文|趕碳號
真話有時往往并不動聽。
但不管怎樣，兼聽則明，哪怕再激進的觀點，只要有可取之處，只要對我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有所裨益，都不妨多看看。
在不久前舉行的第七屆中國光伏產(chǎn)業(yè)論壇上，中國可再生能源學會綜合系統(tǒng)專委會主任許洪華語驚四座?？偨Y下來，有三條：
一、光伏+儲能并不是最佳的具備經(jīng)濟性的解決方案；
二、建議取消強配儲能，同時取消棄風、棄光率不得超過5%的硬性規(guī)定；
三、卡諾電池，是一種遠比抽水蓄能還要便宜的儲能方式。
01、許洪華算了一筆能源大賬
許洪華認為：“光伏+儲能并不是最佳的具備經(jīng)濟性的解決方案。雖然技術上都可行，但經(jīng)濟性上差異巨大。一旦路線選擇錯誤，將造成極大的浪費，并且可能讓中國喪失未來發(fā)展機遇?！?/p>
許洪華指出：“煤電在相當長時間還是保證能源安全的壓艙石，煤電機組存量資產(chǎn)約4萬億，新能源增長及技術進步還需要時間。”
之所以產(chǎn)生上述觀點，許洪華給出如理由：
一是我國能源中短期以煤炭為主不會改變，到2030年累計新增消費約為350億噸煤，能源消費中占比約為45%，2060年累計新增消費約950億噸，中短期內(nèi)煤炭還無法替代；
二是我國油氣供應安全形勢依然嚴峻，對外依存度分別達到73%和45%，煤制油氣起到了油氣應急保障的作用；
三是可再生能源大規(guī)模發(fā)展和并網(wǎng)消納、技術進步，依然需要時間。
針對我國儲能的發(fā)展方向，許洪華的觀點更為大膽。
他說，在新能源消納方面，如果上述煤電資產(chǎn)棄而不用，將會造成巨大的浪費，而現(xiàn)有的光伏+電化學儲能的方式，不是最佳的具備經(jīng)濟性的解決方案。這主要是因為，電化學儲能所需鋰礦資源，存在嚴重的瓶頸限制。
新能源的消納與并網(wǎng)已經(jīng)成為制約我國新能源裝機的重要因素，因此才有強配儲能的硬性規(guī)定出臺。
基于現(xiàn)有煤電資產(chǎn)，許洪華幫我國未來風電和光伏裝機的增長空間，算了一筆大賬：
一、對現(xiàn)有煤電機組進行靈活性改造，可以實現(xiàn)30%到100%的功率調節(jié)。這部分增大的系統(tǒng)靈活性能，大約可以支撐風電光伏新增裝機12億千瓦（1200GW）以上；
二、如果采取煤電+儲熱技術方案，則可以實現(xiàn)100%的調節(jié)能力，能夠支持風光新增裝機30億千瓦（3000GW）以上；
三、如果將煤電機組全部改造為可再生能源代替煤炭的卡諾電池，其功率調節(jié)能力可以在-100%到100%之間，能支持風光新增裝機高達60億千瓦（6000GW）以上?！?/p>
以上這些，無論是電化學儲能，還是抽水蓄能，可能都無法做到。而卡諾電池的儲能成本，比抽水蓄能還要便宜一半。
許洪華建議，不僅要取消強配儲能，他甚至認為，棄風率、棄光率要控制在5%以下的硬性規(guī)定可以取消。因為，光伏發(fā)電隨著各項綜合成本下降，已經(jīng)變得足夠便宜，有的地方度電成本也就一毛錢，即使棄掉一半，度電成本才不過兩毛錢。
02、許洪華其人
看到許洪華關于煤炭油氣的觀點，不了解情況的人或許會認為其在為傳統(tǒng)化石能源代言。其實恰恰相關，許洪華是我國新能源領域的代表性專家之一。
在過去三十多年里，一直活躍在可再生能源領域，成績卓著。在某度上，許專家的簡歷還停留在其在中科院工作時的狀態(tài)。
許洪華1988年畢業(yè)于天津大學電力系統(tǒng)及其自動化系，之后進入中國科學院電工研究所專門從事可再生能源發(fā)電系統(tǒng)及其關鍵設備研究，擔任過國家能源專家咨詢委員會委員、中國可再生能源學會副理事長、國家“十一五”863重點項目“MW級并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)”總體專家組組長、國家“十五”863能源領域后續(xù)能源主題專家、中國風能協(xié)會副主任委員、全國風力機械標準化委員會副主任委員、中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會小型電源專業(yè)委員會副主任等職。
許洪華負責完成國家課題10余項、可再生能源領域咨詢報告數(shù)十篇。負責完成科技部“十五”后續(xù)能源技術發(fā)展戰(zhàn)略研究課題；參與科技部和發(fā)改委太陽能技術和風力發(fā)電技術“十一五”及中長期發(fā)展計劃制定。
但是，他不光是個理論家，更是一個實干派。
他還負責設計完成了當時國內(nèi)最大的1MW深圳園博園太陽并網(wǎng)光伏電站和國內(nèi)最大的義烏小商品城三期1.3MW太陽并網(wǎng)光伏電站；
負責完成了國內(nèi)第一個和建筑結合的50kWp并網(wǎng)光伏電站；
負責完成國家體育館100kW并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)；
負責完成我國第1座100kW西藏荒漠集中高壓并網(wǎng)光伏電站；
在國內(nèi)率先研制完成150kWp太陽光伏電站高壓并網(wǎng)控制逆變器，完成三種光伏跟蹤系統(tǒng)；
負責完成上百座獨立運行風/光、風/柴、光伏、風電系統(tǒng)的交鑰匙工程，等等。
對于新能源和化石能源的態(tài)度，一個鮮明的佐證就是，當他在這次論壇上當眾被問及，何為新能源發(fā)展的阻力時，他脫口而出——是傳統(tǒng)能源。
這就是個性直率的許洪華。
03、冷門卻有很大未來的卡諾電池
卡諾電池原理；來源：德國航空航天中心（DLR）
最氫儲對許洪華提到的卡諾電池，充滿了深深的好奇。先做個科普。
卡諾電池是一種將電能存在儲熱裝置的儲能技術。此系統(tǒng)將電能轉成熱存在熱儲能裝置中，在需要用電時，儲存的熱能可經(jīng)由轉換產(chǎn)生電能。
此名稱中的“卡諾”是來自熱力學卡諾定理，其解釋了熱能轉成機械能的最大效率。而“電池”代表此技術是用來存放電能。
據(jù)德國宇航中心（DLR）丁文進研究員介紹，“卡諾”電池是一種低成本、不受地域限制（相對于目前常見的抽水蓄能）、且能夠儲存GWh電量的儲能技術。
此概念在約100年前的專利中出現(xiàn)過，但并沒有實際應用。直到近幾年因為再生能源使用的增加，才受到更多關注。德國航空太空中心以及斯圖加特大學在2014年開始研究將電能存在高溫熱儲能裝置的概念。在2018年的漢諾瓦工業(yè)博覽會，卡諾電池這個概念第一次被正式使用。然而，卡諾電池的概念包含了其它已經(jīng)發(fā)展多年的技術，例如：熱泵儲能和液態(tài)空氣儲能。
卡諾電池可分成三個部分：電轉熱、熱儲存、以及熱轉電。
電轉熱有許多方法。例如：電阻加熱、熱泵、或是其它熱力學或熱化學反應。
熱儲能的技術會依據(jù)溫度和應用而有所不同。常見的儲存材料有：熱水、熔鹽、巖石、液態(tài)空氣等。
熱轉電可以透過：熱機、蒸汽渦輪機、燃氣渦輪機等。
今年全國兩會期間，包括劉漢元在內(nèi)的多位來自新能源領域的代表、委員建議，我國新能源發(fā)展，要多學習借鑒電網(wǎng)設施相對老舊、但新能源消納卻非常成功的德國的經(jīng)驗。
事實上，德國在三年前就著手對該國的煤電進行調整，即便遭遇到能源危機，這項工作也沒有停止。
卡諾電池實驗室；來源：德國航空航天中心（DLR）
2020年1月16日，德國政府明確表示將在2030-2040年中后期關閉德國所有燃煤電廠。當時，德國三分之一以上的電力來自燃煤發(fā)電。為不顛覆火力發(fā)電行業(yè)的技術，可以保留目前火電站大部分設備和資產(chǎn)，還不會給國家和能源公司造成大量人員短時間失業(yè)的社會問題，德國宇航中心（DLR）提出了“卡諾”電池技術。
諾貝爾物理學獎獲得者、儲能領域國際知名專家、斯坦福大學的羅伯特·拉夫林（Robert Laughlin）教授認為，電力-熱能-電力存儲系統(tǒng)（稱為卡諾電池）將成為在碳中和能源系統(tǒng)中存儲大量能量的關鍵技術。
去年底，德國航空航天中心(DLR)領導的科研團隊成功建造并測試了以硝酸鹽為儲存介質的卡諾電池。目前，熔鹽卡諾電池的儲電設備成本約在300元每千瓦時，儲電效率高達70%，熱電聯(lián)供儲能效率在95%以上，而且未來還有較大降本空間。另外，熔鹽卡諾電池的儲能充放次數(shù)超過10000次，使用年限高達30-50年。
因為德國的帶動，全球范圍內(nèi)已經(jīng)漸漸掀起一股卡諾電池熱。
最近，捷克技術大學節(jié)能建筑大學中心與熱泵馬赫公司合作，成功完成了通過卡諾電池中石塵中儲存的熱量來儲存電力的概念的測試。
另外，智利也在考慮將30座燃煤電廠改裝成“卡諾”電池，并開始與德國展開合作。智利決定，所有燃煤電廠將在2040年之前停止運營。
“我們的想法是用熔鹽池取代化石燃料鍋爐，”智利德國國際合作機構（GIZ）可再生能源和能源效率項目顧問羅德里戈·巴斯克斯說。鹽在高達565°C的溫度下熔化，然后用于產(chǎn)生蒸汽，移動渦輪機并產(chǎn)生能量。
“卡諾”電池基本概念的非常簡化的示意圖
根據(jù)德國國際合作機構（GIZ）和德國航空航天局（German Aerospace Agency）去年向智利政府提交的一份報告，該報告模擬了智利安裝的真實工廠的改造，重新改造的熱電廠的發(fā)電成本將在每兆瓦時（MWh）80美元至100美元之間。盡管這超過了傳統(tǒng)燃煤電廠（成本在每兆瓦時63美元至76美元之間）和燃氣電廠（每兆瓦時65美元至91美元）的發(fā)電量，但開始現(xiàn)場測試仍然是可行的。最氫儲用美元對人民幣匯率做了個簡單測算，相當于智利的煤電上網(wǎng)電價每度電在0.43-0.52元之間，而采用煤電改造后的卡諾電池儲能相當于0.55-0.69元之間。
后記
去年11月，中電聯(lián)發(fā)布了對我國新能源配儲能的調研報告。
截至2021年底，全國儲能裝機規(guī)模達到4266萬千瓦，其中新型儲能裝機626.8萬千瓦，同比增長56.4%；新型儲能中90%為電化學儲能。
另外，截至2021年底，電源側、用戶側、電網(wǎng)側儲能裝機占比分別為49.7%、27.4%和22.9%，電源側儲能接近裝機的一半。
隨后，報告指出新能源配儲能存在的嚴重問題：
主要是新能源配儲能利用率低。
電化學儲能項目平均等效利用系數(shù)為12.2%，新能源配儲系數(shù)僅為6.1%。新能源配儲至多棄電期間一天一充一放運行，個別項目存在僅部分儲能單元被調用、甚至基本不調用的情況。
另外，在高成本壓力下，部分項目選擇了性能較差、投資成本較低的儲能產(chǎn)品，增加了安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，2022年1～8月，全國電化學儲能項目非計劃停機達到329次。電化學儲能的安全標準、管理規(guī)范有待進一步提升。
最氫儲欣喜地看到，國家能源局有關部門已經(jīng)關注到相關問題。
上個月，由國家能源局牽頭的《新能源基地跨省區(qū)送電配置新型儲能規(guī)劃技術導則》（征求意見稿）發(fā)布，要求新能源基地送電配置新型儲能的容量應該以需求為導向，充分考慮通道送電曲線及輸電電價競爭力約束，通過多方案比選優(yōu)化配置方案。