华能《电化学储能及抽水蓄能全生命周期度电成本分析_徐若晨》

第 40 卷 第 12 期2021 年 12 月电 工 电 能 新 技 术Advanced Technology of Electrical Engineering and EnergyVol．40，No．12Dec． 2021收稿日期: 2021-05-12基金项目: 华能集团总部科技项目( HNKJ20-H60)作者简介: 徐若晨( 1991-) ，男，浙江籍，工程师，博士，研究方向为电化学储能;刘明义( 1977-) ，男，山东籍，教授级高工，博士，研究方向为储能技术( 通信作者) 。电化学储能及抽水蓄能全生命周期度电成本分析徐若晨，张江涛，刘明义，曹传钊，曹曦( 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京 102209)摘要: 储能技术能提高电能品质并促进新能源的消纳，推广储能技术对加快我国新能源产业的发展具有重要的意义，而储能系统的成本则是决定储能技术大规模应用和推广的重要指标。本文通过分析储能系统的投资成本、维护成本、替换成本、充电成本以及回收成本计算全生命周期度电成本，为储能系统的成本评估提供参考。以电化学储能和抽水蓄能为例，分析了影响储能系统全生命周期度电成本的关键因素，并提出有效降低度电成本的措施和对策。综合考虑储能技术在应用方面的实际情况，展望储能技术在未来能源领域中的发展前景。关键词: 电化学储能; 抽水蓄能; 全生命周期; 度电成本; 发展前景DOI: 10. 12067/ATEEE2105024文章编号: 1003-3076( 2021) 12-0010-09中图分类号: TM91引言随着我国清洁能源的大力发展，电网中波动电源的占比逐步提高，保持发电、负荷和消耗之间的实时平衡变得越发困难，电力系统的稳定运行将会受到极大影响。因此，如何保证电力生产和供应的平衡，同时实现清洁能源的发展及环境的保护，是目前面临的重大挑战［1，2］。在该大背景下，为了解决清洁能源占比不断升高的电力系统中电力供需不平衡的问题，各种技术都在蓬勃发展，而其中最有发展潜力的是储能技术。近年来储能技术得到大力发展，其规模化应用可有效解决电力系统的问题。储能装置在改善新能源间歇性问题方面可起到调峰调频、削峰填谷的作用; 在优化电网调配方面可提高新能源的利用比例和能源的利用效率; 在保障电网安全方面可平滑电站出力曲线，保障电力系统的稳定运行［3-5］。储能在电力系统的应用将会越来越重要，因此储能技术的进一步研究和发展变得十分迫切。2020 年因产业内生动力和碳中和目标驱动，中国储能产业逆势大幅增长。截至 2020 年底，在中国已投运的储能项目累积装机规模达到了33. 4 GW，新增储能容量 2. 7 GW［6］。抽水蓄能仍占主导地位，但电化学储能增速进一步加快，电化学储能新增投 运 容 量 首 次 突 破GW大 关， 达 到1 083. 3 MW/2 706. 1 MW·h。锂电池储能系统初期投资成本也降低至 1 500 元/( kW·h)［6，7］。储能已经从商业化初期逐步迈向了规模化发展的新阶段，其中成本因素是储能进一步大规模发展的主要影响因素之一［8］。成本高是制约储能电站规模化发展的关键因素，姜华等［9］通过提升储能电站能效水平来降低全寿命周期成本。席星璇等［10］采用储能度电成本模型和财务评价方法，以吉林省为例，研究在风电场配置储能系统的经济性问题，指出储能系统受电池成本和峰时电价的影响较大。共享储能是一种新型的储能形式，可实现储能资源共享共用的目标，提高储能系统的利用率。李淋等［11］指出引入共享储能电站可显著降低用户群日运行成本。此外，潘福荣等［12］建立了用户侧储能系统成本收益模型，对浙江大工业用户储能案例进行了效益分析，指出大工业用户采用铅炭电池和磷酸铁锂电池具有很好的经济性。目前，储能技术成本的焦点大多只停留在储能技术的初期投资成本，而并未充分考虑储能技术未来的运营维护成本、替换成本以及回收成本。例如在对江苏省工业用户配置储能的经济性研究中［13］，总成本考虑了包括设备投资成本和土建成本的初始TB店：小泽智库徐若晨，张江涛，刘明义，等． 电化学储能及抽水蓄能全生命周期度电成本分析［J］． 电工电能新技术，2021，40( 12) : 10-18．11投资成本，以及每年的设备维护成本，其余成本并未考虑。也有学者从全生命周期角度分析了储...