储能与电网终有一战

寂静回声

感谢电网，让现代社会成为可能。

但电网终究不是为新能源设计的，当下来看，电网面临的最大挑战之一就是整合越来越多的新能源。
电网希望的是供需平衡，那些按自己节奏想发电就发电的新能源，不仅不考虑用户的用电习惯，更不考虑电网的感受。
你肯定听说过“鸭子曲线”，它描述的是这样一种现象：
白天光伏高发，对传统电网的净能源需求就很低，而在日落时这个需求又快速上升。
尽管这种情况可以预测，但在短时间内启动所有传统发电能力以满足如此陡增的需求是相当棘手的。
山东的负电价，部分省份限制午间光伏发电，都是这一特性的体现。一般来说，有以下几种办法可以缓解这些问题：
1、储能系统：新型储能、抽水蓄能等技术可以有效转移平抑曲线。
2、电力需求响应，虚拟电厂：鼓励用户在光伏发电高峰时增加用电。但配电网能力会是限制。
3、分布式新能源和微电网：鼓励使用分布式发电系统和微电网，这些系统可以本地化生产和消耗电力，减少对大电网的依赖。
4、灵活的发电技术：使用能够快速启动和停止的发电技术，如天然气发电机组，以快速响应电力需求的变化。主要是贵啊。
目前来看，电网在意愿和能力上都不足，即使我们看到了相关政策的出台，但更多的是失望大于期望。
可以说，分布式新能源的未来发展来到了拐点，而这几乎就是和电网的“战斗”。
储能是个 buffer（缓冲器），输配电是个 distribution system （电力分配系统）。
储能和电网相同点在于，两者都既不生产电力，也不消耗电力。
但它们都在做一件事——电力套利（electricity arbitrage），即通过匹配不同的供需水平来实现资源的利润再定价。
输电线路通过空间移动电力（技术上是通过光速的零空间（null space），注意不是电子的光速移动），它是连续实体，集中式，连接低价电源与刚性需求。
而储能则通过时间移动电力，它是离散实体，分布式，连接刚性发电与低价需求。
同时，储能的每兆瓦时（MWh）交付成本是固定的，并且每年下降约10%（【基础科普】储能技术的经验曲线），而输电线路随着长度的增加变得越来越昂贵。
如果此时还寄希望于“建设更多的输电线路”，来应对当下和未来的局面，无异于试图用更多的马车来解决现代交通问题。

可以看出，核电站虽然CAPEX很高，但OPEX较低；燃煤和燃气电厂的CAPEX相对较低，但OPEX较高，主要是燃料成本所致；风电和光伏发电的CAPEX居中，OPEX最低，因为无需购买燃料。

可以说，储能是任何高资本支出、低运营支出能源来源（即可再生能源发电）的绝佳补充。
由于有储能可以吸收大量的廉价电力，使得新能源发电能够在更多的电力需求下摊销其资本支出，或更快地偿还其资本支出。
政策的导向，“鼓励无法消纳分布式电源的区域，安装储能设备”。
电网是不太可能装储能的，毕竟新型储能目前不能直接纳入输电成本考虑，电网没有动力。
但电网，尤其是配电网，是需要储能提供的服务的。
从这个角度来看，电网也可以和储能共同战斗，那时候，我们共同的目标是：安全稳定。

参考资料：
1、Grid Storage: Batteries Will Win；
2、The Grid, Part IV: The Hard and Soft Paths of Energy Strategy；
3、Modernizing the Electric Grid