今年是“十五五”规划实施的开局之年,也意味着我国新型能源体系建设进入实质性攻坚阶段,明晰该体系的核心已成为统筹全局发展的前提。
当前,大规模清洁能源基地以及配套的跨区特高压电力传输通道正在抓紧建设,这些宏大工程的集中建设并非单纯的上规模,而是旨在解决我国能源资源禀赋与负荷中心在空间上错配的结构性矛盾。在“双碳”目标的硬性约束下,构建以非化石能源为主体的新型能源体系已成为国家战略。
传统以化石能源为主的能源系统具备天然的物理稳定性与易存储性,其调峰与保供逻辑相对简单。而以风电、光伏为主的新型能源则表现出强烈的间歇性、波动性与随机性,这决定了整个能源系统需要重新思考调峰、储存与运输逻辑。因此,储能技术的大规模应用与发展,构成了新型能源体系发展的重中之重。
近年来,中国在光伏组件、风电机组以及动力电池等新能源装备制造领域,已经构建了全球领先的产能优势。然而,制造端设备环节的领先,并不能直接等同于宏观能源体系层面的高效与安全。随着“十五五”期间大型清洁能源基地的加速并网,“只发不用”的系统性风险亟须消除。跨区特高压通道虽然解决了绿电“空间错配”的问题,但无法解决风光发电与用户负荷在时间上存在的错配。能源体系是一个复杂的物理与经济网络,如果缺乏多元化储能系统进行电能的跨时间平移,前端强大的设备制造能力将转化为严重的资源浪费。因此,将储能深度嵌入主干网、配电网乃至微电网的各个环节,以实现“源网荷储”(即电源、电网、负荷、储能)的协同互济,是打破新能源消纳束缚、将清洁能源禀赋与装备制造优势转化为电网稳定可控运行能力的关键所在。
在主干网与电源侧层面,面对千万千瓦级“沙戈荒”风光大基地的集中并网,通过大容量新型储能与抽水蓄能电站的规模化配置,能够有效平抑高比例新能源大范围输送带来的频率波动与电压闪变。在配电网层面,随着分布式光伏的爆发式增长与高功率电动汽车充电桩的广泛接入,配电网络正由传统的单向受电网络向双向交互系统演变。
在微电网与用户侧层面,工商业园区及“零碳园区”对供电可靠性与绿电使用比例提出了更为严苛的要求。用户侧储能的引入,使得微电网能够在并网与孤岛运行模式间灵活切换。最终,通过先进的数字化技术与虚拟电厂(VPP)的聚合,散布在主干网、配电网与微电网中的海量分散储能资源将被物理与信息双重链接,把孤立的调节潜力聚合成系统级的灵活性资源,从而真正实现“源网荷储”的动态协同与互济。
在明确以储能为核心的长期发展架构下,现阶段仍需统筹发挥传统煤电的托底保障作用,将其作为储能全面成熟之前的过渡性支撑。理论上,新型能源体系的发展依赖新能源与储能实现清洁化,但在实际转型过渡期内,受制于当前长时储能技术的成本与规模瓶颈,系统在面对极端工况时仍面临供需失衡的严峻挑战。因此,在储能技术尚不能提供跨月度、跨季节低成本调节能力的当下,还必须加速推动煤电向灵活性调节电源转型,与新型储能互补,共同为新能源的快速发展提供安全可控的基本盘。
围绕储能这一核心所构建的新型物理架构,还必须与电力市场体制机制的深化改革相协同,才能全面释放系统的整体效能。为保障以储能为核心的新型能源体系可持续发展,必须加快构建适应高比例新能源接入的全国统一电力市场体系。
依托储能技术的全面突破与系统级应用,辅以传统煤电的托底与电力市场的引导,未来中国将快速构筑起清洁低碳、安全高效的新型能源体系。
(作者林伯强 系中国能源政策研究院院长)
原标题:储能技术与应用是发展重中之重
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