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《前沿课·光伏产业报告》03 “光伏+储能”政策:光电怎样才能稳定并网?

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上一讲,我们讲了政策如何帮助分布式推广。这一讲,我们来看看,“光伏+储能”,这类政策是如何帮助光伏稳定上网的。

我们都知道,电力都是要先并入电网,才能分配给各家各户去使用。但光伏发的电想要并入电网,却是个难题。因为它有个“先天缺陷”,就是发电不稳定。

光伏利用太阳能发电,靠天吃饭,那当然就没办法预估电量多少、电压大小。到了晚上,或者遇到风雪阴雨天,它都不能工作。就算是大晴天,它的电量也是一会儿高,一会儿低,不断变化,不是很稳定。

可是电网呢,不负责存电,只负责传输,在承载量上有严格要求。电量不能太多,也不能太少,就像人吃饭一样,电量太多,会撑爆电网,造成事故;电量太少,不够下游使用。所以,不管是拿什么发电,想要通过电网走进千家万户,那就必须要稳定供应。

你肯定没听过火电存在这个问题,因为火电可控性很强,只要算好煤或者气的使用量,就能控制产出的电量有多少,能保证给电网供电的稳定性,也就能顺利并入电网。

也就是说,如果光伏发电不能解决稳定性的问题,那就没办法被电网接纳,所谓的并网就没法实现。更别说成为我国发电主力,助力碳中和目标的实现了。那怎么办呢?怎么才能让光伏稳定地向电网输送电力呢?

光伏产业里想过各种办法,比如给光伏配上火电或者水电。

你可以把电网想象成一辆大巴车,要求载满20人才能发车。但光伏的乘车人数不稳定,只有1个人上车的时候,它就叫上火电的19人拼车,然后并入电网。如果光伏乘车人数多,比如30个人了,那就让10个人先在水电站休息,存起来,下一班发车的时候再用。

这确实是个办法,但还是有很多问题。水电站,不是所有地段都能建的,需要大片空地、河流、和足够落差。而火电站,自己单独运行还可以,要配合光伏就复杂了,它需要预估光伏发电缺多少,然后再按计划采购煤炭、配置工人,本来简单的事儿反而复杂了。更何况,我们发展光伏电站,为的不就是清洁能源吗?还要再搭配上火电站,这就不利于碳中和大目标的实现。

那还有更好的解决办法吗?有。近几年,各地的光伏电站都开始陆续安装新型储能。

什么是新型储能呢?刚才说的水电站,算是传统储能。新型储能是指抽水蓄能以外的新的储能技术,光伏电站常用的就是电化学储能,简单来说就是电池储能。

你不要小看这不起眼的电池,它发挥的可是关键作用。

光伏产业储能用的电池,原理和电动汽车的电池类似。如果一栋大楼安装光伏,储能电池通常会被装在楼外一个类似配电房那样的小房子里。如果一个占地1平方千米的大型光伏电站,相当于140个足球场大小,一年能发上亿度电,也只需要配置一个大集装箱那么多的电池。

有了配套的电池,电多了存起来,电不够就随时补齐,光电不稳定的难题就解决了。

这说的是电池储能在发电端上的作用。其实,在用电端,使用电池也有好处,有一些分布式的发电方,他们就可以跳过“并入电网”这个步骤,直接使用自己发的电。

在美国加州,很多家庭在屋顶安装光伏电站,但由于光伏板发电量过高,光电又不能并进电网,就浪费了很多能量。为了解决这个问题,这些家庭装上了特斯拉的一种家庭储能系统,一个家庭只需要一个能存大约10度电的电池。它的体积大小只相当于特斯拉电动车电池的五分之一,可以直接挂在墙上。充满电后,一家人就能用上一整天。如果是给特斯拉车充电,能让它跑上90公里。那如果家里用电设备多,不够怎么办?好解决,加块电池就行了。

你看,电池储能可以说是光伏发电的完美伴侣。光伏产业内也认可,这是目前非常可行的方案。但是,电池储能的推广并不顺利,原因倒也简单,成本高。无论是电站,还是电网,都不愿意承担电池的费用,所以直到现在,产业内都没达成共识,明确该由谁来安装储能设备。

这个时候,就需要一个有力的第三方来出面了。

2022年3月,发改委和国家能源局联合发布了一份文件,全称是《“十四五”新型储能发展实施方案》。其中有一个时间规划特别值得你注意,说的是要求政府协助新型储能,2025年,要从商业化初期进入到规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件,到2030年,全面市场化发展。

这是宏观上的路线规划。再来看看已经落实的细节。

从2021年年初到现在,将近30个省市都先后发布过给光伏电站安装电池储能的相关政策。这些政策还对安装比例做了明确规定,不能低于光伏装机量的10%,有的地方甚至要达到20%。

这个比例看着不高,但也不容易完成。我们来算一笔账,这个比例取个中间值,15%,按照这个值来安装储能设备,多出来的成本分摊到电价上,一度电的价格就要从三毛七涨到四毛七,涨了25%。

我们在导论中说过,成本是光伏的命脉,每增加一笔成本,都关系到光伏能不能继续走下去。增加的成本会给产业带来压力,政府又规定这么高的比例,难道不怕影响产业积极性吗?

政府当然考虑到了这点。要求安装储能,是用政策先进行引导;多出来的成本,政府紧接着会用补贴来平衡。比如,2021年,青海省政府就说,只要安装了储能,就按每度电一毛钱的标准给补贴。浙江义乌市也有类似政策,每度电补贴了两毛左右。这么一来,我们前面遇到的那个问题,不就解决了吗?谁装,我就给谁补贴。就没有人为了成本再计较了。

而且,我还注意到,上面这份《方案》给电池储能行业也定了一个小目标:到2025年,技术性能进一步提升,系统成本降低30%以上。

30%多吗?对于有些行业,这当然是太难的一件事。但是,我们看看和光伏电池类似的电动车电池,过去三十年间,电动车电池的成本下降了95%左右。储能电池的技术要求比电动车电池更低,所以,这并不是一个太高的要求。

短期内,政策补贴会消除新装电池带来的成本,长远地看,技术的发展又会大大降低使用储能电池的门槛。所以行业内才认定,电池储能是一个切实可行、又有未来的方案。

我还观察到一个新的形态,很有意思。如果上面说的“光伏+储能”能够实现的话,“虚拟电厂”可能会成为我们未来生活的一部分。

虚拟电厂,简单来说,就是用互联网技术,把分布式光伏电站、储能设备,和工业园区、商业楼、住宅等建筑连接成一个网络系统,电力人员可以通过这个系统,随时调控不同区域,甚至是每栋楼的用电情况。

以前,电网只能按省、市、县这样大面积区域来统一管理电力输送,有了虚拟电厂,一个小区域也可以灵活管理自己的电力配置了。比如周末,商场是用电高峰,办公楼是用电低谷,虚拟电厂就可以做出合理安排,把更多电力调配给商场用。

这已经不只是想象了,现实中正在发生。在浙江平湖、湖北武汉、上海等十多个地市,都已经开始进行虚拟电厂的建设和使用了。“光伏+储能”,再配合虚拟电厂,我国电力的分配和使用,会越来越科学合理。

好,我们总结一下这一讲:光伏发电不稳定,并入电网有困难,安装电池储能,能解决这个问题。产生的成本,由国家补贴和未来的技术进步来对抵。光伏电站安装储能,还可能会产生虚拟电厂,帮助电网实现电力精细化管理。

好,这一讲的内容和电池关系密切,我想请你在留言区里分享一下,这两年,你关注到电池行业有怎样的变化和发展?你有没有看到一些可能的商机?欢迎留言,我们一起交流。

以上就是这一讲的全部内容。我们下一讲见。

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