9月16日，2023全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇在北京舉行。華北電力大學(xué)教授、中國工程院院士劉吉臻在論壇上作了《能源轉(zhuǎn)型與新型電力系統(tǒng)》的主題報(bào)告。

院士劉吉臻指出：對儲(chǔ)能一定要有個(gè)清醒的認(rèn)識，儲(chǔ)能不是萬能的，將來新型電力系統(tǒng)，能源轉(zhuǎn)型以后的以新能源為主體的能源系統(tǒng)，儲(chǔ)能要發(fā)揮作用，但是十分有限！

“風(fēng)光配儲(chǔ)”這個(gè)路徑肯定不是一個(gè)正確的路徑。這個(gè)微量分布到世界各國真是微不足道。

以下為報(bào)告實(shí)錄。
 

文｜劉吉臻

這次參加“儲(chǔ)能產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展論壇”，我覺得這個(gè)題目非常適宜。或者說儲(chǔ)能現(xiàn)在在我們能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的大背景之下，已經(jīng)成為了全社會(huì)和全球各個(gè)國家一個(gè)非常活躍的領(lǐng)域。

會(huì)前我們也在積極交流，其實(shí)從我們國務(wù)院，到國家有關(guān)部門，從5月份以來，僅就儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的態(tài)勢、發(fā)展的前景分析、面臨的問題瓶頸以及對策，已經(jīng)兩次委托中國工程院來提供研究報(bào)告。

從概念上來講，我們構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)型，儲(chǔ)能它究竟在其中是個(gè)什么定位？應(yīng)該往哪個(gè)方向去發(fā)展？是不是按照現(xiàn)在這個(gè)狀態(tài)，千軍萬馬大家浩浩蕩蕩都在做儲(chǔ)能行不行？風(fēng)險(xiǎn)在哪里？還有一個(gè)，新型電力系統(tǒng)實(shí)際上從技術(shù)層面究竟是個(gè)什么樣子？

在解決新型電力系統(tǒng)，特別是對于近來高比例的可再生能源風(fēng)電光伏，是不是就以儲(chǔ)能來應(yīng)對？

現(xiàn)在我經(jīng)常聽到社會(huì)上關(guān)于碳中和有兩個(gè)解決方案，一個(gè)解決方案叫“風(fēng)電、光伏加儲(chǔ)能”，這將來就可以實(shí)現(xiàn)，還有一個(gè)解決方案是“不排斥化石能源，特別是煤炭，但是利用CCUS，燒煤導(dǎo)致二氧化碳排放，把它捕集、封存、利用不就沒了嗎！”“風(fēng)電光伏隨即波動(dòng)，把它儲(chǔ)起來在家里掛到網(wǎng)上不就行了嗎？”我可以負(fù)責(zé)任地告訴大家：這都是外行的話，都是很不專業(yè)的概念，他不懂電是什么。
 

電力是電子的運(yùn)動(dòng)，速度是光速每秒30萬公里，這是人類科技和工程領(lǐng)域帶給人們生產(chǎn)生活發(fā)生根本變革的一個(gè)極大的創(chuàng)新。而這樣一個(gè)系統(tǒng)，它也是物質(zhì)轉(zhuǎn)換從電源側(cè)電荷的產(chǎn)生，到電荷不管以什么樣的方式（光、熱、做功）把它用掉，是在光速的速度下瞬間完成的，比如我們現(xiàn)在產(chǎn)生的聲音、產(chǎn)生的燈光耗了能量，這個(gè)能量也可能是張家口的某個(gè)風(fēng)機(jī)、北京某個(gè)燃機(jī)或者燃煤發(fā)電機(jī)，它瞬間的能量瞬間消納，兩清沒了，就完成。為什么？電荷最大的缺點(diǎn)是什么？是難以大量的堆積，注意我說的，是“難以大量的堆積”，這就是儲(chǔ)能。

有人說：你要不要這么悲觀？我們現(xiàn)在手機(jī)用的不就是儲(chǔ)能嗎，還有這儲(chǔ)、那儲(chǔ)。我說：對，我期待把這個(gè)儲(chǔ)能問題解決掉，但是“量變”和“質(zhì)變”是哲學(xué)的基本概念。沒轍的時(shí)候我就講：水可以儲(chǔ)嗎？當(dāng)然可以！礦泉水儲(chǔ)水，水庫儲(chǔ)水，都可以儲(chǔ)。但是從大禹治水開始，就拿最近北方出現(xiàn)的北京地區(qū)的洪水，儲(chǔ)得了嗎？儲(chǔ)不了了，那就疏導(dǎo)、排洪、疏通。

所以對儲(chǔ)能一定要有個(gè)清醒的認(rèn)識，儲(chǔ)能不是萬能的，將來新型電力系統(tǒng)，能源轉(zhuǎn)型以后的以新能源為主體的能源系統(tǒng)，儲(chǔ)能要發(fā)揮作用，但是十分有限！

真正解決問題的手段是什么？就是這個(gè)“源網(wǎng)荷”，我不大贊同講“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”，面對“源網(wǎng)荷”，同時(shí)，“儲(chǔ)”它本身，當(dāng)你被充電的時(shí)候是個(gè)“荷”，放電的時(shí)候你就是個(gè)“源”，我認(rèn)為“源網(wǎng)荷”就夠了。“源網(wǎng)荷”這樣一個(gè)電力系統(tǒng)，通過我們數(shù)字化、信息化，特別是智能化，叫“多源互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動(dòng)、靈活智能”這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)的，都不知道怎么去平衡、運(yùn)作的，來形成的系統(tǒng)那才是一個(gè)新型電力系統(tǒng)。

 

所以我這里先說了一下新型電力系統(tǒng)，關(guān)于新型電力系統(tǒng)，我們都知道幾次工業(yè)革命帶來能源革命，特別是第四次工業(yè)革命，因?yàn)榈谒拇喂I(yè)革命列出一堆，實(shí)際上它融合到一起是個(gè)整體，首先它有清潔能源、人工智能、機(jī)器人、量子信息、虛擬現(xiàn)實(shí)、生物技術(shù)等，這些東西才是我們將來新的工業(yè)革命帶給我們的內(nèi)涵。

當(dāng)然，我們的現(xiàn)狀，中國的能源現(xiàn)狀和歐美國家沒法比的，用一句話——我們?nèi)匀惶幵谝粋€(gè)“煤基能源的時(shí)代”，和歐美相比落后了近70-80年，歐美的油氣替代煤炭的能源革命已經(jīng)完成，而我們現(xiàn)在不大可能完成這次能源革命，所以現(xiàn)在我們使用著全球二分之一以上的煤炭，占到全世界能源總消費(fèi)量的四分之一，同時(shí)，我們也排放了近三分之一的二氧化碳。這是我們的國情。

有人講，我們國家“富煤貧油少氣”，我說：錯(cuò)了，我們落后了一個(gè)時(shí)代！美國、俄羅斯的煤炭比我們豐富了不知道多少倍！第一次工業(yè)革命，1950年時(shí)美國的煤炭占多少？現(xiàn)在美國用的煤炭占比和它上個(gè)世紀(jì)50年代差不多，它的增量是什么？是石油、天然氣。這些年來，現(xiàn)在美國主體是石油、天然氣，后來發(fā)展核能，它是站在這樣一個(gè)能源結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)“雙碳”。再看看我們自己，我們到目前為止，煤炭在能源消費(fèi)當(dāng)中還是在50%以上。

因此，我們要面對我國的國情，大力推動(dòng)化石能源清潔化、清潔能源規(guī)模化和多種能源綜合化。特別是對煤炭，是我們很長時(shí)間依賴的能源品類，這不是感情問題，“雙碳”不是七手八腳把煤炭干掉，包括黨中央現(xiàn)在也大力地講，一定要把煤炭這篇大文章做好。

所以這些年國家能源政策不斷調(diào)整，更加務(wù)實(shí)，作為一個(gè)整體戰(zhàn)略，特別是包括今年7月份深改領(lǐng)導(dǎo)小組二次會(huì)議，這里面再一次提出：“我們要深化電力體制改革，加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)，更好推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，保障國家能源安全。”

剛才各位領(lǐng)導(dǎo)也講到了能源安全?，F(xiàn)在我們把它稱之為“能源轉(zhuǎn)型的二十字方針”，這里特別強(qiáng)調(diào)了幾點(diǎn)：

第一個(gè)強(qiáng)調(diào)“安全充裕”，是安全、充裕，而不是捉襟見肘，我們現(xiàn)在整體能源供給能力建設(shè)不錯(cuò)，但時(shí)不時(shí)就出事了，今年夏天部分地區(qū)缺電，保供很困難。哪怕一個(gè)小時(shí)，你也必須得充裕。

第二個(gè)強(qiáng)調(diào)了“經(jīng)濟(jì)高效”，談技術(shù)的時(shí)候不要扔掉經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)上一會(huì)兒氫能，一會(huì)兒儲(chǔ)能，一會(huì)兒這，一會(huì)兒那，一會(huì)兒CCUS，我說你算算經(jīng)濟(jì)賬再說，火電廠能不能全面配上CCUS？現(xiàn)在一千多、兩千的煤價(jià)，全國有80%的火電廠是在虧損的情況下。還有人說CCUS，我說煤價(jià)再翻一倍能行嗎？這不是胡說八道嘛。所以為什么我們講“技術(shù)經(jīng)濟(jì)”？拋開經(jīng)濟(jì)談技術(shù)，那叫胡扯。所以我們必須考慮供需協(xié)同，而發(fā)展的方向是“靈活智能”。

我們大家可以看看儲(chǔ)能，大家不要誤解我：劉院士好像對儲(chǔ)能有意見。絲毫不對，不是這樣的，我們是叫產(chǎn)學(xué)研融合，讓儲(chǔ)能走在正確的道路上，發(fā)揮應(yīng)有的作用，就像下一盤象棋一樣，不是不喜歡“車、馬、炮”，而是很好地把它調(diào)遣好、派上用場，把這盤棋贏了，這才是我們所需要的。所以整體儲(chǔ)能是篇大文章，有著很大的前景，我們夢想安全、高效、經(jīng)濟(jì)這樣的儲(chǔ)能技術(shù)，如果我們攻克的話，那我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)能源轉(zhuǎn)型、“雙碳”目標(biāo)就非常理想。

從全球來看，2022年投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模已達(dá)到2.4億千瓦（這個(gè)2.4億千瓦我也沒考證這個(gè)數(shù)，究竟包括了什么？咱們之后再說）。新增規(guī)模3000萬，比2021年翻一番，重點(diǎn)是中國、歐洲、美國新增規(guī)模占比分別為36%、26%、24%，說明發(fā)展態(tài)勢不錯(cuò)。

但是為什么要談新型儲(chǔ)能？就是傳統(tǒng)的儲(chǔ)能不算。比如我們抽水蓄能，這不應(yīng)該列入新型儲(chǔ)能。

我們重點(diǎn)看電化學(xué)儲(chǔ)能，電化學(xué)儲(chǔ)能目前是增長的主體，2022年全世界電化學(xué)儲(chǔ)能的裝機(jī)達(dá)到4500萬千瓦，增長率達(dá)到80%，其中鋰電池占主導(dǎo)地位。這個(gè)數(shù)大不大??？我覺得微不足道！你知道世界裝機(jī)是多少、電量是多少，看起來好像這個(gè)數(shù)字很大，其實(shí)是處于萌芽狀態(tài)，尤其是在電力系統(tǒng)當(dāng)中，在大規(guī)模新能源消納的過程當(dāng)中，新型儲(chǔ)能基本上沒有發(fā)揮什么顯著的作用，中央報(bào)告里就這樣顯示的，相當(dāng)于長江水弄了幾個(gè)裝礦泉水桶的，沒有起到什么作用。

將來能起多大作用且再說，將來這些儲(chǔ)能可以裝在哪里？可以裝在源側(cè)。

比如國家的政策說“風(fēng)光配儲(chǔ)”，我也老批他們，我說：配它干什么？這不是瞎胡鬧么，如果2塊錢，儲(chǔ)起來花1塊錢，你算過這個(gè)賬嗎？網(wǎng)側(cè)說建儲(chǔ)能電站，建它干什么？要調(diào)峰。調(diào)多長時(shí)間？有多大本事？

我考察不下5個(gè)這樣的調(diào)峰電站，我說你把這幾個(gè)月調(diào)峰電站運(yùn)行的數(shù)據(jù)調(diào)出來，它調(diào)不出來，有的很尷尬，基本沒用，用的話也解決不了什么問題，不用可能也對。

現(xiàn)在從世界范圍內(nèi)來看，特別是歐盟國家，兩個(gè)地方用得比較多，一個(gè)是用戶側(cè)，因?yàn)橄衩绹?，我們可能?chǔ)能好多出口，在美國出口不錯(cuò)，它電價(jià)是市場價(jià)，有的甚至相差十倍甚至百倍的電價(jià)差，就是在極端的電價(jià)情況下電價(jià)飆漲。這時(shí)有些用戶，比如有一個(gè)大商場，它有很多空地，就建幾千瓦時(shí)的儲(chǔ)能電站，在提高電價(jià)的時(shí)候我不用你的，我用我的儲(chǔ)能電站，堅(jiān)持過這24小時(shí)、8小時(shí)，它有回報(bào)、便宜、商業(yè)化。

還有一些分布式的屋頂光伏，配上儲(chǔ)能以后成為自己的一個(gè)相對穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。所以在需求側(cè)的應(yīng)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于在網(wǎng)側(cè)和源側(cè)。這樣的一些問題，有時(shí)候我們調(diào)研可能也不夠，一股腦地憑概念出發(fā)，“風(fēng)光配儲(chǔ)”這個(gè)路徑肯定不是一個(gè)正確的路徑。這個(gè)微量分布到世界各國真是微不足道。

新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，包括現(xiàn)在的沙戈荒灘等等，是不是一定要依賴于更大規(guī)模的新型儲(chǔ)能？根本沒有論證！我在好幾個(gè)場合講過：你論證過嗎？投資多大？運(yùn)營成本多高？這都有待于我們深入探討。因?yàn)?a target="_blank" class="keylink">論壇嘛，咱們討論點(diǎn)問題，哪怕我們也沒有給出答案。

所以我們國家現(xiàn)在一共是新型儲(chǔ)能870萬千瓦，整個(gè)儲(chǔ)能1805萬千瓦時(shí)，這當(dāng)中當(dāng)然是鋰電池占了絕對的優(yōu)勢。從技術(shù)路線和造價(jià)來看，這里有這么一些數(shù)據(jù)，這還不是關(guān)鍵，我們看到它的成本造價(jià)也會(huì)隨著技術(shù)的成熟逐步有所下降。這是剛才我談到的，我們首先從近期、長期、遠(yuǎn)期來看，一定要把儲(chǔ)能的定位搞清楚。

首先，我們希望儲(chǔ)能能夠促進(jìn)新能源的大規(guī)模開發(fā)和消納。以沙戈荒基地為例，現(xiàn)在“新能源配火電、配抽蓄”，這樣必要的電化學(xué)儲(chǔ)能配比是需要的，但是要搞清楚配多少、怎么用。

第二個(gè)是支撐電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。談到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，這是天大的事情，我們在一些場景談過，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，儲(chǔ)能能夠發(fā)揮什么作用，特別是近期以來，我們做了這方面的實(shí)際研究和應(yīng)用，比如在寧夏的電廠搞了一個(gè)1.24兆瓦的飛輪儲(chǔ)，用來干什么？用來解決火電機(jī)組一次調(diào)頻能力不足的問題，這個(gè)系統(tǒng)投入之后，運(yùn)行快2年了，第一，有效解決這個(gè)廠原來一次調(diào)頻考核不合格的問題，由虧損變成了盈利，而且短短3年左右就可以全部收回投資，我們沒有想到一個(gè)小小的飛輪能夠發(fā)揮如此大的作用。

我把它比喻成什么呢？就像治病一樣，對癥下藥！他剛好有這個(gè)病，不是買了特別貴的藥，就是這個(gè)藥上去以后，把這個(gè)病治好了。所以現(xiàn)在又在擴(kuò)大規(guī)模，進(jìn)一步把它在別的幾個(gè)廠做得更大。昨天打電話，說我們這個(gè)項(xiàng)目評獎(jiǎng)剛剛獲得一等獎(jiǎng)，還沒評完呢，說排名第一，大家高度贊揚(yáng)。說明這個(gè)東西有用：經(jīng)濟(jì)性、可靠性、有成效！所以任何技術(shù)必須是這樣去做。再一個(gè)是保障用戶靈活高效的用電。

新型儲(chǔ)能發(fā)展技術(shù)從技術(shù)需求來看，我們應(yīng)用的場景、儲(chǔ)能規(guī)模、儲(chǔ)能時(shí)長以及應(yīng)用地區(qū)，這些都要搞清楚。然后就是對于其他各類技術(shù)，因?yàn)閮?chǔ)能是個(gè)家族，大家一定要知道，一說儲(chǔ)能，剛才說到抽蓄、飛輪、壓縮空氣，甚至儲(chǔ)熱、制氫、生物質(zhì)燃料等等，窮盡這些技術(shù)有效加以融合，在電化學(xué)儲(chǔ)能中除了鋰離子電池、液流等等，動(dòng)電池和電力基儲(chǔ)能要求應(yīng)該不一樣，放在車上的電池要求體積小、能量密度高，要是放在沙戈荒里的儲(chǔ)能箱子，要求價(jià)格合理、安全可靠、不要著火，你體積大就大，這有的是空間，所以這是技術(shù)路線的選擇。

我們要對新型儲(chǔ)能技術(shù)舉行示范工程，實(shí)踐出真知，只有在工程示范的過程當(dāng)中，才有可能發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而不是憑空來坐而論道。這當(dāng)中，我們始終堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研用一體化，一定要把技術(shù)攻關(guān)解決重大難題放在首位，核心還是要圍繞著低成本、高安全和規(guī)?；?br />
把儲(chǔ)能放在我們這個(gè)新型電力系統(tǒng)里，有兩個(gè)問題：

第一個(gè)是放在哪里？“源”、“荷”、“網(wǎng)”三個(gè)地方往哪里放？

第二個(gè)，儲(chǔ)能的品類，電化學(xué)、抽蓄、壓縮空氣、飛輪等等縱橫交錯(cuò)。那么核心要素是兩條，一是安全性，二是經(jīng)濟(jì)性，要是把這幾點(diǎn)抓住，我們的工作就是有成效的，就會(huì)取得剛才說到的“二十字方針”——清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能。

最后新型電力系統(tǒng)就是結(jié)構(gòu)新，它形態(tài)是革命性的，同時(shí)，從它的感知、檢測、控制、運(yùn)行都必然走向全面的智能化和信息化。

占用大家的時(shí)間，談一些不成熟的個(gè)人看法，不正確的地方，我們可以一起討論，謝謝大家！