但是最近業(yè)內關(guān)于儲能發(fā)展應用的討論越來(lái)越熱烈，好多小伙伴們都把儲能當做解決棄風(fēng)棄光問(wèn)題的靈丹妙藥了。甚至部分腦子一熱，或者服務(wù)（某些）企業(yè)過(guò)于積極的地方政府開(kāi)始以此為由，出臺連千瓦和千瓦時(shí)都說(shuō)不清楚的政策文件時(shí)，筆者認為行業(yè)應該好好理一理思路了。
棄風(fēng)棄光是什么導致的？
這是一個(gè)頗有爭議的問(wèn)題，而且不是三兩句話(huà)能夠理清楚的復雜課題。好在已經(jīng)有很多業(yè)內專(zhuān)家和大咖從各個(gè)方面進(jìn)行過(guò)分析。暫列幾篇，不展開(kāi)討論：
電規總院徐曉東陳錚等，《能源規劃權威解讀》，中國能源報公眾號2017-5-10
龍源電力黃群《十三五風(fēng)電該如何創(chuàng )新發(fā)展》，中國能源報2017-06-16
國家電網(wǎng)舒印彪等《新能源消納關(guān)鍵因素分析及解決措施研究》，電機工程學(xué)報
文章中的結論，對棄風(fēng)棄光問(wèn)題的主要原因幾乎都集中于當前電力市場(chǎng)體制機制沒(méi)有理順，沒(méi)有按照效率原則來(lái)分配電力生產(chǎn)和消費權。即使是主要討論具體技術(shù)問(wèn)題的學(xué)術(shù)論文，如上述第三篇，也在結論中用了幾乎一半篇幅討論市場(chǎng)機制改進(jìn)問(wèn)題。
專(zhuān)家和業(yè)界大咖們的結論從其他國家的現實(shí)中也可以得到印證。歐洲、北美和中國的電力系統從規模上、技術(shù)能力上均在一個(gè)量級上，然而歐洲和北美電網(wǎng)內非水可再生能源占全部電力消費的比例均數倍于我國，我國至今比例最高的內蒙古電網(wǎng)也僅僅相當于美國全國平均水平，與歐洲平均水平尚有距離。然而他們卻早已解決了棄風(fēng)棄光問(wèn)題，其完善的市場(chǎng)機制是他們和我國最主要的差異。
結論很明顯，儲能解決不了市場(chǎng)機制問(wèn)題。儲能的商業(yè)應用反而依賴(lài)市場(chǎng)機制問(wèn)題的解決。
將我國當前棄風(fēng)棄光問(wèn)題的解決寄希望于儲能的廣泛應用，顯然是緣木求魚(yú)的想法。那么問(wèn)題來(lái)了，退一步考慮，如果不考慮市場(chǎng)機制這樣一個(gè)最主要的障礙，儲能是否是一個(gè)用得上的技術(shù)手段呢？答案當然是肯定的，但是（敲黑板）沒(méi)有一種技術(shù)手段是普遍適用的，首先技術(shù)手段本身是有性能價(jià)格比的，其次技術(shù)手段的不當使用也會(huì )事倍功半甚至適得其反。極端一點(diǎn)的例子，如核工業(yè)技術(shù)既可以造福人類(lèi)，也可以瞬間毀滅人類(lèi)文明。
我們有必要分析以下問(wèn)題，找到儲能的合適市場(chǎng)切入點(diǎn)。
我們需要什么樣的技術(shù)手段？
國家電網(wǎng)董事長(cháng)舒印彪先生領(lǐng)銜的學(xué)術(shù)論文對這一問(wèn)題做了非常全面深入的分析，可能過(guò)于專(zhuān)業(yè)了。筆者斗膽簡(jiǎn)化總結一下，疏漏在所難免：
-電力是生產(chǎn)與消費實(shí)時(shí)平衡的特殊商品，風(fēng)、光能源的波動(dòng)性和隨機性分別給傳統電力系統的電力平衡安排帶來(lái)了相當的困難；
-因此我們需要調節手段更多、更靈活，調節范圍更寬廣的電力系統；
-我們需要挖掘各種調節手段，如火電調峰、燃氣機組、需求側（負荷側）管理與控制、抽水蓄能電站、更多形式的電能替代應用等等；
-我國風(fēng)光資源分布不平均（其實(shí)別國多數也是如此），因此需要跨區線(xiàn)路讓全國各地能分攤這種調節需求；
-我們缺乏科學(xué)高效應用這些手段的市場(chǎng)機制（畢竟不能都讓納稅人掏錢(qián)）。
當然，這是論文所認為的“關(guān)鍵問(wèn)題”和解決手段，還有其他次要因素并未涉及。儲能大約可以歸類(lèi)于“挖掘調節手段”這一個(gè)大項下吧。顯然這個(gè)大項下面，還有很多其他手段。
那么，儲能是解決棄風(fēng)棄光的最優(yōu)技術(shù)手段嗎？
首先得有個(gè)明確的定義，什么叫“最優(yōu)”？顯然無(wú)論對于全社會(huì )的生產(chǎn)者還是消費者來(lái)說(shuō)，以最小的經(jīng)濟代價(jià)解決問(wèn)題的手段，就是“最優(yōu)”的。
這一點(diǎn)上，專(zhuān)用的儲能技術(shù)和裝備至少現階段不但不是“最優(yōu)”，也許還是“最劣”之列了。無(wú)論是化學(xué)儲能的各種電池形式，還是壓縮空氣儲能，成本至今居高不下，最樂(lè )觀(guān)的估計，存取一度電的過(guò)程，其成本不小于0.6元。能夠承受這樣一個(gè)成本的需求，現今市場(chǎng)機制條件下，即使不是沒(méi)有，也是極少量的。
請各位讀者注意（再次敲黑板），電力系統需要的不是完整的“充放”能力，系統需要的是調節能力，也就是把負荷適時(shí)變大變小的能力和把發(fā)電適時(shí)變大變小的能力。這個(gè)能力是不是同一個(gè)設備提供的，其實(shí)完全不重要！
舉個(gè)例子，火電本身就是大范圍可調的。我國現有火電裝備由于后發(fā)優(yōu)勢，技術(shù)水平是全世界最先進(jìn)的，其可調范圍事實(shí)上至今都能夠滿(mǎn)足我國那有限的風(fēng)電和光伏的需求。至于為什么調不了，以各種“技術(shù)理由”不愿意調，那自然要去問(wèn)市場(chǎng)了?；痣娖髽I(yè)發(fā)一度電的邊際收益其實(shí)很低，多數情況下不過(guò)幾分錢(qián)到1毛錢(qián)，也就是說(shuō)，如果讓他在某個(gè)時(shí)間段不要發(fā)電，對他造成的損失也就是這個(gè)量級。從社會(huì )效益出發(fā)，讓他們調節比讓儲能去調節代價(jià)要小得多。當然了，代價(jià)再小也要解決誰(shuí)付出代價(jià)的問(wèn)題。
用戶(hù)負荷也一樣?，F今經(jīng)營(yíng)慘淡的有色金屬產(chǎn)業(yè)是用電大戶(hù)，以電解鋁為例，消耗14000度電可得一噸鋁，毛利約1000-2000元，平均耗一度電獲毛利約7分至15分。讓他們某個(gè)時(shí)段少用點(diǎn)電，少生產(chǎn)點(diǎn)產(chǎn)品，只要補償超過(guò)這個(gè)毛利，恐怕就會(huì )有愿意參與調節的廠(chǎng)家。技術(shù)上實(shí)時(shí)調節產(chǎn)能也能做到，雖然可調范圍不大，但他們是超級大用戶(hù)，一點(diǎn)貢獻就很可觀(guān)了。
這樣的調節手段不勝枚舉，最極端的，就拿儲能設想中的“幫扶對象”——風(fēng)力發(fā)電企業(yè)來(lái)說(shuō)吧，現今風(fēng)電企業(yè)每發(fā)一度電的邊際收益大約是0.15~0.55元，如果真能拿到比這個(gè)還高的補償，那么這度電不發(fā)也可以啊。風(fēng)電場(chǎng)不但可以參與調節，而且某些調節性能還很優(yōu)異。
那么為什么風(fēng)電企業(yè)非要花0.6元甚至更高的成本來(lái)發(fā)出這一度電呢？這究竟對誰(shuí)有好處呢？
其實(shí)問(wèn)題很清楚了，儲能設備，至少是現階段技術(shù)條件下的儲能設備，并非我們解決“調節問(wèn)題”的合適手段。有大量社會(huì )成本低得多的手段等著(zhù)我們去應用。
我們只是缺乏市場(chǎng)機制來(lái)用它們而已！這個(gè)靠?jì)δ芙鉀Q不了。
那么再退一步，假設我們沒(méi)有其他手段了，只有儲能手段可用了。
那么，給風(fēng)電和光伏電站加裝儲能是正確的打開(kāi)方式嗎？
眾所周知，風(fēng)和光是一個(gè)既有波動(dòng)性又有隨機性的東西，波動(dòng)性是說(shuō)他一天之內會(huì )有較大的變化幅度，隨機性是說(shuō)對明天波動(dòng)過(guò)程的預測不是那么準確，有一定誤差（電力的生產(chǎn)安排以日前安排最為重要，因此只討論一天的情況）。對于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，隨機性遠遠比波動(dòng)性更加難以應付，因此自然值得付出更大的代價(jià)去應對。
假設這個(gè)代價(jià)高到足以讓我們去應用儲能。
可是風(fēng)電場(chǎng)，光伏電站都分布于廣泛的地域內，對于一張需要實(shí)時(shí)平衡發(fā)電和負荷的電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，只有區域內所有電站隨機變化之和，才是需要應付的關(guān)鍵問(wèn)題。其他的諸如輸電線(xiàn)容量臨時(shí)不夠了之類(lèi)的問(wèn)題，比起這個(gè)來(lái)都是小問(wèn)題，手段多多。
大學(xué)課程“概率與統計”還沒(méi)有全都還給老師的同學(xué)恐怕已經(jīng)意識到了，多個(gè)風(fēng)/光電源的隨機變化是會(huì )互相抵消的，“中心極限定理”的威力是強大的。區域內電站隨機變化之和的隨機性是遠小于單個(gè)電源的。這一原理其實(shí)在電力系統早有應用，每家每戶(hù)的用電幾乎完全不可預測，但是千家萬(wàn)戶(hù)負荷的集合，其預測可以做到極小的誤差。
圖表1德國2012年全國風(fēng)電出力預測誤差統計
事實(shí)數據自然不會(huì )違背經(jīng)典的數學(xué)定理。上圖的德國全國風(fēng)電出力誤差統計，比單個(gè)風(fēng)場(chǎng)平均約20%的誤差要小太多了。
大范圍多個(gè)太陽(yáng)能光伏電站的可預測性相比于單一光伏電站的優(yōu)勢，又要遠遠高于風(fēng)電。一片云就可以瞬間將單個(gè)光伏電站的出力降低大半，可是西北地區的光伏電站總和出力預測誤差在絕大部分時(shí)間里幾乎可以忽略不計。
為什么我們要花巨大的代價(jià)，去平抑那些本來(lái)就要互相抵消的隨機性呢？
因此，“給每個(gè)風(fēng)電和光伏電站加裝儲能來(lái)調節其自身的波動(dòng)性和隨機性”這樣的解決手段，不由得讓筆者想起了一個(gè)著(zhù)名的梗：兩位神經(jīng)極為堅強的人通過(guò)付錢(qián)讓對方吃下又吐出某種完全不應該吃的東西，從而創(chuàng )造了上億GDP的故事。
還有比這更加愚蠢的用法嗎？如果還要用政府財政來(lái)激勵這樣的用法呢？
正確的使用方式，應當是在某些合適的電網(wǎng)節點(diǎn)集中配置，在應對全網(wǎng)內風(fēng)光隨機性的同時(shí)，優(yōu)化潮流的分布。當然，如前所述，這么做的前提是如果沒(méi)有其他更加便宜高效的辦法的話(huà)。
那么，儲能真的沒(méi)有什么用了嗎？
很顯然這不是事實(shí)！儲能有他合適的應用場(chǎng)景，并且隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，適合他的應用場(chǎng)景一定會(huì )越來(lái)越多。
汽車(chē)動(dòng)力電池就是一個(gè)很典型的場(chǎng)景，本質(zhì)上也算是一種儲能。被替代的燃油成本足夠高，以至于用電省下來(lái)的錢(qián)也許很快就能夠支撐電池裝備的成本。動(dòng)力電池的可移動(dòng)性也是這個(gè)場(chǎng)景下不可替代的特性。
某些峰谷電價(jià)差很大的地區，用戶(hù)側部分目錄電價(jià)價(jià)差能達到1元左右，似乎有儲能的應用空間。當然，誰(shuí)也不能保證當我國電力市場(chǎng)改革進(jìn)一步深入，電價(jià)隨行就市以后，這個(gè)價(jià)差還存在。會(huì )有很多人為了掙錢(qián)或省錢(qián)消滅掉這個(gè)價(jià)差的。
人民群眾習以為常的門(mén)前道路挖了修、修了挖，也有相當部分是我們配網(wǎng)容量升級所導致的。也許應用了儲能，我們沒(méi)有必要再去為了應付那只有1~2個(gè)小時(shí)的高峰時(shí)段來(lái)來(lái)回回挖電纜溝。
筆者有堅定的信心，隨著(zhù)我國電力市場(chǎng)化改革的深入開(kāi)展，真正反映電力商品屬性的價(jià)格機制的建立，各種電力系統運行所需資源的市場(chǎng)化定價(jià)，我們應對能源轉型所需要的各種技術(shù)手段，都能找到自己合適的市場(chǎng)定位和最優(yōu)的應用場(chǎng)景，儲能技術(shù)也不例外。
歐洲國家和北美的實(shí)際發(fā)展過(guò)程，已經(jīng)證實(shí)了這一點(diǎn)，他們境內已有的儲能裝備，絕非賠錢(qián)掙吆喝的樣子貨。
希望這一天在中國早日到來(lái)。
