碳信托聯合中關村儲能產業技術聯盟：中國低碳技術創新需求評估報告（68頁）.pdf

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1、推動電力系統的低碳清潔化發展。儲能技術是可再生能源裝機規模發展的重要支撐，是電力系統低碳發展的保障，在高比例可再生能源場景下儲能價值及重要性將進一步凸顯。根據國網能源研究院的一項研究，電池儲能系統有助于促進可再生能源消納并降低電力系統的碳排放;在中國安裝8 GW/32GWh電池儲能系統每年將增加46.2億千瓦時可再生能源電力消納，并減少380萬噸二氧化碳排放。15目前，全球范圍內的可再生能源發電處于飛速增長的階段，利用可再生能源發電供暖、制氫均是能源互聯網中可再生能源利用的重要形式。然而，可再生能源出力具有強隨機性和波動性，其大規模并網將顯著提高電力系統功率不平衡的風險性，對電網的功率輸送以及

2、安全穩定運行帶來較大的挑戰。儲能技術在推動新能源發電的發展方面具體起到如下的作用： 1) 儲能技術與可再生能源發電的聯合，能夠平滑可再生能源功率輸出波動，減少隨機性、提高可調度性，從而降低可再生能源對電力系統的沖擊力度，提高跟蹤計劃出力的能力。2) 通過電網級的儲能應用可增強電網對可再生能源發電的適應性，提高可再生能源的接入能力，在此應用下，儲能作為電網的可調度資源，具有更大的應用價值和應用空間。3) 對于高比例新能源發電電網，為提高綜合能源利用效率，儲氫、儲熱等單向的大規模儲能技術，為冗余的新能源發電提供了其他能源形式轉移的途徑，同時在長時間尺度，為廣域能源互聯網的運行提供支持。儲能技術在能

3、源互聯網中的應用極大程度地推動了可再生能源的發展，為建設以可再生能源為主導的電力系統建立堅實的技術基礎，有力的推動電力系統低碳化發展。1) 儲能技術有利于電網調峰調頻。儲能技術在提升電網調峰能力方面，根據電源和負荷的動態變化情況，儲能系統可以及時可靠地響應調度指令，并根據指令改變其出力水平;在提高電網調頻能力方面，可以減小因頻繁切換而造成傳統調頻電源的損耗。目前，電網領域迫切需要低成本、大容量儲能技術解決調峰調頻的問題，以提高其供電可靠性及電能質量。2) 儲能技術能夠改善供電質量和可靠性。當電網出現故障時，儲能系統可以作為備用電源持續為用戶供電，以提高電網的供電可靠性;儲能系統還可作為可控電源

4、對電網的電能質量進行治理，消除電壓暫降、諧波等問題，同時降低主干網絡擴容投入，節約擴容資金。例如電池儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能技術以及氫儲能均可廣泛應用于電網領域。3) 儲能技術可以提高社會應急能力。儲能技術的應用能夠對電網的電能質量做出快速的判斷和處理，美國作為應急服務項目的儲能技術中多采用電池儲能來實現。作為應急電源，儲能系統的裝機容量一般為10 kW1 MW，充放電時間為35 h，對抗災性能和環境適應能力有很高要求。電池儲能技術非常適合應用于應急電源領域。隨著能源互聯網的發展，可以考慮為可能遭受災害襲擊的區域和重要用電場所配置應急電源，減少次生災害發生，提高社會的整體應急能力。例如，

5、在美國東西海岸、尤其是東海岸地區，電網公司正在積極投資建設儲能設施。因為這些地區容易受到颶風影響，儲能設施可以讓電網更有彈性，在對抗颶風時更穩定。三、為多元能源系統能量管理和路徑優化提供支持。對于局域多元能源系統，管理者可根據價格信息合理安排各能源的生產、轉換、存儲及消費，使得系統運行成本最低，并保證系統可靠和高效運行。儲能和釋能管理是系統運行決策的重要對象。系統可依據儲能狀態的動態變化，確定儲能的功率方向和大小，維持系統內供需平衡。同時，系統中各轉換元件的功率分配即系統潮流的分布將影響系統運行經濟性和效率。儲能的功率流向和大小是系統潮流優化的重要控制變量，可使系統獲得最優的能量流路徑。另外，

6、根據能量在儲能單元的滯留，還可判斷系統中能量流擁塞情況，及時調整運行計劃。儲能的安裝位置、容量大小和儲能釋能過程的優化對局域能源系統的經濟高效運行起到重要作用。要求儲能具有動態響應系統運行狀態的能力、較高的轉換效率以及便利的安裝條件。四、提高電網運行經濟性和推動能源交易模式變革。能源互聯網系統通過引入儲能環節后，可以有效地實現需求側管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負荷，從而提高電力設備的利用效率，降低供電成本。例如，大規模儲熱技術在解決風電、光伏等新能源發電的棄風棄光問題中可起到重要的作用，以東北地區為例，冬季供熱期間，為滿足供熱負荷，火電機組的調峰能力驟減，電網接納風電空間能力不足，引發高比例的

7、棄風現象，在可再生能源發電位置就近接入電鍋爐供熱、蓄熱裝置或在熱電機組處配置儲熱裝置，可以改善可再生能源發電的利用形式、提高熱電機組運行靈活性和調峰能力，減少棄風/光現象，提高電網運行的經濟性。國家發改委能源研究所于2015 年發布的中國2050 高比例可再生能源發展情景暨路徑研究 16預測，通過已實現商業化的發電技術，非化石能源發電比重大幅度提高，至 2050 年可再生能源發電比重從參考情景的 46%上升到高比例可再生能源情景的 85%以上，非化石能源發電量占到全國總發電量 91%，煤電發電量占比從基年的 75% 下降到高比例情景中的 7%以下，同時滿足全國每小時的用電需求。全國總裝機容量達

8、到71 億千瓦，其中煤電8.8 億千瓦、天然氣發電2.2 億千瓦時、核電 1 億千瓦、水電 5.5 億千瓦、風電 24 億千瓦、太陽能發電 27 億千瓦、生物質能發電 2.1 億千瓦、抽水蓄能 1.4 億千瓦、化學儲能 1.6 億千瓦。風電、太陽能發電成為實現高比例可再生能源情景的支柱性技術。中國投資協會聯合落基山研究所于 2020 年發布的零碳中國綠色投資：以實現碳中和為目標的投資機遇17報告預測，在碳中和目標下，中國 2050 年的一次能源需求總量將從目前的 45億噸標煤下降到 2050 年的 25 億噸標煤，且化石燃料需求降幅超過 90%，可再生能源將成為主要能源。從供給側看，2050

9、年，中國67%的終端能源需求將來自于電，發電量將在當前的水平上翻倍。絕大部分裝機來自零碳電力能源，其中光伏和風電將占到總裝機量的 70%，是 2016年的22 倍。相應地，電化學儲能將由2016 年的189MW 增長到510GW，年均增長率達26%。中關村儲能產業聯盟(CNESA)，在國家發改委能源所、國際能源署、落基山研究所等權威機構預測的基礎上，將儲能市場分為低、中、高三種不同發展情景，對中國儲能市場未來發展趨勢進行了預測。其中，在“低”情形下，考慮了未來經濟發展狀況以及國內外疫情對產業的影響，具體包括企業投融資受限、優質客戶的選擇難度加大、盈利性問題難以解決以及國內電力市場改革不及預期等負面因素對儲能項目布局的影響，在具體預測中增加產業面臨困難的權重，這種情形下，國內2050年儲能需求為160GW。