大型电池储能是可再生能源发展的下一步吗?

下一代电池可能是亚太地区扩大可再生能源规模的关键。图片:亚行
下一代电池可能是亚太地区扩大可再生能源规模的关键。图片:亚行

By Atsumasa Sakai

大型电池储能系统可能颠覆清洁能源竞争格局,但要降低其进入壁垒,还需要采取更多行动。

许多国家和地区已将碳中和列为首要议程,致力于在本世纪中叶使二氧化碳排放量达到峰值。英国等国家计划从2030年起禁止销售汽油和柴油新车,而中华人民共和国(中国)等国也正在用可再生能源替代煤炭发电。

要提高间歇性可再生能源的能量输出,需要电池储能系统来有效储存能量,并将其用于发电或其他用途。虽然容量有限和成本高昂一直是扩大电池储能应用规模的主要障碍,但近年来可再生能源和电池容量方面的技术进步和成本下降也带来了新的潜力。

大型电池储能系统就是其中的一项重要突破,它能按商业方式储存可再生能源发电产生的大量电能。这种系统已逐渐成为更具可行性的支持可再生能源开发的方案,有望取代热力发电和抽水蓄能发电等传统技术。

然而,在部署并网电池储能系统方面,发展中国家面临诸多挑战,其中一项主要挑战是现行的电力法律法规不足以支持电池储能电站作为独立市场主体提供辅助服务。因此,由于缺乏适当法规,私营企业如果要筹建电池储能电站,可能需要经过冗长的程序,并与政府机构就充放电费率和办理营业执照问题进行磋商。对于私营部门而言,这可能是一个重要的进入壁垒。

作为临时解决方案,一些国家和地区出台了相关法律法规,允许负责维护电网可靠性的输电公司运营电池储能电站。在意大利,负责国家输电系统的独立输电商Terna公司运营着一座35兆瓦的电池储能电站,目的是解决主要由可再生能源发电站造成的输电阻塞现象。

大型电池储能系统是一项具有光明前景的技术,可以增加电网和能源消费者可利用的可再生能源份额。

另一项重大挑战是电池技术的快速发展。电池储能电站可以选择合适的电池技术来实现电网稳定、负荷转移等预期效益。有些技术能够产生高功率,而有些技术能够储存大量电能。但问题在于,由于竞争激烈以及电池技术迅速发展,今天最好的技术到明年未必仍然是最好的。

因此,在招标阶段就锁定技术,可能会使一项潜在的优秀技术在评标时就失去竞争资格。一种对策是指定性能要求,例如充放电容量和双程效率,而不对技术规范作规定。这将使电池储能电站项目能够有效实现预期效益,并且不会错失合适的电池技术方案。

第三大挑战是电池回收。电池储能电站的废旧电池需要回收或妥善处理和处置。然而,在许多发展中国家,由于缺乏相关回收设施,往往由电池供应商负责回收或处置。

任何供应商都无法避免在电池寿命结束之前破产的风险,因此,项目国家或地区最好能够建设国内回收设施,以作为永久性解决方案。同理,要促进电池储能电站的发展,也需要加强对废旧电池的环境监管。

第四大挑战是火灾风险。电池有引发火灾和爆炸的危险,因此需要设计完善的防火系统。此外,电站运营商还需要制定并遵守适当的电池操作规范准则,减少电站运行期间因电池模块过充或过放带来的火灾风险。

最后一项主要挑战是缺乏电池储能系统运行的经验。虽然有些电池储能系统开发项目将运行和维护工作外包给海外承包商,但发展中成员体最好由本国员工负责系统运维,以实现可持续的效益。通过能力建设,国内公用事业运营商可以成长为合格的电池储能系统运营商。此外,电池模块的寿命比变压器等传统设施要短,因此,我们需要精心规划电池模块的更替,包括规划资金来源,并由电站业主制定相关准则。

要减少对化石燃料的依赖,需要制定应对气候变化的创新解决方案。大型电池储能系统是一项具有光明前景的技术,可以增加电网和能源消费者可利用的可再生能源份额。

作者:亚行高级能源专家酒井敦正(Atsumasa Sakai)