有了特斯拉光伏屋頂 電網(wǎng)員工就要失業(yè)了嗎？
據(jù)特斯拉宣傳，光伏屋頂將與家用式儲能電池Powerwall2相結(jié)合可形成一套完整的家用電力系統(tǒng)。該套系統(tǒng)能夠在完全“脫離電網(wǎng)”的條件下，滿足一個四居室房屋一天的用電需求。
2、“不要電網(wǎng)”代價有多大？除非你有1000萬用戶利用“光伏+儲能”系統(tǒng)自發(fā)電，形成獨(dú)立的家庭小電網(wǎng)，從而斷開與傳統(tǒng)電網(wǎng)的聯(lián)系，出現(xiàn)“用戶脫網(wǎng)”現(xiàn)象。這種“脫網(wǎng)”是指電力用戶完全斷開與大電網(wǎng)的電氣連接，實(shí)現(xiàn)交換“電力”為零，任何時刻和大電網(wǎng)沒有電能傳輸，而并非“凈用電量”小于等于零，即用電量小于等于上網(wǎng)電量。
安裝2塊Powerwall2電池可滿足一個日用電量約為30千瓦時的美國4居室房屋一天的用電需求。但這只能說明Powerwall2的電池容量足夠使家庭可以在正常天氣下不間斷使用自發(fā)光伏電或應(yīng)對暫時性極端天氣，與脫網(wǎng)是兩回事。
要想真正做到長期的“用戶脫網(wǎng)”，需要安裝足夠的儲能，平衡全年的用電負(fù)荷與光伏發(fā)電的最大正負(fù)差值。一般居民的用電負(fù)荷具有明顯的季節(jié)效應(yīng)，而光伏發(fā)電的季節(jié)性效應(yīng)并不明顯，這就需要足夠大容量的儲能設(shè)備來進(jìn)行電力電量平衡。此外還要考慮天氣因素。
根據(jù)美國德州電力可靠性委員會工程師程云志的測算結(jié)果，基于德州某居民用戶全年用電負(fù)荷和光照小時級數(shù)據(jù)，用戶年用電量10388千瓦時，最高用電功率8.4千瓦，光伏7.2千瓦，年利用小時數(shù)1521小時。“電源—負(fù)荷”差額分析顯示，需要電池容量為3600千瓦時，換算成14千瓦時的Powewall2，需要257個，成本高達(dá)141萬美元（折合人民幣960萬元），而且家庭用戶也根本沒有空間安裝。
特斯拉光伏屋頂效果圖
3、不要電網(wǎng)，20年后可以試試
用戶要完全依靠自身“光伏+儲能”系統(tǒng)脫離大電網(wǎng)，什么時候才具有經(jīng)濟(jì)性呢？美國落基山研究所（RMI）的《負(fù)荷脫網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性分析》報告中測算表明：對于居民用戶，假定電價持續(xù)上漲和光伏、儲能成本大幅下降的前提下，在夏威夷這種電價較高地區(qū)（美國平均居民電價為12美分，夏威夷為38美分），2022年可實(shí)現(xiàn)自用電和電網(wǎng)平價，加州大概在2037年，紐約州2049年。并且這是按照一般光伏電池板和鋰離子電池的價格預(yù)測的理論計算，并非特斯拉產(chǎn)品。
談“脫網(wǎng)”的經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)在還為時尚早，不過，居民用戶利用“光伏+電網(wǎng)”或“光伏+儲能+電網(wǎng)”的模式，依托大電網(wǎng)的支撐備用，還是能夠減少電費(fèi)支出并提高綠色電能利用率的。
在依托大電網(wǎng)對光伏發(fā)電和用戶進(jìn)行電量調(diào)劑余缺的情況下，基于近年光伏組件的成本大幅下降以及全球多個國家對光伏系統(tǒng)的激勵政策，目前在電價較高地區(qū)單獨(dú)采用屋頂光伏是能夠幫助用戶節(jié)省電費(fèi)開支的。例如，某典型美國加州居民用戶，每年可用光資源1895小時，用戶每月電費(fèi)為80美元，安裝3千瓦的光伏屋頂，考慮美國聯(lián)邦政府投資稅收抵減（ITC）政策，享受投資免稅3836美元后，前期投資成本為9000美元，投資回報期為10年，與電網(wǎng)購電20年相比，可節(jié)約12000美元。
在儲能成本降低到足夠低時，聯(lián)網(wǎng)的光伏用戶加裝儲能系統(tǒng)能夠進(jìn)一步提升光伏電量自用率，減少電費(fèi)支出。根據(jù)RMI的《負(fù)荷脫網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性分析》報告中測算表明：在電價較高的夏威夷地區(qū)，“光伏+儲能+電網(wǎng)”的模式已經(jīng)比單純依靠電網(wǎng)以及“光伏+電網(wǎng)”更為經(jīng)濟(jì)，但對于加州、紐約州和得克薩斯等地區(qū)，最短在未來10~15年可能達(dá)到這一水平。
特斯拉光伏屋頂運(yùn)行示意圖
4、我國居民中短期內(nèi)靠光儲系統(tǒng)不劃算
光儲在我國發(fā)展前景又如何？筆者研究團(tuán)隊也做過粗略分析。根據(jù)國家能源局、中國光伏行業(yè)協(xié)會等預(yù)測，2020年中東部地區(qū)分布式光伏發(fā)電成本將比2015年下降30%，多數(shù)可低于0.8元/千瓦時，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)平價上網(wǎng)；2030年實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)。根據(jù)彭博新能源金融和中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)的預(yù)測，儲能成本到2020年降至1500~1800元/千瓦時，2030年降至700~1000元/千瓦時。選擇近中期儲能典型應(yīng)用場景和中東部工商業(yè)用戶電價進(jìn)行測算，在“低充高放”應(yīng)用場景下，2018年之后儲能系統(tǒng)度電凈收益大于零，但仍小于光伏系統(tǒng)度電凈收益，電力用戶安裝儲能可初步盈利，但盈利水平不如安裝光伏；在“光儲混合”應(yīng)用場景下，2025年之后光儲系統(tǒng)度電凈收益大于僅安裝光伏系統(tǒng)的度電凈收益，分布式光伏業(yè)主安裝儲能可盈利。我國居民電價用戶安裝光儲在近中期還不具備經(jīng)濟(jì)性。
總之，在目前儲能成本還相對較高的情況下，一般居民用戶，如果用電方式和習(xí)慣保持不變的情況下，想要做到利用“光伏+儲能”完全脫離電網(wǎng)，就必須花費(fèi)高昂的成本安裝大量儲能設(shè)備。就像一杯水倒進(jìn)水盆中會引起很大波動，而倒進(jìn)大海中不會產(chǎn)生任何影響一樣，相比于自己安裝儲能進(jìn)行調(diào)節(jié)，大電網(wǎng)擁有容量龐大的穩(wěn)定電源接入和考慮足夠安全裕度的電力設(shè)施，實(shí)時保持電力電量平衡，更像是一個公用的“超級大電池”，能夠承受千家萬戶的負(fù)荷波動，提供可靠、優(yōu)質(zhì)且相對廉價的電能。
光儲在我國發(fā)展前景又如何？筆者研究團(tuán)隊也做過粗略分析。根據(jù)國家能源局、中國光伏行業(yè)協(xié)會等預(yù)測，2020年中東部地區(qū)分布式光伏發(fā)電成本將比2015年下降30%，多數(shù)可低于0.8元/千瓦時，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)平價上網(wǎng)；2030年實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)。根據(jù)彭博新能源金融和中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)的預(yù)測，儲能成本到2020年降至1500~1800元/千瓦時，2030年降至700~1000元/千瓦時。選擇近中期儲能典型應(yīng)用場景和中東部工商業(yè)用戶電價進(jìn)行測算，在“低充高放”應(yīng)用場景下，2018年之后儲能系統(tǒng)度電凈收益大于零，但仍小于光伏系統(tǒng)度電凈收益，電力用戶安裝儲能可初步盈利，但盈利水平不如安裝光伏；在“光儲混合”應(yīng)用場景下，2025年之后光儲系統(tǒng)度電凈收益大于僅安裝光伏系統(tǒng)的度電凈收益，分布式光伏業(yè)主安裝儲能可盈利。我國居民電價用戶安裝光儲在近中期還不具備經(jīng)濟(jì)性。
總之，在目前儲能成本還相對較高的情況下，一般居民用戶，如果用電方式和習(xí)慣保持不變的情況下，想要做到利用“光伏+儲能”完全脫離電網(wǎng)，就必須花費(fèi)高昂的成本安裝大量儲能設(shè)備。就像一杯水倒進(jìn)水盆中會引起很大波動，而倒進(jìn)大海中不會產(chǎn)生任何影響一樣，相比于自己安裝儲能進(jìn)行調(diào)節(jié)，大電網(wǎng)擁有容量龐大的穩(wěn)定電源接入和考慮足夠安全裕度的電力設(shè)施，實(shí)時保持電力電量平衡，更像是一個公用的“超級大電池”，能夠承受千家萬戶的負(fù)荷波動，提供可靠、優(yōu)質(zhì)且相對廉價的電能。
作者： 來源：國家電網(wǎng) 責(zé)任編輯：wutongyufg
太陽能發(fā)電網(wǎng)|m.baolechen.com 版權(quán)所有