社会 提供电力交易的撮合服务。只有先将虚拟电厂运作起来,其功能、市场规模、业务体量、成熟度等才会慢慢地有一个质的飞跃。在政策优惠、政府补贴下逐渐积累能力、完善功能,从时间上看,可能还需要3 5年的市场培育期。

在发展领先的广东省,单个虚拟电厂聚合的容量规模,有的达到15万千瓦,与百万千瓦级的水电站或集中式风电场相比,差距仍然太大。

虚拟电厂成熟的商业模式,应是聚合大量分布式可再生能源和储能设施,形成规模化;根据电网负荷需求预测、分类分时电价、碳排放指标、成本和运行特性等,制订效益优化的售电和购电计划,形成持续稳定供电型模式,或“削峰填谷”调节型模式。

从长远来看,随着我国风电、光伏、储能、电力交易、碳交易 等业态的发展,虚拟电厂 有望成为电力体系转型升级、效率优化的重要手段 ,获得大力发展,形成规模效益。

细心的柜子
哭泣的灰狼
2026-04-16 21:31:32

在光伏产业因为新政策而动荡不安的近日,储能却忽然间铺天盖地的大放异彩。这世上,好的搭档不是用来互相拆台的,而是互相成就的,就比如光伏和储能。近年来,正是由于光伏、风电等清洁能源的蓬勃发展,储能在整个能源行业中的关键地位才越加凸显。光储充示范项目的成功让行业人士看到了储能与光伏发电结合的潜力,毫无疑问,未来的“光伏+储能”将带给人们更大的惊喜。而对于储能产业的深耕,一批极具远见的企业早已参与其中,并且取得了良好的成绩,北京能高就是我国储能行业的先行者之一。

在此前举办的SNEC2018展会期间, OFweek太阳能光伏网 采访了 北京能高副总经理李岩 先生。针对储能行业的发展难题,以及“光伏+储能”的未来前景等问题进行了深入交流。

北京能高副总经理李岩

储能的三大应用端

李岩分析认为,储能的三大应用端, 第一是电网侧调峰、调频等辅助服务 。目前火电储能联合调频是一种主要表现形式,作为一种新的尝试,虽然现在包含已建、在建的项目仅仅20个左右,但是区域市场已经从华北电网向蒙西电网、南方电网扩散,依据能源局公布的《并网发电厂辅助服务管理实施细则》及《发电厂并网运行管理实施细则》,三大电网对火电储能联合调频已给出较为清晰的补偿机制,投资主体和利益分成模式日趋多元,市场模式正在趋于成形。

第二是电源侧新能源高比例接入电网。 风能和太阳能发电的功率输出具有波动性和随机性的特点,通过分布式发电的方式并网会引起电压波动和闪变、电网频率波动等电能质量问题,也可能改变系统的潮流分布和线路传输的功率,给各级配电网带来诸多问题。储能平滑功率波动的特性可以降低新能源间歇性、波动性对电网造成的影响。同时,在多能源电力系统电源互补协调控制方面,北京能高提供系统的解决方案具备先进的集群控制策略,可合理分配出力,最大化减少新能源消纳出现的“弃风弃光”现象,提高经济效益。所以新能源的高比例接入,是储能应用的巨大市场。

第三是用户侧工商业应用。 城市工商业存在较大的峰谷电价差,削峰填谷促进源网荷平衡,降低用电成本;局部地区的配网容量不满足负荷需求,接入储能系统,起到电力增容的作用,解决这些电力需求都需要储能的参与和改善。运用价格信号引导电力削峰填谷,合理制定储能控制策略,提高系统经济性;利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,提高投资回报率。同时,这种稳定控制性,也可以提高电网荷载能力,改善电能质量。

比政策支持更重要的是技术和经验

北京能高很早就进入了储能领域,从2007年开始储能变流器的研发、制造及应用,2010年开始承建我国首批光储互补微电网项目。目前,能高公司承建的湖北枣阳10MW全钒液流储能电站示范项目具有十分重要的示范意义,李岩介绍道,“能高这个项目的意义不仅是国内首个最大的全钒液流电池储能项目,更多的是对大规模储能技术的验证,对经济运行模式以及投资等方面的探索”。

实际上,在这次展会上,记者也了解到当储能“忽如一夜春风来”的时候,提出储能“概念”的企业也忽然间呈现出“千树万树梨花开”的现象,但大多数企业还处于摸索阶段。不仅仅是企业,也是在2017年10月份,才出台了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,正式打响了我国储能产业快速发展“第一枪”,显示了层面对储能产业明确的支持态度。2018年7月2日,发改委网站正式发布《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》。这份文件中关于“完善峰谷电价形成机制”的一段表述,对于储能行业来说,意义非凡。该文件鼓励储能项目开发商自行寻找盈利方式,比如利用一些现有电力市场机制,如提供辅助服务;以及未来可能出台的机制等。随后,各地方政府也开始发布相关支持政策。

尽管储能产业已经面临风口,但是成本降低依旧是横亘在眼前的难题。能高作为储能行业内的先行者,李岩对此表示,“储能电池的价格已经在逐年下调了;另一方面,储能技术仍有很大进步空间,这一点与项目经验的积累有很大的关系,因为储能不是一种固定的模式,只有通过对多种应用场景多种系统解决方案做过验证,才能定制出成本低、收益高的系统集成服务。未来,随着技术进步及应用案例的更多实施,我们相信储能系统的成本肯定会降低。”

变流设备在储能系统的重要地位

储能变流器(PCS)是储能系统中的重要装置,接受能量管理系统的指令,实现系统的主要功能,主要包括削峰填谷、平抑功率波动、电能质量治理、储能电池的充放电管理等。

李岩结合公司发展,发表他个人的看法,他说道,“能高从07年成立以后,在无电区域和电网末端做光储互补微网系统积累了很多经验,光伏逆变器、储能变流器(PCS)设备功率等级也从25kW到1.5MW全部涵盖,可应用于各种场景。2017年能高自主研发的储能变流器、双向直流变换器应用于世界首个柔性直流变电站项目。智能电网系统的运行离不开关键的变流、控制设备,对能高而言,都是基于技术基础,去定制开发不同系列的产品而已。”

“储能+”模式演绎能源行业更多可能

能高储能设施通过风、光等新能源发电单元、电动汽车、智能用电设施等用电单元及输配网的智能化结合,运用大数据能源管理等互联网技术,构建智能电网配送平台,演绎出能源行业的多种组合模式。从基本的“光储”模式到“风光储柴燃充车”多能混合智能交互模式,实现了分布式可再生能源电力的高效利用。

能高在建项目:拉萨兴业银行光储互补项目

李岩预测,随着储能技术的快速发展,储能装备性能不断提升、成本不断下降,在电网中的安装容量将大幅增加。预计到2030年,参与电网大规模可再生能源消纳、削峰填谷、调频调峰、电能实时交易等辅助服务功能的各层级储能存量资源将到达20-30亿千瓦时,同时数以千万计的电动汽车以V2G方式形成泛在储能充放电网络形态,也将构成巨大储能资源。通过有序聚合电网各层级储能资源,实现高效、规模化利用,将极大提升电网对电力和电量平衡调控能力,有效缓解电力供需实时平衡的约束限制,对电力系统带来革命性影响。