文|赶碳号

真话有时往往并不动听。

但不管怎样，兼听则明，哪怕再激进的观点，只要有可取之处，只要对我国新能源产业发展有所裨益，都不妨多看看。

在不久前举行的第七届中国光伏产业论坛上，中国可再生能源学会综合系统专委会主任许洪华语惊四座。总结下来，有三条：

一、光伏+储能并不是最佳的具备经济性的解决方案；

二、建议取消强配储能，同时取消弃风、弃光率不得超过5%的硬性规定；

三、卡诺电池，是一种远比抽水蓄能还要便宜的储能方式。

01、许洪华算了一笔能源大账

许洪华认为：“光伏+储能并不是最佳的具备经济性的解决方案。虽然技术上都可行，但经济性上差异巨大。一旦路线选择错误，将造成极大的浪费，并且可能让中国丧失未来发展机遇。”

许洪华指出：“煤电在相当长时间还是保证能源安全的压舱石，煤电机组存量资产约4万亿，新能源增长及技术进步还需要时间。”

之所以产生上述观点，许洪华给出如理由：

一是我国能源中短期以煤炭为主不会改变，到2030年累计新增消费约为350亿吨煤，能源消费中占比约为45%，2060年累计新增消费约950亿吨，中短期内煤炭还无法替代；

二是我国油气供应安全形势依然严峻，对外依存度分别达到73%和45%，煤制油气起到了油气应急保障的作用；

三是可再生能源大规模发展和并网消纳、技术进步，依然需要时间。

针对我国储能的发展方向，许洪华的观点更为大胆。

他说，在新能源消纳方面，如果上述煤电资产弃而不用，将会造成巨大的浪费，而现有的光伏+电化学储能的方式，不是最佳的具备经济性的解决方案。这主要是因为，电化学储能所需锂矿资源，存在严重的瓶颈限制。

新能源的消纳与并网已经成为制约我国新能源装机的重要因素，因此才有强配储能的硬性规定出台。

基于现有煤电资产，许洪华帮我国未来风电和光伏装机的增长空间，算了一笔大账：

一、对现有煤电机组进行灵活性改造，可以实现30%到100%的功率调节。这部分增大的系统灵活性能，大约可以支撑风电光伏新增装机12亿千瓦（1200GW）以上；

二、如果采取煤电+储热技术方案，则可以实现100%的调节能力，能够支持风光新增装机30亿千瓦（3000GW）以上；

三、如果将煤电机组全部改造为可再生能源代替煤炭的卡诺电池，其功率调节能力可以在-100%到100%之间，能支持风光新增装机高达60亿千瓦（6000GW）以上。”

以上这些，无论是电化学储能，还是抽水蓄能，可能都无法做到。而卡诺电池的储能成本，比抽水蓄能还要便宜一半。

许洪华建议，不仅要取消强配储能，他甚至认为，弃风率、弃光率要控制在5%以下的硬性规定可以取消。因为，光伏发电随着各项综合成本下降，已经变得足够便宜，有的地方度电成本也就一毛钱，即使弃掉一半，度电成本才不过两毛钱。

02、许洪华其人

看到许洪华关于煤炭油气的观点，不了解情况的人或许会认为其在为传统化石能源代言。其实恰恰相关，许洪华是我国新能源领域的代表性专家之一。

在过去三十多年里，一直活跃在可再生能源领域，成绩卓著。在某度上，许专家的简历还停留在其在中科院工作时的状态。

许洪华1988年毕业于天津大学电力系统及其自动化系，之后进入中国科学院电工研究所专门从事可再生能源发电系统及其关键设备研究，担任过国家能源专家咨询委员会委员、中国可再生能源学会副理事长、国家“十一五”863重点项目“MW级并网光伏电站系统”总体专家组组长、国家“十五”863能源领域后续能源主题专家、中国风能协会副主任委员、全国风力机械标准化委员会副主任委员、中国农村能源行业协会小型电源专业委员会副主任等职。

许洪华负责完成国家课题10余项、可再生能源领域咨询报告数十篇。负责完成科技部“十五”后续能源技术发展战略研究课题；参与科技部和发改委太阳能技术和风力发电技术“十一五”及中长期发展计划制定。

但是，他不光是个理论家，更是一个实干派。

他还负责设计完成了当时国内最大的1MW深圳园博园太阳并网光伏电站和国内最大的义乌小商品城三期1.3MW太阳并网光伏电站；

负责完成了国内第一个和建筑结合的50kWp并网光伏电站；

负责完成国家体育馆100kW并网光伏电站系统；

负责完成我国第1座100kW西藏荒漠集中高压并网光伏电站；

在国内率先研制完成150kWp太阳光伏电站高压并网控制逆变器，完成三种光伏跟踪系统；

负责完成上百座独立运行风/光、风/柴、光伏、风电系统的交钥匙工程，等等。

对于新能源和化石能源的态度，一个鲜明的佐证就是，当他在这次论坛上当众被问及，何为新能源发展的阻力时，他脱口而出——是传统能源。

这就是个性直率的许洪华。

03、冷门却有很大未来的卡诺电池

卡诺电池原理；来源：德国航空航天中心（DLR）

最氢储对许洪华提到的卡诺电池，充满了深深的好奇。先做个科普。

卡诺电池是一种将电能存在储热装置的储能技术。此系统将电能转成热存在热储能装置中，在需要用电时，储存的热能可经由转换产生电能。

此名称中的“卡诺”是来自热力学卡诺定理，其解释了热能转成机械能的最大效率。而“电池”代表此技术是用来存放电能。

据德国宇航中心（DLR）丁文进研究员介绍，“卡诺”电池是一种低成本、不受地域限制（相对于目前常见的抽水蓄能）、且能够储存GWh电量的储能技术。

此概念在约100年前的专利中出现过，但并没有实际应用。直到近几年因为再生能源使用的增加，才受到更多关注。德国航空太空中心以及斯图加特大学在2014年开始研究将电能存在高温热储能装置的概念。在2018年的汉诺瓦工业博览会，卡诺电池这个概念第一次被正式使用。然而，卡诺电池的概念包含了其它已经发展多年的技术，例如：热泵储能和液态空气储能。

卡诺电池可分成三个部分：电转热、热储存、以及热转电。

电转热有许多方法。例如：电阻加热、热泵、或是其它热力学或热化学反应。

热储能的技术会依据温度和应用而有所不同。常见的储存材料有：热水、熔盐、岩石、液态空气等。

热转电可以透过：热机、蒸汽涡轮机、燃气涡轮机等。

今年全国两会期间，包括刘汉元在内的多位来自新能源领域的代表、委员建议，我国新能源发展，要多学习借鉴电网设施相对老旧、但新能源消纳却非常成功的德国的经验。

事实上，德国在三年前就着手对该国的煤电进行调整，即便遭遇到能源危机，这项工作也没有停止。

卡诺电池实验室；来源：德国航空航天中心（DLR）

2020年1月16日，德国政府明确表示将在2030-2040年中后期关闭德国所有燃煤电厂。当时，德国三分之一以上的电力来自燃煤发电。为不颠覆火力发电行业的技术，可以保留目前火电站大部分设备和资产，还不会给国家和能源公司造成大量人员短时间失业的社会问题，德国宇航中心（DLR）提出了“卡诺”电池技术。

诺贝尔物理学奖获得者、储能领域国际知名专家、斯坦福大学的罗伯特·拉夫林（Robert Laughlin）教授认为，电力-热能-电力存储系统（称为卡诺电池）将成为在碳中和能源系统中存储大量能量的关键技术。

去年底，德国航空航天中心(DLR)领导的科研团队成功建造并测试了以硝酸盐为储存介质的卡诺电池。目前，熔盐卡诺电池的储电设备成本约在300元每千瓦时，储电效率高达70%，热电联供储能效率在95%以上，而且未来还有较大降本空间。另外，熔盐卡诺电池的储能充放次数超过10000次，使用年限高达30-50年。

因为德国的带动，全球范围内已经渐渐掀起一股卡诺电池热。

最近，捷克技术大学节能建筑大学中心与热泵马赫公司合作，成功完成了通过卡诺电池中石尘中储存的热量来储存电力的概念的测试。

另外，智利也在考虑将30座燃煤电厂改装成“卡诺”电池，并开始与德国展开合作。智利决定，所有燃煤电厂将在2040年之前停止运营。

“我们的想法是用熔盐池取代化石燃料锅炉，”智利德国国际合作机构（GIZ）可再生能源和能源效率项目顾问罗德里戈·巴斯克斯说。盐在高达565°C的温度下熔化，然后用于产生蒸汽，移动涡轮机并产生能量。

“卡诺”电池基本概念的非常简化的示意图

根据德国国际合作机构（GIZ）和德国航空航天局（German Aerospace Agency）去年向智利政府提交的一份报告，该报告模拟了智利安装的真实工厂的改造，重新改造的热电厂的发电成本将在每兆瓦时（MWh）80美元至100美元之间。尽管这超过了传统燃煤电厂（成本在每兆瓦时63美元至76美元之间）和燃气电厂（每兆瓦时65美元至91美元）的发电量，但开始现场测试仍然是可行的。最氢储用美元对人民币汇率做了个简单测算，相当于智利的煤电上网电价每度电在0.43-0.52元之间，而采用煤电改造后的卡诺电池储能相当于0.55-0.69元之间。

后记

去年11月，中电联发布了对我国新能源配储能的调研报告。

截至2021年底，全国储能装机规模达到4266万千瓦，其中新型储能装机626.8万千瓦，同比增长56.4%；新型储能中90%为电化学储能。

另外，截至2021年底，电源侧、用户侧、电网侧储能装机占比分别为49.7%、27.4%和22.9%，电源侧储能接近装机的一半。

随后，报告指出新能源配储能存在的严重问题：

主要是新能源配储能利用率低。

电化学储能项目平均等效利用系数为12.2%，新能源配储系数仅为6.1%。新能源配储至多弃电期间一天一充一放运行，个别项目存在仅部分储能单元被调用、甚至基本不调用的情况。

另外，在高成本压力下，部分项目选择了性能较差、投资成本较低的储能产品，增加了安全隐患。据统计，2022年1～8月，全国电化学储能项目非计划停机达到329次。电化学储能的安全标准、管理规范有待进一步提升。

最氢储欣喜地看到，国家能源局有关部门已经关注到相关问题。

上个月，由国家能源局牵头的《新能源基地跨省区送电配置新型储能规划技术导则》（征求意见稿）发布，要求新能源基地送电配置新型储能的容量应该以需求为导向，充分考虑通道送电曲线及输电电价竞争力约束，通过多方案比选优化配置方案。