近日，陜西省科學(xué)技術(shù)廳公布了2022年度“陜西省工程技術(shù)研究中心”建設(shè)名單，“陜西省風(fēng)光發(fā)電與多元儲能工程技術(shù)研究中心”獲批。自從今年陜西省碳達峰碳中和實施意見提出加快了多元化儲能技術(shù)應(yīng)用后，抽水蓄能、鹽穴壓縮空氣儲能、電源側(cè)大規(guī)模集中共享儲能等多種儲能形式在如火如荼探索中。
受訪的業(yè)內(nèi)人士表示，陜西省儲能發(fā)展路線選擇是成本和市場需求的選擇，是緊扣陜西省新能源與儲能發(fā)展的實際需求和技術(shù)瓶頸。
新能源消納問題日益凸顯
近年來，陜西省可再生能源裝機不斷提升，截至目前已突破3000萬千瓦，其中，風(fēng)電1200萬千瓦，光伏1400萬千瓦。預(yù)計到“十四五”末，陜西省可再生能源裝機將達到6500萬千瓦，非化石能源消費占比達到16%以上。
陜西的風(fēng)光新能源負荷多集中在關(guān)中和陜北地區(qū)，關(guān)中負荷占比56.2%，陜北負荷占比32.2%，陜南負荷占比11.6%。該地區(qū)同時也是大負荷集中地帶，關(guān)中日復(fù)合峰谷差較大，陜北榆林延安一帶負荷增速快。今年，陜西全省新能源累計發(fā)電11億千瓦時，夏季大負荷時段峰谷差達到1000萬千瓦以上，電網(wǎng)對新能源的消納和日調(diào)峰有著迫切的需求。
據(jù)陜西電力儲能有限公司董事長張維佳介紹：“陜西南部地區(qū)具有豐富的水電資源和建設(shè)抽蓄電站的條件，但因地區(qū)用電負荷小，750千伏主電網(wǎng)還未延伸，上網(wǎng)送出受限，該地區(qū)風(fēng)光資源缺乏，沒有消納需求，所以不適宜大規(guī)模開展抽蓄項目建設(shè)。關(guān)中-陜北的750千伏主網(wǎng)已建成，且具備4回省外送出通道，具備大規(guī)模儲能電站的接入條件。基于此，我們組建了榆林電力儲能公司，現(xiàn)階段重點在關(guān)中-陜北地區(qū)嘗試開發(fā)多元化電網(wǎng)儲能項目，服務(wù)新能源上網(wǎng)及用戶的安全可靠用電，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。”
陜西省能源局新能源處副處長郭廷波表示，新型儲能以其選址靈活、建設(shè)周期短、響應(yīng)快速靈活、功能特性多樣，成為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟運行不可或缺的配套設(shè)施。“十四五”期間，陜西省力爭全省新型儲能累計裝機規(guī)模達到200萬千瓦以上，孕育一批具備核心技術(shù)的市場主體，形成較為完善的技術(shù)和標準體系，初步形成新型儲能在源網(wǎng)荷側(cè)的商業(yè)模式。
因地制宜建設(shè)儲能項目
郭廷波介紹，在儲能技術(shù)路線選型方面，陜西省以推動多元化技術(shù)開發(fā)和示范為出發(fā)點，鼓勵并支持建設(shè)企業(yè)開展儲熱、儲氫、壓縮空氣及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的示范應(yīng)用。“我們針對主流鋰電池儲能電站，提出了儲能系統(tǒng)性能指標和運營生命周期的門檻性要求，確保示范項目的技術(shù)先進性和安全性。”
“儲能技術(shù)選擇也需要因地制宜。我們與中國電建、中國能建、中儲國能等的下屬設(shè)計技術(shù)單位一起，對陜西地域資源進行了摸排，編制了初步規(guī)劃，確定了試點項目。”張維佳表示，“例如，榆林地區(qū)有較為豐富的鹽穴資源，但普遍處于2600米深度以下，而國內(nèi)已并網(wǎng)的鹽穴壓縮空氣儲能示范項目深度在800米左右。經(jīng)過專家組現(xiàn)場勘察論證，認為目前受技術(shù)瓶頸制約，鹽穴壓縮空氣儲能造價、效率都難以保證，有待于技術(shù)進一步突破。經(jīng)實地考察，我們選擇應(yīng)用了中科院鹽穴壓縮空氣儲能技術(shù)，發(fā)揮其生產(chǎn)安全穩(wěn)定，運行效率高，建設(shè)周期短，造價合理，使用壽命長等優(yōu)勢。”
張維佳還介紹，在關(guān)中北部三原、涇陽、鳳翔一帶和延安周邊地區(qū)，該公司依托巖石山體建設(shè)了700兆瓦、3500兆瓦時試點儲能項目。目前已完成上述項目建議書編制，近期將啟動前期工作。為降低風(fēng)險，一期建設(shè)100兆瓦機組，待投產(chǎn)運行后，再開工建設(shè)后續(xù)2臺300兆瓦機組。項目有望在2025年前全面建成并網(wǎng)，將有效緩解750千伏夏州供電區(qū)新能源消納受限問題。
業(yè)內(nèi)人士認為，在運營模式上，陜西省電網(wǎng)側(cè)布局的儲能項目將采用兩部制電價或獨立共享儲能納入市場交易，這取決于后續(xù)陜西省的相關(guān)政策。參照目前其他省的相關(guān)政策，采用獨立共享儲能交易模式，相對經(jīng)濟一些，總投資收益率可達到9%左右。
探索嘗試“變電+儲能”一體化
“我們正在研究‘變電+儲能’一體化站的可推廣技術(shù)。”張維佳表示，若城市周邊每個樞紐變電站都能配套一定容量和時長的儲能設(shè)施，將對電網(wǎng)的調(diào)峰能力、故障應(yīng)急能力有極大提升，也符合國家能源安全和戰(zhàn)略需要。之前有單位嘗試在變電站布置電化學(xué)儲能模塊，但都因為消防安全問題無法解決，而最終停業(yè)或拆除。不過，電網(wǎng)對這方面的需求迫切，若能解決效率造價和占地問題，物理儲能將會得到廣泛應(yīng)用。
據(jù)張維佳介紹，330千伏變電站處于能源化工企業(yè)和新能源電力的集中地帶，探索“變電+儲能”一體化有先行意義。“以陜西省榆林市神木大保當鎮(zhèn)為例，其新能源上網(wǎng)長期受限，我們嘗試神木大保200兆瓦/1000兆瓦時一體化儲能加變電一體化站。我們擬定了兩種方案，方案一是中科院技術(shù)，利用站外現(xiàn)有大型礦坑，采用多層或立式儲氣罐壓縮空氣方式，建設(shè)兩臺100兆瓦機組；方案二是在德陽東氣試點的西安交大技術(shù)，采用大型常壓柔性二氧化碳儲氣倉，壓縮二氧化碳變相儲能方式。待方案完成后，組織專家評審比較能達到造價效率，后期占地減少到50畝左右，將完全有可能在西安等大中型城市全面部署。”