一直以來,在中國西部偏遠地區(qū),由于自然條件和歷史原因,大電網(wǎng)無法完完全全覆蓋到位,而所在地區(qū)居民經(jīng)濟條件普遍落后,無法依靠自身力量解決用電問題,這樣的情況限制了電力的發(fā)展。
無獨有偶,在非洲的一些落后國家,如喀麥隆、尼日利亞等,也存在這樣的問題。一時之間,自然條件和經(jīng)濟因素的雙重影響下,當(dāng)?shù)鼐用竦纳钍艿皆S多制約。
近年來,能源互聯(lián)網(wǎng)開始不斷出現(xiàn)在人們面前,這是一種因地制宜的解決方案,業(yè)內(nèi)人士指出,能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)在于儲能系統(tǒng),而實際單元構(gòu)成是眾多微電網(wǎng)。微電網(wǎng)發(fā)展也因此正式拉開了帷幕。
目前,由當(dāng)?shù)卣M織國有企業(yè)或者社會力量進行儲能電站建設(shè),一些項目已經(jīng)在廣袤的西部地區(qū)建設(shè)起來,如中電投的玉樹項目,中廣核的曲麻萊項目、共和項目。這些項目如同電力行業(yè)的“經(jīng)濟適用房”,類似于福利的形式開始在一些地區(qū)反哺社會。
如何定義
在傳統(tǒng)認識中,大電網(wǎng)構(gòu)成了居民用電的全部,在新能源儲能系統(tǒng)的興起后,部分地域存在電網(wǎng)覆蓋不到,或者電網(wǎng)建設(shè)成本過高的現(xiàn)實問題,為微電網(wǎng)的發(fā)展提供了現(xiàn)實依據(jù)。
微電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的本質(zhì)的突出特征便是支持分布式新能源發(fā)電,能夠獨立組網(wǎng)運行,不以支持傳統(tǒng)的集中式的大型火電、水電等,通過遠距離輸電到負荷中心為目標。微電網(wǎng)的電源是分散的,負荷也是分散的,電力以就地消納為主。
每一個子微電網(wǎng)相對較小,但是,眾多的微電網(wǎng)組織在一起,形成微電網(wǎng)群,總體規(guī)模也可以很大。所以,廣義上來講,微電網(wǎng)的規(guī)模也可以做的很大,只要符合微電網(wǎng)的突出特征,就可以稱為微電網(wǎng)。
在光伏、風(fēng)電等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,無論在新農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè),還是城市供電網(wǎng)絡(luò),微電網(wǎng)正扮演一個越來越重要角色。微電網(wǎng)可破解分布式發(fā)電并網(wǎng)難題,它實際上是一個小型電網(wǎng),其基礎(chǔ)是分布式發(fā)電,如光伏、生物質(zhì)能發(fā)電,通過與配電網(wǎng)連接起來而起到“橋梁”作用,有利于可再生能源電力的并網(wǎng)消納,促進分布式發(fā)電的更快發(fā)展,提高清潔能源利用效率。
對配電網(wǎng)而言,微電網(wǎng)是個可控、可調(diào)度的負荷,電力調(diào)度人員不再直面各個分布式電源,而是通過微電網(wǎng)對分布式電源進行有效控制和管理。
此外,隨著新能源的不斷興起,伴隨著并網(wǎng)條件,調(diào)度能力的升級,大電網(wǎng)對新能源能夠充分消納,并保持自身穩(wěn)定。繼而提出區(qū)域內(nèi)新能源和其它形式能量源混合組網(wǎng),區(qū)域內(nèi)調(diào)度和消納的微電網(wǎng)概念;隨著微電網(wǎng)的進一步延伸和普及,單個微電網(wǎng)利用自身EMS系統(tǒng)的BMS系統(tǒng)進行調(diào)度管理電能的同時,進一步向上和大電網(wǎng)并網(wǎng)進行送電和反送電進而對電力資源進行更優(yōu)化的配置。
可以說,微電網(wǎng)在某種程度上講,已經(jīng)是大電網(wǎng)不可或缺的補充,對于電力行業(yè)而言,其能夠覆蓋大電網(wǎng)無法到達的地區(qū),對于當(dāng)?shù)鼐用穸裕溆帜軌蜢`活地解決穩(wěn)定用電問題。也正因這些因素,使得微電網(wǎng)的未來發(fā)展有著非常廣闊的空間。
發(fā)展瓶頸
就目前而言,能源互聯(lián)網(wǎng)更多還是一個先行概念,微電網(wǎng)正處在爆發(fā)的前夜。但是因為成本原因,目前微電網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用存在一個瓶頸。
例如,按照10MW光伏電站分析,正常建設(shè)成本不會超過8元/w,如果采用鋰電池作為基礎(chǔ)的儲能系統(tǒng),配置20M瓦時儲能電池,鋰電池成本按照2.5元/瓦時計算,折合到一個地面光伏電站成本,僅初期蓄電池購買成本就會增加電站建設(shè)成本60%以上,這還不包含5年以后電池效能下降需要更換成本。如果采用成本相對低廉的鉛酸電池(0.6元/瓦時),初期建設(shè)成本也會增加15%以上,這還不包含兩年以后更換電池成本。如果采用成本相對低廉的鉛酸電池(0.6元/瓦時),初期建設(shè)成本也會增加15%以上,這還不包含兩年以后更換電池成本。
當(dāng)然,不同電站的蓄電池配置需求不盡相同,新增成本構(gòu)成占比會因不同需求發(fā)生不同變化,但是基于目前國家政策和蓄電池成本兩大要素,決定了在目前的政策和技術(shù)條件下按照傳統(tǒng)模式建設(shè)大規(guī)模儲能僅從經(jīng)濟指標效益上分析是不具備可行性,這也是目前行業(yè)內(nèi)各種儲能,微電網(wǎng)項目需求討論眾多,實際落實稀少的決定性原因。
目前美國、歐洲、日本等發(fā)布的儲能鼓勵政策中均包含峰谷電價、階梯電價、調(diào)峰調(diào)頻電價補貼等細則,而此類細則目前在我國仍為空白?;谝陨戏治?,目前微電網(wǎng)的發(fā)展階段有點類似2010年國內(nèi)光伏行業(yè)整體狀況,市場需求和政策導(dǎo)向都有一定基礎(chǔ),因成本原因無法大規(guī)模推廣。
未來趨勢
從全球來看,目前微電網(wǎng)主要處于實驗和示范階段,尚未開始大規(guī)模推廣應(yīng)用,但從過去五年來看,微電網(wǎng)的技術(shù)推廣有范圍擴大之勢,全球微電網(wǎng)市場規(guī)模穩(wěn)步成長。2010年,全球微電網(wǎng)市場規(guī)模和發(fā)電量分別為41.4億美元和1.57GW,較2006年分別增長70.37%和70.65%,年復(fù)合增長14.25%和14.30%。
據(jù)SBIEnergy預(yù)測,“十二五”期間,這兩項復(fù)合增長率將分別升至15.14%和15.31%,市場規(guī)模和發(fā)電量將分別增長102.40%和103.82%,達到83.79億美元和3.2GW,進入較快增長階段。到2020年市場規(guī)模和發(fā)電量將達到149.2億美元和5.67GW,具有良好的發(fā)展前景。
由于“可再生能源在能源構(gòu)成中不斷增長的比例,可再生能源整合使全球微電網(wǎng)的利用呈飛速發(fā)展勢頭。”未來5年,亞太地區(qū)、非洲和南美的偏遠站點部署將迎來快速增長。此外,微電網(wǎng)還將為能源發(fā)達地區(qū)的設(shè)施建設(shè)開拓機會。
分析師指出,發(fā)展面臨的主要障礙是昂貴的整合任務(wù),自定義接口的擴散增加了系統(tǒng)的成本。目前,歐洲和北美的研究機構(gòu)及大學(xué)正在想方設(shè)法克服這些連接障礙,盡可能地創(chuàng)造微電網(wǎng)參與者的大型價值鏈,為微電網(wǎng)行業(yè)供給“燃料”。
因此,盡管目前無法大規(guī)模發(fā)展,但未來隨著技術(shù)成熟、可再生能源成本下降、儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及未來化石能源價格的持續(xù)上漲,微電網(wǎng)將得到爆發(fā)式增長。