8、風(fēng)電需要儲(chǔ)存嗎？
“風(fēng)不會(huì)一直刮”這一事實(shí)經(jīng)常被用作論據(jù)，來說明為應(yīng)對(duì)風(fēng)電的間歇性，需要儲(chǔ)能。然而，持這一觀點(diǎn)的人忽視了電網(wǎng)運(yùn)行特性和風(fēng)電在廣闊的、多樣化的空間范圍內(nèi)的運(yùn)行表現(xiàn)。一直以來，其他所有的變量(如系統(tǒng)負(fù)荷變化、發(fā)電穩(wěn)定性、調(diào)度變化、電網(wǎng)布局變化)都可以進(jìn)行系統(tǒng)化處理。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行系統(tǒng)平衡之前將電力匯集起來，需求的多樣性降低了成本。儲(chǔ)電技術(shù)幾乎不會(huì)用于某單一電源，對(duì)其最經(jīng)濟(jì)的利用方式是使其為整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性服務(wù)。儲(chǔ)電會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生有益的影響，但是這必須同其成本進(jìn)行衡量。（截至本文撰寫時(shí)）美國(guó)運(yùn)行的風(fēng)電超過2600萬千瓦，歐洲地區(qū)超過6500萬千瓦，并未因平衡風(fēng)電而增設(shè)儲(chǔ)能設(shè)備。即使沒有風(fēng)電，儲(chǔ)能對(duì)系統(tǒng)也是有價(jià)值的，這就是為什么在數(shù)十年之前，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)尚未被廣泛認(rèn)可時(shí)，美國(guó)就建設(shè)了大約2000萬千瓦、全球建設(shè)了1億千瓦的抽水蓄能電站。風(fēng)電的接入能夠使電網(wǎng)中的儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值得到整體提升，但儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的作用并未改變──先是儲(chǔ)存能量，然后再根據(jù)電網(wǎng)需求變化而非只針對(duì)風(fēng)電變化釋放能量。
圖7 現(xiàn)有電源構(gòu)成情況下的儲(chǔ)能價(jià)值
圖7是近似于美國(guó)西部電網(wǎng)調(diào)度的一個(gè)簡(jiǎn)單例子，圖中所有數(shù)值僅供參考，假定一個(gè)為高峰負(fù)荷的10%、具有168小時(shí)的儲(chǔ)能能力的儲(chǔ)能設(shè)備，然后進(jìn)行儲(chǔ)能分析。系統(tǒng)大量接納風(fēng)電的能力主要取決于其他多種電源的構(gòu)成情況。儲(chǔ)能是一種靈活的電源形式，即使系統(tǒng)中沒有風(fēng)電，儲(chǔ)能本身對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)來說也是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。隨著風(fēng)電并網(wǎng)量的增加，儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值也相應(yīng)提升。沒有風(fēng)電的情況下，儲(chǔ)能的價(jià)值在每千瓦超過1000美元，可見，低成本的儲(chǔ)能設(shè)備為系統(tǒng)提供了可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著風(fēng)電接入比例的提高，儲(chǔ)電系統(tǒng)的價(jià)值也會(huì)增加，最終能達(dá)到每千瓦1600美元左右。目前美國(guó)很多地區(qū)的電源結(jié)構(gòu)與這個(gè)例子中的情況很接近。在風(fēng)電占比很高的系統(tǒng)中，儲(chǔ)能具有更大價(jià)值，因?yàn)檎{(diào)度起來更經(jīng)濟(jì)，從而使可變成本較低的發(fā)電機(jī)組（諸如火電和核電）的利潤(rùn)空間受到壓縮（及產(chǎn)生市場(chǎng)出清價(jià)格）。更多的低電價(jià)時(shí)段拉大了價(jià)差，增加了套利的機(jī)會(huì)，提升了儲(chǔ)能的價(jià)值。
圖8 根據(jù)靈活性來選擇電源時(shí)的儲(chǔ)能價(jià)值
在一個(gè)基本負(fù)荷很低、靈活電源較多的電網(wǎng)系統(tǒng)中，儲(chǔ)能的價(jià)值大小對(duì)風(fēng)電也就不那么敏感了。如圖8所示，在風(fēng)電沒有接入時(shí)，儲(chǔ)電本身就已具有一定的價(jià)值，但是隨著風(fēng)電不斷增加，即使風(fēng)電增加到40%的份額，儲(chǔ)電價(jià)值也只獲得了小幅度的提升。整個(gè)市場(chǎng)價(jià)格的走低能夠降低率先建設(shè)“高固定成本低可變成本電源”（例如火電或者核電）的積極性，也就是說在未來大量使用風(fēng)電的時(shí)代，低可變成本電源會(huì)越來越少，這就縮短了低可變成本電源（如火電或核電）收回利潤(rùn)的時(shí)間，同時(shí)也減少了當(dāng)前儲(chǔ)電在價(jià)格總額度中的占比，從而減少成本。
風(fēng)電到底是否需要儲(chǔ)存？這個(gè)問題取決于經(jīng)濟(jì)成本和利潤(rùn)。眾多關(guān)于 “大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)成本”的研究已經(jīng)得出了很多結(jié)論，其中最重要的一條是，即使是風(fēng)電增加到20%的份額，并網(wǎng)成本也能保持在較低的水平，也根本沒有必要在風(fēng)電占比為20%的大范圍消納區(qū)域內(nèi)新增儲(chǔ)能系統(tǒng)。這些研究總體上表明，未來十年風(fēng)電并網(wǎng)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于專用儲(chǔ)電成本，而且并網(wǎng)成本還可以通過使用先進(jìn)的風(fēng)能資源預(yù)測(cè)技術(shù)得到進(jìn)一步降低。
