8、風(fēng)電需要儲存嗎？
“風(fēng)不會一直刮”這一事實經(jīng)常被用作論據(jù)，來說明為應(yīng)對風(fēng)電的間歇性，需要儲能。然而，持這一觀點的人忽視了電網(wǎng)運行特性和風(fēng)電在廣闊的、多樣化的空間范圍內(nèi)的運行表現(xiàn)。一直以來，其他所有的變量(如系統(tǒng)負荷變化、發(fā)電穩(wěn)定性、調(diào)度變化、電網(wǎng)布局變化)都可以進行系統(tǒng)化處理。這是因為在進行系統(tǒng)平衡之前將電力匯集起來，需求的多樣性降低了成本。儲電技術(shù)幾乎不會用于某單一電源，對其最經(jīng)濟的利用方式是使其為整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性服務(wù)。儲電會對電網(wǎng)產(chǎn)生有益的影響，但是這必須同其成本進行衡量。（截至本文撰寫時）美國運行的風(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)儲能設(shè)備。即使沒有風(fēng)電，儲能對系統(tǒng)也是有價值的，這就是為什么在數(shù)十年之前，風(fēng)能和太陽能發(fā)電技術(shù)尚未被廣泛認可時，美國就建設(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)中的儲能系統(tǒng)價值得到整體提升，但儲能系統(tǒng)對電網(wǎng)的作用并未改變──先是儲存能量，然后再根據(jù)電網(wǎng)需求變化而非只針對風(fēng)電變化釋放能量。
圖7 現(xiàn)有電源構(gòu)成情況下的儲能價值
圖7是近似于美國西部電網(wǎng)調(diào)度的一個簡單例子，圖中所有數(shù)值僅供參考，假定一個為高峰負荷的10%、具有168小時的儲能能力的儲能設(shè)備，然后進行儲能分析。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。儲能是一種靈活的電源形式，即使系統(tǒng)中沒有風(fēng)電，儲能本身對電網(wǎng)系統(tǒng)來說也是具有經(jīng)濟價值的。隨著風(fēng)電并網(wǎng)量的增加，儲能系統(tǒng)的價值也相應(yīng)提升。沒有風(fēng)電的情況下，儲能的價值在每千瓦超過1000美元，可見，低成本的儲能設(shè)備為系統(tǒng)提供了可觀的經(jīng)濟價值。隨著風(fēng)電接入比例的提高，儲電系統(tǒng)的價值也會增加，最終能達到每千瓦1600美元左右。目前美國很多地區(qū)的電源結(jié)構(gòu)與這個例子中的情況很接近。在風(fēng)電占比很高的系統(tǒng)中，儲能具有更大價值，因為調(diào)度起來更經(jīng)濟，從而使可變成本較低的發(fā)電機組（諸如火電和核電）的利潤空間受到壓縮（及產(chǎn)生市場出清價格）。更多的低電價時段拉大了價差，增加了套利的機會，提升了儲能的價值。
圖8 根據(jù)靈活性來選擇電源時的儲能價值
在一個基本負荷很低、靈活電源較多的電網(wǎng)系統(tǒng)中，儲能的價值大小對風(fēng)電也就不那么敏感了。如圖8所示，在風(fēng)電沒有接入時，儲電本身就已具有一定的價值，但是隨著風(fēng)電不斷增加，即使風(fēng)電增加到40%的份額，儲電價值也只獲得了小幅度的提升。整個市場價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)電的時代，低可變成本電源會越來越少，這就縮短了低可變成本電源（如火電或核電）收回利潤的時間，同時也減少了當前儲電在價格總額度中的占比，從而減少成本。
風(fēng)電到底是否需要儲存？這個問題取決于經(jīng)濟成本和利潤。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)成本遠遠低于專用儲電成本，而且并網(wǎng)成本還可以通過使用先進的風(fēng)能資源預(yù)測技術(shù)得到進一步降低。
