“十四五”降碳成為戰(zhàn)略重點(diǎn)，能源革命、謀篇布局把握綠色發(fā)展機(jī)遇。風(fēng)電光伏增長(zhǎng)迅猛，棄風(fēng)棄光困擾發(fā)展，究竟是何原因？牽一發(fā)而動(dòng)全身，如何突破儲(chǔ)能瓶頸，打通新能源最后一公里。歐陽(yáng)明高院士指出，風(fēng)電光伏技術(shù)很成熟，一個(gè)核心的問題就是儲(chǔ)能。
1.新能源還不是“三好生”
大家知道，鋰離電子電池的發(fā)明，使電動(dòng)汽車發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，帶動(dòng)了可再生能源的大發(fā)展，新能源革命來(lái)了，前景無(wú)限地美好。但是很遺憾，當(dāng)前新能源還當(dāng)不了“三好生”。
什么叫“三好生”呢？就是既要供應(yīng)安全，又要價(jià)格便宜，還要綠色環(huán)保，這就是我們經(jīng)濟(jì)學(xué)上的概念，所謂的“不可能三角”。就是說(shuō)經(jīng)濟(jì)可行、綠色低碳、安全可靠，很難同時(shí)滿足。比如說(shuō)我們的煤炭，安全可靠吧 ，經(jīng)濟(jì)可行吧， 但是它綠色低碳不太好，而我們的新能源恰恰相反 ，綠色低碳 ，但是其他兩個(gè)又不完全滿足，這就是現(xiàn)在我們遇到的一個(gè)困境。
2.“靠天吃飯”，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定
我們現(xiàn)在講的新型電力學(xué)，它就是以風(fēng)電和光伏為主體的電力系統(tǒng)，大家通常說(shuō)風(fēng)電光伏這個(gè)價(jià)格已經(jīng)比煤電價(jià)格還低， 這個(gè)指的是發(fā)電的價(jià)格，實(shí)際上我們真正要用的時(shí)候，還會(huì)遇到一系列的問題。
比如說(shuō)風(fēng)電光伏，它是靠天吃飯，一會(huì)兒多，一會(huì)兒少，不可能24小時(shí)發(fā)，每天供需不平衡，整年也是不平衡的，區(qū)域是不平衡的。電網(wǎng)有一個(gè)原理：就是時(shí)時(shí)要平衡，它才能穩(wěn)定。所謂穩(wěn)定性問題，比如說(shuō)負(fù)荷變大，發(fā)電的電功率不夠，一般交流電的頻率是50Hz，如果出現(xiàn)這個(gè)問題，交流電頻率會(huì)下降。我們?cè)诎l(fā)電側(cè)，比方說(shuō)燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、它的鍋爐的運(yùn)行可能就不正常了；比方說(shuō)變電站，它的變壓器就有可能也運(yùn)行不正常了，它會(huì)發(fā)熱等。
那么這樣一來(lái)，我們電網(wǎng)就會(huì)要斷電了，它會(huì)引起我們電網(wǎng)的波動(dòng)，頻率的波動(dòng)帶來(lái)電網(wǎng)穩(wěn)定性的喪失，就會(huì)導(dǎo)致停電的事故。美國(guó)的德州大停電同樣也是因?yàn)轭l率下掉過于厲害，中國(guó)的湖南省在2020年冬季也遇到這個(gè)問題。那個(gè)時(shí)候，正好冬天比較冷，所以我們的電力負(fù)荷達(dá)到的歷史新高，受到汛期光照極寒天氣的影響，我們風(fēng)電光伏發(fā)出來(lái)的電達(dá)不到預(yù)期。它的出力變小，而火電機(jī)組又裝機(jī)不足，所以導(dǎo)致無(wú)法滿負(fù)荷運(yùn)作。好在我們中國(guó)各省區(qū)有國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)，全國(guó)協(xié)同一致，抑制這個(gè)問題沒導(dǎo)致大停電。
3.風(fēng)電光伏發(fā)電成本低，但電價(jià)卻不便宜
還有我們電網(wǎng)的穩(wěn)定性，需要附加的調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)峰等，也需要付出成本。還有電網(wǎng)由于波峰波谷特別大，那么我們要按照波峰最大功力來(lái)設(shè)計(jì)電網(wǎng)的話，那我們成本也要增加。
因?yàn)椴黄胶猓覀兙鸵o他配套一些東西來(lái)補(bǔ)償它。它沒有的時(shí)候，我們就得頂上去，所以這三部分成本，我們就叫上消納成本，我們這個(gè)風(fēng)電光伏發(fā)電的成本是可以平價(jià)上網(wǎng)，但是并不等于平價(jià)利用，因?yàn)橄{成本會(huì)導(dǎo)致電價(jià)上升，如果加上這個(gè)成本，那么我們可再生能源比煤發(fā)電還是要高的。
德國(guó)是率先實(shí)現(xiàn)可再生能源的發(fā)電比例超過50%的國(guó)家，按道理風(fēng)電光伏發(fā)電應(yīng)該也是比較便宜。但是，他原先的那些火電廠、煤電廠、燃?xì)廨啓C(jī)組都還要，并沒有拆。因?yàn)檫@些機(jī)組作為靈活性調(diào)節(jié)正好是來(lái)做補(bǔ)償這些風(fēng)電光伏的波動(dòng)和隨機(jī)性 還有用來(lái)調(diào)頻調(diào)峰，所以這些成本加上來(lái)之后，那么實(shí)際上總的電價(jià)是上升了，不是下降了。
4.儲(chǔ)能是新能源革命的瓶頸
我們中國(guó)新能源的主要瓶頸不是風(fēng)電光伏，風(fēng)電光伏技術(shù)很成熟，我們光伏的效率在不斷的提高，成本在不斷的降低。因?yàn)槲覀児夥脑牧暇褪枪瑁@個(gè)不存在資源的問題，一個(gè)核心的問題就是儲(chǔ)能， 我這里說(shuō)的儲(chǔ)能是廣義的儲(chǔ)能。那就是我們針對(duì)可再生能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性，將富余的可再生能源它存起來(lái)。當(dāng)可再生能源不足的時(shí)候，把這種能量通過時(shí)空變換，再把它補(bǔ)回去，這就叫儲(chǔ)能技術(shù)。
我們光伏的產(chǎn)能極大，想增加產(chǎn)能非常簡(jiǎn)單，但是你大規(guī)模推廣的時(shí)候，必須要配儲(chǔ)能，全世界認(rèn)同的新能源革命有五大之柱，第一項(xiàng)可再生能源轉(zhuǎn)型，尤其是光伏風(fēng)電；第二個(gè)就是集中式轉(zhuǎn)向分布式，讓每一棟建筑都變成發(fā)電廠、微型發(fā)電廠；第三條就是用氫氣電池來(lái)儲(chǔ)存間歇性能源；第四就是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
還有一個(gè)就是電動(dòng)汽車作為用能、儲(chǔ)能回饋能源的終端，我們可以儲(chǔ)能為抓手來(lái)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)發(fā)展。這是我們面向碳中和，中國(guó)新能源革命的一個(gè)重要的技術(shù)路徑。
5.提升電池循環(huán)壽命，可以有效降成本
目前，中國(guó)隨著電動(dòng)汽車的普及，我們電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模越來(lái)越大。預(yù)計(jì)2025年，中國(guó)的電池產(chǎn)能會(huì)達(dá)到年產(chǎn)30億千瓦時(shí)，要注意我們儲(chǔ)能要的連3億千瓦時(shí)都不要，所以我們儲(chǔ)能所需要的電池的量跟電動(dòng)汽車比大概差一個(gè)數(shù)，那就是1/10，對(duì)儲(chǔ)能就夠了。
同時(shí)我們從整個(gè)需求來(lái)看，實(shí)際上我們2025年從電動(dòng)車的角度，也就是10億千瓦時(shí)就夠了。我們總的產(chǎn)能規(guī)模現(xiàn)在占了全球70%，是全球最大規(guī)模的，而且我們的質(zhì)量也是位居前列的。
所以隨著我們規(guī)模的上升，我們的車用動(dòng)力電池的成本也將會(huì)不斷的下降，壽命也會(huì)不斷的提升。比如說(shuō)我們現(xiàn)在的儲(chǔ)能電池循環(huán)壽命大概是在5000次到8000次，我們五年之后，我相信超過循環(huán)壽命1萬(wàn)次是非常容易的，未來(lái)循環(huán)壽命可能會(huì)到15000次也是完全做得到的。所以隨著壽命的上升，其實(shí)對(duì)于單次儲(chǔ)能的成本當(dāng)然也是下降的 。
6.制造鋰離子電池的資源有充分保障
當(dāng)然大家會(huì)擔(dān)心一個(gè)問題：這個(gè)材料夠嗎？最近碳酸鋰不是價(jià)格猛漲，漲了十倍， 從過去的4萬(wàn)多漲到了40多萬(wàn)。這個(gè)問題實(shí)際上是一個(gè)由于近期產(chǎn)能大規(guī)模上升，所以導(dǎo)致的一個(gè)近期的波動(dòng)，并不代表長(zhǎng)期的趨勢(shì)。
從資源的角度看，我們資源是足夠的，而且我們新發(fā)現(xiàn)的資源還在不斷地提升。2020年相比2015年，我們可采資源的探明儲(chǔ)量提升了四倍，下面還會(huì)繼續(xù)提升。如果按照目前的資源，我們可以做多少電池呢？我們可以做2270億千瓦時(shí)的電池，如果做電動(dòng)車，一輛車100度電，我們也可以做22億輛，這是足夠的，我們其實(shí)總體看資源是有保障的。當(dāng)然供應(yīng)的安全、偶爾的波動(dòng)也是我們需要關(guān)注的問題，這是國(guó)家將來(lái)的材料安全必須采取措施的地方。
