近日,2023中關村論壇在北京開幕,主題為“開放合作·共享未來”。中國科學院院士、清華大學教授、全國政協常委歐陽明高發表了《新能源革命的技術瓶頸與路徑:儲能+氫能+智能》的主旨演講。
中國科學院院士、清華大學教授、全國政協常委歐陽明高
儲能的成本隨著現在技術發展持續降低,比如現在鋰離子電池的儲能成本已經降了很多,大概三五年前是接近2元/瓦時,壽命是3000-5000次,今年報價已經降到1元/瓦時,降了大約一半,而電池壽命則達到5000-10000次。“一個是首次購買成本降低,另外一個壽命的延長也是降成本。”歐陽明高對每經記者表示,壽命延長意味著單次儲能成本隨之降低,電池的循環原先只有5000次,現在都1萬次了,提高了一倍。像電池以前1瓦時都是1.8~1.9元,今年都已經1元了,壽命又在不斷提升,這表明電池成本降得很快。歐陽明高在主旨演講中表示,當前的儲能中抽水蓄能大約占75%,新型儲能占比達到20%多,而在新型儲能中94%都是依靠電池。他表示,未來儲能電池的壽命有望增加到10000-15000次,這表明我們儲能的成本還將大幅下降,因為壽命增加,單次儲能成本線性下降。歐陽明高表示,目前抽水蓄能雖然占比很高,但未來會逐步降低,儲能行業未來主體將呈現出短周期、小規模依靠電池,長周期、大規模主要靠氫能的格局。
當前儲能發展得很快,將來電動汽車不僅是交通工具,還是用能、儲能回饋能源的終端,也就是說電動汽車也將成為儲能工具,它也是可再生能源的一部分,所有車用的電都可以上傳。歐陽明高在演講中提到,現在我們有集中式儲能電站和分布式電池儲能之分,電動汽車在電池的安全性能方面相對來講是比較好的,如果把電動汽車用來做分布式儲能,安全性是好的,也不用重新買電池,成本也比較低。對于儲能電池的安全問題如何解決,歐陽明高對每經記者表示,還要繼續做電池的研究,“現在我們很多人都在搞電池研究。”
中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長賀克斌作了《中國實現碳中和和清潔空氣的協同路徑》的專題報告。論壇期間,賀克斌接受了《每日經濟新聞》(以下簡稱NBD)記者采訪。
NBD:您提到要大力發展風光等新能源,如果要平衡風光的波動性,現在是不是可行的只有發展儲能?賀克斌:不是這樣。集中式儲能應該說是一個保底方案,更多的是要用需求側來調動,比如虛擬電廠,像北京已經開始在做虛擬電廠的地方標準了。有了虛擬電廠,電動汽車車主也可以往外賣電,假如以后電動汽車保有量非常高,就可以通過市場機制對電價進行調節,就像現在調節油價一樣。如果電價每個小時都在變,就會引導電動車主在風光資源不足的時候向外賣電。比如天氣預報未來三天要下雨,光伏電價就可能上漲,車主可以提前把電動車充滿電,如果日常使用電量較少,用不完這些電,在電價高的時候,車主就可以賣出一部分獲得利潤。這不只是一個設想,國家電網已經在北京做了兩年試驗,據統計,一個車主通過這種方式一年可能能賺4000元。我了解到現在一些比較大的民企在虛擬電廠方面已經做到300億市值的規模,所以這是解決風光等新能源波動的一個非常大的方面。第二,將來還有需求側的韌性調節。比如我們這棟樓的空調關20分鐘到半小時,大家不會覺得很熱,家里的冰箱關20分鐘食物也不會融化,如果能通過優化、輪流的方式操作,形成的電力資源與風光之間就可以互饋,所以通過需求側來調節會有非常大的潛力。目前從總量算下來,一些專家比較樂觀,他們認為技術是現成的,交由信息、大數據采集等領域執行即可,但是電網專家還有一些顧慮。我個人認為,國網相當于主力部隊肯定要保留,要承擔壓艙石的作用,但是之后它逐漸要承擔預備役的角色,一旦風光等新能源出現大波動,國網就要“放”電,穩定電價。但是要讓大家在微網系統上大規模試驗起來。現在國電投、國網、國電等央企也開始下場想要做一些微網的事。另外,現在國家在推一些建筑整縣裝光伏,除了屋頂之外,還有側立面,側立面的建筑材料也有發電功能,包括窗戶等,現在有些民企已經開始在做這方面工作。我相信在迭代幾次以后,大規模的建筑材料也可以加入需求側的調節,安裝光伏設施后,將只有屋頂能發電變成六面體除了地面都能發電,這樣可用的電量會大大增加。所以整體上對未來我是持樂觀態度的,技術上是有辦法的。NBD:您說的這些都是微網,它是不是只能解決一些小范圍的波動?賀克斌:通俗來說,就好像每個人都吃飽了,全社會也就不餓了。所謂的微網,就是比如這棟樓形成了一個微網,當每個微網都比較穩定的時候,全社會缺電的幾率就非常小。NBD:去年有些地方水電缺乏造成供電方面缺口很大,這種情況能通過需求側的方式來調節嗎?賀克斌:首先要搞清去年的實際情況。去年7月當時有些省份的蓄水標準已經超過了防汛標準,為迎接汛期放了一部分水,但是放水之后上游又沒有下雨,這是第一個問題。第二,要弄清水電省份電力外輸的具體情況。有些省份不是自己的電不夠用,而是疊加外輸因素后,造成了電力緊張。實際上,到目前為止,有些省份的水電并沒有體現出綠電價格,還是按照正常的電價出售,將來如果我們形成全國一盤棋,形成新能源為主體的新型電力系統以后,去年那種現象都會有辦法解決。
中國科學院院士徐春明發表主旨演講表示,可再生電力的強波動性、不穩定性和化工過程所需要的安穩,“長滿優”的穩定運行,唯一的選擇就是儲能。
中國科學院院士徐春明“大家知道儲能現在也很熱,我們熟悉、比較多采用的是機械儲能、抽水儲能、壓縮空氣等方式,近年來發展很快,但也受限于區域、條件的限制,有時候不能很靈活地用于多個過程。”徐春明說,電化學儲能有比較大的發展空間,不過也有它自身的問題,比如說鋰離子電池是當前常見儲能方式所使用的重要材料,但是受限于資源和價格,也有它不足的地方。所以尋找一個低成本、大規模、長時間的儲能過程很重要。關于如何降低儲能成本的問題,徐春明表示,降低儲能成本的確是當前非常核心的一點,因為現階段儲能本身的效益空間還不夠大,在這方面還需要通過進一步提高儲能的效率、降低一些關鍵材料的成本來加以解決,同時還要考慮跟源端、荷端如何緊密結合,這是一個系統性的問題,也是未來較長一段時期儲能行業需要不斷提升的方向。在采訪中,徐春明還提到,隨著“雙碳”戰略的實施,綠氫一定會發揮一個核心的作用,但是綠氫嚴格來講是以電解制氫為主的路線,目前還處于剛起步的階段,盡管各方面投入大量的研發,產能也在快速發展,但以目前產能來講差得還比較多,因此行業發展空間很大。“也正因為這樣,我想綠氫在未來我們‘雙碳’目標的實現過程中還有很大空間,從這方面來講還任重道遠,當然也意味著機遇多多。”徐春明說。談及綠氫技術未來的發展方向,徐春明表示,電解制氫最重要的是要規模化,它需要連續穩定的運行,規模越大越需要穩定。“在這個過程中還有很多難點,包括電解水如何進一步降低能耗、使它能夠在成本上具有優勢等,在這方面還有很多基礎性、開發性的工作需要進一步完成。”
加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士陳忠偉表示,電化學儲能是新能源應用中的重要保障。
評估電化學能源最重要的標準主要有四個參數,第一個是成本,第二個是安全性,第三個是能量密度,第四個是功率密度。在雙碳背景下,需要考慮電池的可持續問題,包括材料的再生、能源與資源的相互平衡,以及能源與電池安全的相互平衡等。
中國工程院院士、蘇州國家實驗室主任徐南平表示,零碳能源是碳中和的基石與先導,零碳能源成本是國家競爭力和行業減排新技術應用的主要推動力。建議重點發展光伏、綠氫、大規模長時化學儲能三大標桿技術,構建光電-儲能-輸電和制氫-儲氫-運氫技術與裝備體系。
來源:每日經濟新聞
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