摘要：本報告主要介紹了能源發(fā)展核心問題能源可控化使用是解決能源危機(jī)關(guān)鍵要素新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級下，能源的可控化和可儲化成為發(fā)展的核心。傳統(tǒng)發(fā)電主要依靠燃煤小部分有燃?xì)獾取?/p>
現(xiàn)階段由于全球氣候危機(jī)和環(huán)境危機(jī)影響，雙碳和能源轉(zhuǎn)型正火熱發(fā)展中，以風(fēng)光發(fā)電為主流的新型發(fā)電方式開始逐漸替代傳統(tǒng)發(fā)電。然而傳統(tǒng)發(fā)電主要為人工填料燃煤，可根據(jù)數(shù)據(jù)分析、節(jié)假日及不同季節(jié)負(fù)荷的特征、天氣預(yù)報等對未來幾日用電情況進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測，同步匹配用電系統(tǒng)，并在運行過程中滾動調(diào)節(jié)運行。
但同樣發(fā)電廠僅可實現(xiàn)發(fā)電不能儲電，仍需要調(diào)節(jié)電力供應(yīng)以匹配需求端的電力變化，維持電力的供需平衡。相較傳統(tǒng)模式，新型電力系統(tǒng)雖有環(huán)保、能源儲量大等優(yōu)點，但由于來源主要為太陽能、風(fēng)能等自然能源，受地理位置、天氣環(huán)境等影響，有資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷，較難24小時控制以實現(xiàn)供需平衡。
每章節(jié)的核心觀點總結(jié)：
1.發(fā)展儲能的本質(zhì)：
能源的可控化和可儲化是解決能源危機(jī)和電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵要素，新型發(fā)電方式如風(fēng)光發(fā)電存在不可控和不穩(wěn)定性，需要儲能技術(shù)來提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
2.儲能發(fā)展現(xiàn)狀：
目前市場上存在多種儲能方式，包括物理儲能、化學(xué)儲能和電磁儲能等，其中化學(xué)儲能如鋰離子電池是當(dāng)前主流的儲能技術(shù)。
3.不同儲能方式對比：
不同儲能方式有各自的優(yōu)缺點，需要根據(jù)應(yīng)用場景進(jìn)行選擇。例如，抽水蓄能電站是當(dāng)前最大的物理儲能方式，適用于水資源豐富和水能資源豐富的地區(qū);壓縮空氣儲能適用于大型或中型儲能需求，具有高能量密度和低成本等優(yōu)勢;而鋰離子電池則適用于便攜式設(shè)備和家庭儲能等場景。
4.儲能市場發(fā)展特點：
隨著電力系統(tǒng)的不斷升級和新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，儲能市場呈現(xiàn)出快速增長的發(fā)展趨勢。同時，政策支持和市場需求的推動也是儲能市場發(fā)展的主要動力。
5.儲能市場典型玩家分析：
目前市場上存在許多典型的儲能玩家，包括電池制造商、能源公司、電力公司和新能源公司等。這些玩家在技術(shù)研發(fā)、市場推廣和商業(yè)模式等方面各具特色。
6.未來發(fā)展趨勢分析：
隨著電力系統(tǒng)的不斷升級和新能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新，未來儲能市場將會呈現(xiàn)出更加多元化和智能化的發(fā)展趨勢。同時，隨著政策和市場的不斷完善，儲能技術(shù)的應(yīng)用成本將進(jìn)一步降低，市場占有率也將持續(xù)擴(kuò)大。
關(guān)于報告內(nèi)容的要點總結(jié)
01為什么能源的可控化和可儲化在新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級下變得重要?
在雙碳背景下，能源發(fā)展面臨著全球氣候危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)發(fā)電方式以燃煤為主，存在污染和不可預(yù)測性，而新型發(fā)電方式如風(fēng)光發(fā)電則具有清潔、可再生的優(yōu)點，但受地理位置、天氣環(huán)境等因素影響，具有資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷。因此，能源的可控化和可儲化在新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級下變得重要。
能源的可控化能夠解決電力供應(yīng)與需求之間的平衡問題。傳統(tǒng)發(fā)電方式無法實現(xiàn)電力供應(yīng)和需求的精準(zhǔn)匹配，而新型發(fā)電方式具有不可預(yù)測性，因此需要通過儲能技術(shù)來提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
能源的可儲化能夠解決電力系統(tǒng)的儲能問題。風(fēng)光發(fā)電具有間歇性和波動性，需要儲能技術(shù)來儲存未利用的能量，以備在資源缺乏和用電高峰時段放出能量供電，實現(xiàn)削峰填谷。這樣可以在理論上減少棄電，降低用電成本。
儲能技術(shù)在新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級中扮演著關(guān)鍵角色。它可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高電力供應(yīng)的可靠性和靈活性。同時，儲能技術(shù)還可以與其他可再生能源技術(shù)相結(jié)合，推動新能源的發(fā)展和利用。因此，能源的可控化和可儲化在新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級下變得尤為重要。
02傳統(tǒng)發(fā)電和新型發(fā)電各有哪些優(yōu)點和缺點?
傳統(tǒng)發(fā)電和新型發(fā)電各有其優(yōu)點和缺點。
傳統(tǒng)發(fā)電的主要優(yōu)點是可靠性和穩(wěn)定性。它依賴于可靠的燃料供應(yīng)(如煤炭或燃?xì)?，并且由于多年的操作經(jīng)驗和技術(shù)發(fā)展，發(fā)電廠能夠提供穩(wěn)定可靠的電力輸出。此外，由于其技術(shù)成熟，傳統(tǒng)發(fā)電的維護(hù)和操作成本相對較低。
然而，傳統(tǒng)發(fā)電也存在一些缺點。首先，它對環(huán)境的影響較大，尤其是燃煤發(fā)電，會排放大量的二氧化碳和其他有害物質(zhì)。其次，燃煤等化石燃料的儲備是有限的，這將導(dǎo)致發(fā)電廠面臨資源短缺的問題。此外，傳統(tǒng)發(fā)電的效率通常較低，也就是說，大部分能源在轉(zhuǎn)換過程中被浪費，而不是被有效利用。
新型發(fā)電，主要包括風(fēng)光發(fā)電等可再生能源，具有許多優(yōu)點。首先，它們是清潔的，不會產(chǎn)生溫室氣體和其他有害物質(zhì)。其次，許多可再生能源的資源豐富，例如風(fēng)能和太陽能，這降低了對有限化石燃料的依賴。此外，新型發(fā)電的效率較高，因為它們是在發(fā)電過程中盡量減少浪費。
然而，新型發(fā)電也存在一些缺點。首先，它們對環(huán)境的影響比傳統(tǒng)發(fā)電更大，因為需要改變自然環(huán)境來建立風(fēng)力或太陽能發(fā)電設(shè)施。其次，新型發(fā)電的可靠性較低，因為它們依賴于自然條件(如風(fēng)和陽光)，這些條件是不穩(wěn)定的。此外，新型發(fā)電的初期投資成本較高，需要更多的技術(shù)研發(fā)和設(shè)備投入。
總的來說，傳統(tǒng)發(fā)電和新型發(fā)電各有其優(yōu)缺點。在雙碳目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型的背景下，新型發(fā)電的需求正在增加，但其可靠性和穩(wěn)定性問題也需要我們克服。
03新型電力系統(tǒng)面臨哪些挑戰(zhàn)，如何克服資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷?
新型電力系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)是資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷。風(fēng)光電的發(fā)電量受自然條件如風(fēng)速和光照時間等影響，具有很大的波動性和不可預(yù)測性，這給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來很大困難。另外，隨著新能源的大規(guī)模接入，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，需要應(yīng)對更高的電力需求和更復(fù)雜的電力調(diào)度問題。
為了克服這些挑戰(zhàn)，可以采取以下措施：
增加儲能系統(tǒng)的應(yīng)用：儲能系統(tǒng)可以在風(fēng)光電發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電力系統(tǒng)，削峰填谷，減少棄電和提高電力穩(wěn)定性。
引入調(diào)峰調(diào)頻裝置：調(diào)峰調(diào)頻裝置可以根據(jù)用電負(fù)荷的變化調(diào)整電力供應(yīng)，滿足電力系統(tǒng)的需求。
推動新能源技術(shù)的發(fā)展：新能源技術(shù)的不斷發(fā)展可以提高風(fēng)光電的發(fā)電效率和可靠性，從而減少資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷的影響。
建立智能電網(wǎng)：智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
發(fā)展需求響應(yīng)和能效管理：通過需求響應(yīng)和能效管理可以實現(xiàn)對用電負(fù)荷的有效管理和調(diào)節(jié)，降低用電需求和增加用電效率，從而平衡供需關(guān)系，減少資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷的影響。
綜上所述，新型電力系統(tǒng)需要不斷引入新技術(shù)和管理措施，平衡發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的關(guān)系，從而克服資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和高效運行。
04可商業(yè)化的解決方案如“虛擬電廠”和“儲能系統(tǒng)”如何解決風(fēng)光電的不可控和短周期波動性問題?
風(fēng)光電的不可控和短周期波動性問題給電力系統(tǒng)帶來了很大的挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，可以采取以下可商業(yè)化的解決方案：
虛擬電廠：
虛擬電廠是一種集中控制和運營的分布式能源系統(tǒng)，它通過技術(shù)手段將分散的分布式能源資源進(jìn)行整合和優(yōu)化，形成一個能夠響應(yīng)市場需求和穩(wěn)定電網(wǎng)運行的大型虛擬電廠。這個虛擬電廠可以像一個真實電廠一樣進(jìn)行調(diào)度和控制，可以靈活地響應(yīng)市場需求和穩(wěn)定電網(wǎng)運行。
虛擬電廠的運營模式是通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將分散的分布式能源資源連接起來，形成一個智能化的能源系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)和優(yōu)化能源的輸出，以響應(yīng)市場需求和穩(wěn)定電網(wǎng)運行。同時，虛擬電廠可以通過能源市場進(jìn)行交易，獲得經(jīng)濟(jì)上的收益。
儲能系統(tǒng)：
儲能系統(tǒng)是一種將多余能量儲存起來的技術(shù)，可以在需要時釋放出來，以響應(yīng)市場需求和穩(wěn)定電網(wǎng)運行。儲能系統(tǒng)包括物理儲能、化學(xué)儲能和電磁儲能等多種形式。其中，化學(xué)儲能是一種比較成熟的技術(shù)，它通過將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，可以在需要時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來。例如，鋰離子電池是一種比較常見的化學(xué)儲能技術(shù)，可以儲存大量的電能。
虛擬電廠和儲能系統(tǒng)是兩種比較典型的可商業(yè)化解決方案，它們可以將分散的分布式能源資源進(jìn)行整合和優(yōu)化，形成一個能夠響應(yīng)市場需求和穩(wěn)定電網(wǎng)運行的大型虛擬電廠或儲能系統(tǒng)。這些解決方案可以減少棄電的產(chǎn)生，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，促進(jìn)風(fēng)光電等可再生能源的發(fā)展。
05隨著新能源大規(guī)模接入，對電網(wǎng)沖擊的增加，新能源穩(wěn)定并網(wǎng)需要哪些措施?
新能源穩(wěn)定并網(wǎng)需要采取以下措施：
配備調(diào)峰、調(diào)頻裝置：為了應(yīng)對新能源發(fā)電的波動性和不可預(yù)測性，需要引入調(diào)峰、調(diào)頻裝置，以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷和頻率，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
加強(qiáng)電網(wǎng)基建負(fù)荷能力：增加電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資，提高電網(wǎng)的電壓等級和傳輸容量，以應(yīng)對新能源發(fā)電的波動性和不可預(yù)測性。
引入儲能技術(shù)：在電網(wǎng)中引入儲能技術(shù)，如電池儲能、超級電容儲能等，可以在新能源發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電網(wǎng)的負(fù)荷，保持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
優(yōu)化調(diào)度和運行方式：通過優(yōu)化新能源發(fā)電的調(diào)度和運行方式，可以降低新能源發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊。例如，可以根據(jù)天氣預(yù)報和電網(wǎng)的運行情況，合理安排新能源發(fā)電的時間和規(guī)模，以降低其對電網(wǎng)的沖擊。
加強(qiáng)新能源發(fā)電的預(yù)測：通過加強(qiáng)新能源發(fā)電的預(yù)測，可以更準(zhǔn)確地掌握新能源發(fā)電的情況，從而更好地應(yīng)對其對電網(wǎng)的沖擊。例如，可以利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對新能源發(fā)電進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。
建立智能電網(wǎng)：通過建立智能電網(wǎng)，可以實現(xiàn)新能源發(fā)電和電網(wǎng)的智能互動，從而更好地應(yīng)對新能源發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊。例如，可以通過智能調(diào)度系統(tǒng)，對新能源發(fā)電進(jìn)行實時調(diào)度，從而降低其對電網(wǎng)的沖擊。
06儲能如何成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?
儲能成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)體現(xiàn)在以下幾個方面：
儲能可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
新型電力系統(tǒng)需要應(yīng)對新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性和不可預(yù)測性，以及電力負(fù)荷的波動性。通過儲能技術(shù)，可以在新能源發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電力系統(tǒng)，削峰填谷，減少棄電和提高電力穩(wěn)定性。
儲能可以提高電力系統(tǒng)的效率和可靠性。
新型電力系統(tǒng)需要滿足高效率、低成本、可持續(xù)發(fā)展的要求，而儲能技術(shù)可以幫助優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行，提高電力設(shè)備的利用率和可靠性。例如，在電力市場迭代中，電力設(shè)備的老舊化和配儲需求產(chǎn)生的原因是電力系統(tǒng)的升級和新能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新。這些因素將促進(jìn)儲能市場的不斷發(fā)展。
儲能具有多種應(yīng)用場景和優(yōu)勢。
在不同的應(yīng)用場景下，儲能可以實現(xiàn)多種功能，例如調(diào)峰調(diào)頻、應(yīng)急儲備、離網(wǎng)供電等。這些功能可以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而推動儲能市場的不斷發(fā)展。
綜上所述，儲能成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以提高電力系統(tǒng)的效率和可靠性，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，未來儲能市場將具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
07什么是削峰填谷，它如何幫助平滑電力負(fù)荷的波動幅度?
削峰填谷是一個能源存儲和管理的概念，主要涉及到電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡和運行效率。在電力系統(tǒng)中，削峰填谷是通過在用電高峰期減少用電量，而在用電低谷期增加用電量來達(dá)到平衡負(fù)荷的目的。這樣可以在滿足用電需求的同時，減少電力資源的浪費，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
削峰填谷的實現(xiàn)方式有多種，其中包括儲能技術(shù)的運用。在用電低谷期，儲能設(shè)備可以儲存多余的電力，而在用電高峰期，儲能設(shè)備可以釋放儲存的電力來滿足高峰期的用電需求。這種儲能設(shè)備的運用可以幫助平衡電力負(fù)荷，減少棄電的產(chǎn)生，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
在新型電力系統(tǒng)中，由于可再生能源的大規(guī)模接入，電力負(fù)荷的波動性更加顯著。為了應(yīng)對這種波動性，儲能技術(shù)的運用更加重要。通過削峰填谷的方式，可以在滿足用電需求的同時，降低電力系統(tǒng)的負(fù)荷波動，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。同時，削峰填谷也可以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，通過在用電低谷期儲存電力，可以在用電高峰期出售多余的電力資源，獲取經(jīng)濟(jì)收益。
08在電力市場迭代中，電力設(shè)備的老舊化以及配儲需求是如何產(chǎn)生的?
電力設(shè)備的老舊化以及配儲需求產(chǎn)生的原因主要有以下幾點：
新型發(fā)電形式在電力市場裝機(jī)量中占比不斷增加：
隨著新能源的大規(guī)模接入，風(fēng)光發(fā)電等新型發(fā)電形式在電力市場中的比例不斷增加。這些新型發(fā)電形式具有波動性和不可預(yù)測性，需要配備調(diào)峰、調(diào)頻裝置，并有效運營新型電力系統(tǒng)來應(yīng)對其對電網(wǎng)的沖擊。
電力設(shè)備的老舊化：
隨著電力系統(tǒng)的運行時間推移，電力設(shè)備會逐漸老舊化，這些設(shè)備可能無法承受新能源發(fā)電帶來的波動性和不可預(yù)測性，因此需要更新或升級以適應(yīng)新能源的接入。
配儲需求：
為了應(yīng)對新能源發(fā)電的波動性和不可預(yù)測性，需要引入儲能技術(shù)。在新能源發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電網(wǎng)的負(fù)荷，保持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。這種儲能技術(shù)的應(yīng)用需要相應(yīng)的政策和規(guī)劃支持，例如在電力市場中進(jìn)行配儲需求分析，制定相應(yīng)的政策和規(guī)劃來推動儲能技術(shù)的發(fā)展。
綜上所述，電力設(shè)備的老舊化和配儲需求的產(chǎn)生主要源于新型發(fā)電形式的大規(guī)模接入和電力市場的迭代發(fā)展。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，需要采取相應(yīng)的政策和措施來推動電力系統(tǒng)的升級和轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)新能源的發(fā)展。
09在新型發(fā)電形式在電力市場裝機(jī)量中占比不斷增加的情況下，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電量增長情況如何?
在新型發(fā)電形式在電力市場裝機(jī)量中占比不斷增加的情況下，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電量增長迅速。根據(jù)艾瑞研究院的自主研究繪制，到2022年，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電量達(dá)到1.19萬億千瓦時，較2021年增加2073億千瓦時，同比增長21%。這個數(shù)字的快速增長表明了新型發(fā)電形式在我國電力市場中的影響力和潛力。其中，光伏發(fā)電量和風(fēng)能發(fā)電量的增長情況都非常顯著。
光伏發(fā)電量的增長主要受光照時間和太陽能輻射量的影響。在白天和晴天，光伏發(fā)電量較多，而在傍晚和雨天則發(fā)電量較少。由于這種不穩(wěn)定性，需要采取措施來平衡電網(wǎng)負(fù)荷，如利用儲能系統(tǒng)進(jìn)行削峰填谷。
風(fēng)能發(fā)電量的增長與風(fēng)量和地理位置有關(guān)。在我國，風(fēng)能主要集中在華北、西北和東北地區(qū)。然而，風(fēng)能發(fā)電量也存在不穩(wěn)定性，因為風(fēng)速達(dá)到一定速度才能進(jìn)行發(fā)電，一般在半夜風(fēng)速大發(fā)電量大，而正午發(fā)電量最小。這種不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致供大于求的狀況，從而產(chǎn)生棄風(fēng)棄電的問題，增加成本。
總的來說，新型發(fā)電形式的增長趨勢明顯，但同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，如何解決新型發(fā)電形式的不穩(wěn)定性和不可控性是一個重要的問題。而通過配備調(diào)峰、調(diào)頻裝置和有效運營新型電力系統(tǒng)，可以平衡電網(wǎng)負(fù)荷，提高電力系統(tǒng)的效率和可靠性。
10截至2022年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模和新型儲能累計裝機(jī)規(guī)模分別是多少?
截至2022年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模為59.8GW，其中新型儲能累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)到13.1GW。
11結(jié)束語
從各地政策和實踐發(fā)展來看，目前新型儲能的商業(yè)模式多樣化，國家和地方政府積極鼓勵電力市場化以激發(fā)儲能應(yīng)用需求和規(guī)模化發(fā)展。與此同時產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠商正積極探索新突破口，以尋找有效提升措施。預(yù)計未來儲能市場的發(fā)展重心將以中游為主，逐步探索向上向下一體化發(fā)展模式，同時不斷增強(qiáng)電池核心技術(shù)能力，提升產(chǎn)品設(shè)計和市場開發(fā)能力，實現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品、渠道、客戶同步發(fā)展格局。
綜合來看，儲能行業(yè)仍處于相對早期的發(fā)展階段。在上游的技術(shù)研發(fā)投入和材料替代性上，大部分公司仍在繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)性投入。在中游的產(chǎn)品應(yīng)用和系統(tǒng)集成層面，產(chǎn)學(xué)研的緊密性也高于其他行業(yè)。當(dāng)然最終需要回歸至需求終端側(cè)，國央企為主體的電力市場改革以及垂直產(chǎn)業(yè)民營企業(yè)(房地產(chǎn)、通信、互聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)等)為主體的碳中和迭代分別代表了政策驅(qū)動和市場落實的兩大核心方向。
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