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CSPPLAZA光熱發電網報道：電網正在向一個高(gao)度綠色的未來(lai)邁(mai)進，其背(bei)后是傳(chuan)統化石能源向低碳(tan)綠色能源的全面轉型(xing)，這聽起(qi)來(lai)很美好，但現實(shi)很殘酷。

“傳統能源經(jing)濟徹底轉(zhuan)型為綠色能源，并不像把幾個人(ren)送上(shang)月球(qiu)那么簡單。其難度就(jiu)好像把全體人(ren)類永久性送到月球(qiu)上(shang)居(ju)住。”美國曼(man)哈(ha)頓研究(jiu)所高級研究(jiu)員馬克?米爾斯說道。

電池儲能的真相

比(bi)爾?蓋(gai)茨說，“當涉及到理(li)解(jie)能源現實時，我們(men)需要用算(suan)術來(lai)搞懂這個(ge)問題。”

日前，馬克?米爾(er)斯在其(qi)最(zui)新發(fa)布的一篇名為《新能(neng)源經濟：一種神奇(qi)思維的實(shi)踐》的報告(gao)中(zhong)就用(yong)數字指出了新能(neng)源產業令人難以接受的41個(ge)事實(shi)。其(qi)中(zhong)包括關于(yu)電池儲能(neng)的幾(ji)個(ge)論斷：

“電池不存在像(xiang)數字技術那(nei)樣的(de)10倍速(su)率改進(jin)：一磅石(shi)油的(de)最(zui)大(da)理(li)論能量(liang)比一磅性能最(zui)佳的(de)電池化學品(pin)的(de)最(zui)大(da)理(li)論能量(liang)高出150%。”

“中國(guo)大陸在全球電池(chi)生(sheng)產(chan)中占據主導地(di)位，其電網(wang)70%的(de)燃(ran)料(liao)為煤炭(tan)：使(shi)用這(zhe)些電池(chi)的(de)電動汽車產(chan)生(sheng)的(de)二氧化碳，將超過(guo)更換燃(ran)油發動機所節省的(de)二氧化碳。”

“一個以電池為中心(xin)的電網和(he)(he)汽車世(shi)界(jie)意味著要開(kai)采(cai)更多地球資源(yuan)來(lai)獲取鋰、銅、鎳(nie)、石墨、稀土(tu)、鈷等(deng)稀有金屬，在此過程中耗費的能源(yuan)等(deng)同(tong)于數百萬噸石油和(he)(he)煤炭。”

……該報告還對未來(lai)電網的隱形成本給出了預測。在此基礎上(shang)，馬(ma)克(ke)?米爾斯給出了一個結論，“電池不能拯(zheng)救電網。”

圖：特斯拉GIGA超(chao)級(ji)電池工廠

馬(ma)克?米(mi)爾(er)斯沒(mei)有(you)在報告(gao)中(zhong)提及的(de)還有(you)儲能電(dian)池的(de)安全性和(he)環境(jing)污染問題。

2019年10月21日(ri)，韓(han)國慶尚(shang)南道河東(dong)郡的(de)一處配備儲能(neng)系統(tong)的(de)光伏電(dian)站發生火(huo)災。如果從2017年8月在韓(han)國高昌發生的(de)第一次火(huo)災算起，截至目前，韓(han)國已經發生了27起儲能(neng)系統(tong)火(huo)災事故(gu)。

2019年4月19日，美國(guo)亞利桑那州發生(sheng)電池儲能項目(mu)爆炸，直(zhi)接(jie)導致(zhi)4名(ming)消(xiao)防(fang)員受(shou)傷，其中(zhong)兩名(ming)重傷。而這也并非美國(guo)第一起儲能系(xi)統(tong)安(an)全(quan)事故(gu)。

我(wo)國的(de)儲(chu)能安全事(shi)故亦不乏公開報(bao)道信息，2018年，我(wo)國的(de)江蘇(su)鎮江揚中一磷酸鐵鋰電(dian)池儲(chu)能項(xiang)目燒毀。2019年5月，北京某酒店布(bu)置的(de)用戶(hu)側(ce)儲(chu)能項(xiang)目發生(sheng)火(huo)災(zai)，而該項(xiang)目于2017年9月投運(yun)至發生(sheng)事(shi)故不到兩年。

再來談一下污染(ran)問(wen)題。

“一節鈕扣電池能(neng)污(wu)染60萬升水，一節一號電池爛在地(di)里(li)，能(neng)使一平方米的土地(di)失去利用價值。”這些驚人的數字經(jing)常出現在我(wo)國對公民的環保教育宣(xuan)傳(chuan)媒介上(shang)。

但(dan)在(zai)以鋰電池(chi)為代表的(de)電池(chi)儲能(neng)被廣泛應用(yong)于電動汽車(che)和新(xin)能(neng)源領域的(de)今天，對(dui)這些大(da)規模電池(chi)的(de)使用(yong)很可能(neng)造成的(de)環境(jing)污(wu)染問題，大(da)多數人卻(que)選擇了視而不見。

盡管(guan)儲能領域主(zhu)流的鋰電池不含廣受詬病的鉛、鎘等(deng)重(zhong)金(jin)(jin)屬，除了鋰，它(ta)的電解(jie)(jie)(jie)液(ye)中，仍然有鎳、鈷、錳等(deng)重(zhong)金(jin)(jin)屬，其電解(jie)(jie)(jie)液(ye)，含氟有機(ji)物也有污染。除了在生產和(he)使用環節極易造(zao)成環境污染外(wai)，其報廢后的污染問題(ti)更是難以解(jie)(jie)(jie)決(jue)。即便采取嚴格的回收再處理方(fang)案，也必然將帶來(lai)高昂(ang)的經濟支出。

作為電池業內人士，國家(jia)新能源汽車技術創新工程專(zhuan)家(jia)組組長王秉剛也坦承，與相(xiang)對環(huan)保的(de)生產環(huan)節不同，后(hou)期(qi)的(de)電池處理(li)(li)“一(yi)旦處理(li)(li)不好，有(you)可能是一(yi)場(chang)新的(de)環(huan)保災(zai)難。”

綠色電網的未來

在可再(zai)生能源開始(shi)迎來平價上網的當(dang)下(xia)，其不連(lian)續(xu)不穩定的缺陷決定了(le)電力系統必須(xu)重視靈活調節(jie)電源的協同發展(zhan)。

與傳統電網相比，未(wei)來的(de)電網要真正轉身(shen)為(wei)綠色電網，必然需要肩(jian)負起調峰、調頻、提高供電可靠性和改善電能(neng)質量等重任。

“為了保(bao)障安(an)全(quan)和可靠性，美(mei)國對(dui)碳氫化合物無論何時都(dou)有(you)平均2個月(yue)的(de)儲(chu)存需求。今天(tian)在(zai)美(mei)國，所有(you)實用尺度的(de)電池(chi)加(jia)上100萬輛電動(dong)汽(qi)車的(de)全(quan)部電池(chi)，僅(jin)能滿足(zu)全(quan)美(mei)2小時電力需求。”

電(dian)(dian)池(chi)儲能技術可以(yi)為電(dian)(dian)網擔此重任嗎？理論上可以(yi)，但現(xian)實是不可行的。電(dian)(dian)池(chi)儲能的經(jing)濟性(xing)、安全性(xing)、污染問題(ti)如果(guo)不能得到(dao)妥善解決(jue)，一味地去發(fa)展，必然(ran)帶來更難收場的災難性(xing)后果(guo)。

那么，誰能堪當綠色電網的調節重任？以推進人類的綠色能源經濟轉型更快實現？

采用煤電、燃氣等傳(chuan)統能(neng)源擔當綠色電網的調節電源將在較長一段(duan)時期內占據主(zhu)流，但并不符合構建純綠色電網的初衷(zhong)。

這個時候，我們需要尋(xun)求一種純綠色(se)的(de)、可調節的(de)靈活(huo)電源。

在當前的(de)(de)能源品類中，太陽能熱發電穩定、可(ke)(ke)調(diao)的(de)(de)技(ji)術特點(dian)，決定了其很可(ke)(ke)能是未來(lai)取代(dai)燃氣發電甚至煤(mei)電，成為穩定清(qing)潔的(de)(de)調(diao)節電源的(de)(de)最佳選擇，這也是目前唯一的(de)(de)純綠色的(de)(de)可(ke)(ke)調(diao)的(de)(de)可(ke)(ke)再(zai)生電源。

一個值得嘗試的方案

光熱發電(dian)(dian)調節(jie)優勢(shi)的(de)核心在于其(qi)廉價、安全、環保的(de)熔鹽儲(chu)能(neng)系(xi)統。浙江中(zhong)控太陽(yang)能(neng)技術有限公司董事長金建祥在2019年中(zhong)國光熱發電(dian)(dian)市場(chang)形勢(shi)與(yu)(yu)應對策略峰會上(shang)曾表(biao)示，與(yu)(yu)電(dian)(dian)池儲(chu)能(neng)相比(bi)，當(dang)前光熱電(dian)(dian)站(zhan)采用的(de)熔鹽儲(chu)能(neng)系(xi)統優勢(shi)比(bi)較(jiao)明顯。

首先，熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)熱的成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)非(fei)(fei)常低，其成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)只有電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的十(shi)分之(zhi)一(yi)(yi)到三十(shi)分之(zhi)一(yi)(yi)。根據最(zui)新的研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果，采用鋰電(dian)(dian)池(chi)的度(du)電(dian)(dian)儲(chu)存(cun)(cun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)大致為0.45-0.65元/kWh，采用熔(rong)(rong)鹽(yan)的度(du)電(dian)(dian)儲(chu)存(cun)(cun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)僅為0.035-0.05元/kWh。其次，熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)能(neng)的效率非(fei)(fei)常高，損耗很低。再者，熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)能(neng)可(ke)以實(shi)現長達30年的長周期使(shi)用壽命(ming)而中(zhong)途無需更(geng)換，而電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)系(xi)統的壽命(ming)要低于一(yi)(yi)個(ge)數量(liang)級。最(zui)后(hou)，熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)能(neng)系(xi)統的安全性(xing)和環境友好(hao)性(xing)更(geng)是電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)所無法(fa)抗衡的。

電力規劃設(she)計總(zong)院的研(yan)究亦表明，光熱發電有電力輸出穩定、可(ke)靠(kao)、調(diao)節靈活的特性(xing)，可(ke)以提供可(ke)靠(kao)的電力保障，即100%參與電力平(ping)衡，不需要電力系統額外配套建設(she)儲能電站。

光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)與光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)相比(bi)，在同容量(liang)裝(zhuang)機規模下，光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)年發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)約(yue)是(shi)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)2.5倍；光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要提供可靠(kao)的(de)電(dian)(dian)(dian)力，必須配置儲(chu)能(neng)6小時以上(shang)的(de)儲(chu)能(neng)電(dian)(dian)(dian)站；在年發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)相同的(de)情況下，光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)+電(dian)(dian)(dian)池儲(chu)能(neng)電(dian)(dian)(dian)站的(de)上(shang)網電(dian)(dian)(dian)價是(shi)光(guang)(guang)熱上(shang)網電(dian)(dian)(dian)價的(de)1.18倍。

在此基礎上，要構(gou)建一(yi)個綠色(se)(se)的、高比例可(ke)(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)源的未(wei)來電(dian)(dian)網，一(yi)個值得嘗試(shi)的方案是：將光(guang)(guang)伏和(he)風電(dian)(dian)等不可(ke)(ke)(ke)調(diao)節的綠色(se)(se)能(neng)源與(yu)可(ke)(ke)(ke)調(diao)節的光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)同步(bu)規劃開(kai)發(fa)，通(tong)過光(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)站的調(diao)節性能(neng)實(shi)現光(guang)(guang)伏風電(dian)(dian)的高比例上網，以充分(fen)釋放光(guang)(guang)伏風電(dian)(dian)的低成本優勢，充分(fen)發(fa)揮光(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)站的可(ke)(ke)(ke)調(diao)特性。

在能(neng)源轉型的(de)征程上，推(tui)行這個方案所付出的(de)代價與其(qi)很可能(neng)帶(dai)來的(de)成果相比，微乎其(qi)微。

有(you)識之士已經邁出了(le)第一步，已經建成的魯能(neng)(neng)海西(xi)格爾木多(duo)能(neng)(neng)互補集成優(you)化示范(fan)工程即是一個集成了(le)200MW光伏項(xiang)(xiang)目、400MW風電(dian)(dian)項(xiang)(xiang)目、50MW光熱項(xiang)(xiang)目及50MW電(dian)(dian)池儲能(neng)(neng)系統(tong)的混(hun)合電(dian)(dian)站(zhan)，該電(dian)(dian)站(zhan)的示范(fan)效益(yi)對未來(lai)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)的開發規劃具有(you)很(hen)大的現實指導意義(yi)。

為此，今年的(de)12月18~19日，由CSPPLAZA光熱(re)發電平臺主辦(ban)的(de)2020中國光熱(re)市場形勢與(yu)應對策略峰(feng)會將在上述項目的(de)所在地青海省格爾(er)木市召(zhao)開，會議(yi)將深入研討(tao)光熱(re)發電與(yu)其它可再生能源的(de)協同發展之(zhi)道，并(bing)將組織實(shi)地考察這一代表性項目，以為未來綠色電網的(de)構建探(tan)討(tao)解決方案。