儲能技術利用突破北方風電瓶頸

　　我國北方地區風力資源豐富，同時風電也是目前技術最成熟、最具規模化開發條件和商業化發展前景的新能源類型。隨著風電的快速發展，一些問題也開始顯現，尤其是北方地區風電限電，成為影響風電產業發展的瓶頸。為解決風電限電問題，應大力發展壓縮空氣儲能、棄風供熱等技術以突破我國北方地區風電可持續發展瓶頸問題。

　　風電瓶頸

　　2011年我國繼續保持全球風電裝機容量第一的地位。至2011年年底，中國內地有30個省、市、自治區全部建有風電場，風電累計裝機超過100萬千瓦的省份超過10個，其中超過200萬千瓦的省份9個。北方地區由于具有資源豐富、施工條件較好、可規模化開發等優勢，一直是風電開發企業重點開發區域，為我國新能源利用的主力戰場。但是隨著近年來北方地區大規模集中開發風電，就地消納能力差，加之電網建設相對滯后，進入冬季頻繁發生棄風現象，使得北方地區風電場的經濟效益打了折扣，同時帶來可再生資源的巨大浪費。

　　北方地區棄風限電的原因主要有以下三個方面：一是電網接入能力未能滿足電源要求。由于我國部分地區電網輸電能力受限，電源建設超前于電網建設，使風電機組無法接入或接入受限。二是北方地區供暖季供熱機組負荷壓縮風電負荷。我國北方地區供暖期內供熱機組采用“以熱定電”的調度模式，為滿足正常供熱負荷，熱電聯產機組一般要求增加電負荷。當地用電負荷沒有有效增長時，就會限制風電負荷，造成棄風限電。三是就地消納能力有限。部分經濟欠發達地區電源消納范圍內負荷有限，遠距離輸送不配套時，風電負荷受限。

　　儲能技術

　　儲能方法可分為物理、電磁、電化學和相變儲能四大類型，其中物理儲能技術(包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能)采用水、空氣等作為儲能介質，并且儲能介質在存儲釋放過程中不發生物性變化。目前，抽水蓄能電站是目前廣泛使用的物理儲能技術，但北方地區受水資源分布、選址條件、大規模移民、建設周期長等條件的制約，可開發建設的地區和規模有限，無法滿足電網因風電快速發展而快速增長的調峰需求。物理儲能中，壓縮空氣儲能適用的功率等級和技術成熟度高，是一種適合大規模、超大規模電力系統的電力儲能技術，目前已實現了商業化應用。化學儲能包括鉛酸電池、鋰電池等利用化學元素作為儲能介質，因儲存釋放過程中存在儲能介質的二次污染，目前尚未達規模化、商業化程度。

　　因此，壓縮空氣儲能技術恰恰克服了抽水蓄能在應用中的受限約束，其選址條件和建設環境要求相對簡單，建設周期短、系統靈活度高、調峰能力強，特別適用于我國北方風能資源富集而水資源匱乏的地區。該技術的應用能夠很好地解決風電限電這一限制我國北方地區風電發展的瓶頸問題，是一種極具開發潛力的儲能技術。目前，美國、德國的壓縮空氣儲能電站已經成功運營二、三十年，正在朝著大型化、自動化的方向發展，技術經驗證已經成熟穩定。

　　另一種可實現商業化的儲能系統為電能蓄熱系統，即將電網低谷間不能上網的電量作為能源來加熱蓄熱介質，并將其儲藏在蓄熱裝置中。或利用高溫水蓄熱，將水加熱到一定的溫度，使熱能以顯熱的形式儲存在水中，當需要用熱時，將其釋放出來提供采暖用熱需要。這種系統的優點是：平衡電網峰谷負荷差;充分利用廉價的低谷電，降低運行費用;系統運行的自動化程度高，無噪聲，無污染，無明火。

　　儲能技術可以削峰填谷、節約能源;儲能對于提高電網應對事故的處理能力、提高電網效率、提高電能質量以及保證電網安全有重要意義。

　　發展建議

　　為了解決當前風電大規模開發的技術瓶頸，降低風電間歇性及波動性對電網穩定性的影響，減少棄風限電對電力企業的影響，在風電集中開發的我國北方地區建設大規模儲能電站，利用儲能電站的雙調節功能，低谷吸納電網多余電力儲能，減少風電棄風;在用電高峰期為電網提供快速優質的調峰電源，增強電網調峰能力，進而提高電網運行的安全穩定性和風電機組利用率，減少風電棄風和提高清潔能源發電比例。

　　同時，利用北方地區冬季風電棄風停機發電供熱，替代當地燃煤鍋爐，緩解電網調峰壓力，充分利用夜間低谷電制熱蓄熱，具有典型的蓄能作用，對于減少各種排放、降低一次能耗和緩解當地一次能源緊張等方面具有非常積極的作用。

　　在實際應用中，規模化利用儲能技術尚存在如下兩方面的制約因素：成本性制約，企業選擇技術方案必須考慮系統經濟性指標，而目前能夠實現商業化的如壓縮空氣儲能對關鍵設備的選擇要求仍比較嚴格。因此關鍵材料、關鍵設備制造工藝和能量轉化效率等因素直接影響系統經濟性。政策性制約，國內2010年通過的《可再生能源法修正案》中第一次提到利用儲能技術，而后國家各相關部委與省級政府出臺了部分法規、規劃等，但是目前國內尚沒有完善的鼓勵儲能規模化推廣的政策法規出臺，如儲能補貼、電價等。從國外發達國家儲能產業發展軌跡分析，政策對于產業發展至關重要。