編者按：
隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速，儲(chǔ)能技術(shù)成為連接可再生能源發(fā)展與電網(wǎng)現(xiàn)代化的關(guān)鍵紐帶。近年來，中國儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模迅速擴(kuò)大，已成為全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要力量。
但新型儲(chǔ)能在蓬勃發(fā)展的進(jìn)程中，涌現(xiàn)出很多問題。從產(chǎn)業(yè)角度來看，新型儲(chǔ)能技術(shù)如何助力地方產(chǎn)業(yè)提升國際競(jìng)爭(zhēng)力？?jī)?chǔ)能電池企業(yè)又如何應(yīng)對(duì)國際合規(guī)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)？電力系統(tǒng)方面，新型儲(chǔ)能如何助力電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型？新型儲(chǔ)能如何更好成為未來新型電力系統(tǒng)的壓艙石？
為了探討這些與新型儲(chǔ)能發(fā)展有關(guān)的問題，界面新聞工業(yè)組與綠色和平地方氣候行動(dòng)力項(xiàng)目組合作欄目，特邀請(qǐng)行業(yè)核心專家和學(xué)者撰稿，深入探討儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來方向。
文 | 國網(wǎng)能源研究院 李娜娜
2024年迎峰度夏期間，國內(nèi)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目集中上線。據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，6月國內(nèi)新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模達(dá)5.4 GW/11.77 GWh，創(chuàng)2024年以來新高。
7月15日，江蘇電力公司開展國內(nèi)規(guī)模最大的省級(jí)電網(wǎng)新型儲(chǔ)能集中調(diào)用，全省新型儲(chǔ)能可提供約500萬千瓦頂峰能力，將為迎峰度夏電力保供提供重要支撐。
此外，隨著最大峰谷價(jià)差的逐步增大，新型儲(chǔ)能在迎峰度夏期間發(fā)揮的作用越來越大。
作為可在用電低谷充電促進(jìn)新能源消納，在用電高峰放電發(fā)揮頂峰調(diào)節(jié)作用的新型儲(chǔ)能，近兩年在政策利好和驅(qū)動(dòng)下呈快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。
但新型儲(chǔ)能項(xiàng)目實(shí)際利用率仍然與快速發(fā)展態(tài)勢(shì)不成正比，破局新型儲(chǔ)能發(fā)展由政策驅(qū)動(dòng)快車道向市場(chǎng)主驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換，仍需要在市場(chǎng)機(jī)制與商業(yè)模式、技術(shù)攻關(guān)、安全性等方面下功夫。
行業(yè)蓬勃發(fā)展
在國家和地方政策驅(qū)動(dòng)下，中國新型儲(chǔ)能行業(yè)蓬勃發(fā)展，進(jìn)入快速發(fā)展通道，裝機(jī)規(guī)模連續(xù)兩年位居全球榜首。截至2023年底，全國新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3139萬千瓦，年度新增2260萬千瓦，較2022年底增長超過260%。今年一季度末，全國新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到3530萬千瓦，一季度新增近400萬千瓦，較2023年一季度末增長超過210%。
新型儲(chǔ)能電站逐步呈現(xiàn)集中式、大型化、長時(shí)化趨勢(shì)。
截至2024年一季度末，不足1萬千瓦的項(xiàng)目裝機(jī)占全部裝機(jī)6.7%，1-10萬千瓦的項(xiàng)目裝機(jī)占比38.5%，10萬千瓦以上的項(xiàng)目裝機(jī)占比54.8%。全國新型儲(chǔ)能項(xiàng)目平均儲(chǔ)能時(shí)長2.2小時(shí)，儲(chǔ)能時(shí)長不足2小時(shí)的項(xiàng)目裝機(jī)占全部裝機(jī)12.9%，2-4小時(shí)的項(xiàng)目裝機(jī)占比74.6%，4小時(shí)以上的項(xiàng)目裝機(jī)占比12.5%。
中國新型儲(chǔ)能技術(shù)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)，各類技術(shù)路線的儲(chǔ)能功率、時(shí)長、響應(yīng)速度等特性各不相同，均存在各自的應(yīng)用場(chǎng)景。
截至2023年底，全國已投運(yùn)鋰離子電池儲(chǔ)能占比97.4%，鉛炭電池儲(chǔ)能占比0.5%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比0.5%，液流電池儲(chǔ)能占比0.4%，其他新型儲(chǔ)能技術(shù)占比1.2%。鋰離子電池儲(chǔ)能作為市場(chǎng)主體和增量主體，電池電芯正向300Ah+、500Ah+更大容量跨越、更長壽命、更高安全方面邁進(jìn)。
其他新型儲(chǔ)能技術(shù)也在快速發(fā)展，300MW等級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能主機(jī)設(shè)備、全國產(chǎn)化液流電池隔膜、單體MW級(jí)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)相繼取得突破，鈉電儲(chǔ)能已初具規(guī)?；芰?，目前我國已建成首個(gè)十兆瓦時(shí)的鈉離子儲(chǔ)能電站。
仍面臨諸多問題
當(dāng)前，儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃亟待統(tǒng)籌，新型儲(chǔ)能開發(fā)建設(shè)與系統(tǒng)需求缺乏匹配。
目前各省對(duì)于新型儲(chǔ)能的規(guī)劃主要停留在總體規(guī)模階段，且新型儲(chǔ)能開發(fā)建設(shè)多為保障新能源利用率為目標(biāo)進(jìn)行推動(dòng)，相關(guān)省份出臺(tái)2.5%-20%、時(shí)長為1-4小時(shí)新能源裝機(jī)配比的配儲(chǔ)政策，但不同地區(qū)資源稟賦、新能源規(guī)模、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、用電負(fù)荷特性差異顯著，解決電力保供、棄風(fēng)棄光等問題對(duì)新型儲(chǔ)能的需求也存在較大差異，缺乏將新型儲(chǔ)能作為不同時(shí)間尺度的調(diào)節(jié)資源評(píng)估其規(guī)劃配置規(guī)模、布局和時(shí)序。隨著新能源大規(guī)?？焖侔l(fā)展，儲(chǔ)能與新能源、新型儲(chǔ)能與其他靈活調(diào)節(jié)資源缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、獨(dú)立儲(chǔ)能建設(shè)布局缺乏科學(xué)引導(dǎo)、儲(chǔ)能發(fā)展運(yùn)用策略不清晰等問題日趨顯現(xiàn)。
受資本刺激大量企業(yè)盲目跨界儲(chǔ)能行業(yè)，低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)和結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩問題逐漸凸顯。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年全年新注冊(cè)儲(chǔ)能相關(guān)企業(yè)超7萬家，儲(chǔ)能電池年產(chǎn)能已超200 GWh，整體產(chǎn)能利用率從2022年的87%下降到2023年上半年的不足50%。儲(chǔ)能電芯和儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格也大幅下降，2023年2小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)平均報(bào)價(jià)下降44%，4小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)平均報(bào)價(jià)下降47%。
此外，由于當(dāng)前國內(nèi)針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系仍不完善，不少廠在生產(chǎn)過程中為追求低價(jià)丟掉質(zhì)量控制和安全設(shè)計(jì)，埋下安全隱患。未來隨著儲(chǔ)能電站調(diào)用頻次的增加，引出的質(zhì)量暗雷將可能集中爆出，損壞行業(yè)健康發(fā)展。
市場(chǎng)和價(jià)格政策機(jī)制尚不完善，影響新型儲(chǔ)能高效利用和投資回報(bào)。
市場(chǎng)化是推進(jìn)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必由之路，歐美電力市場(chǎng)相對(duì)成熟，新型儲(chǔ)能可通過電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、容量市場(chǎng)等多渠道獲益，項(xiàng)目一般可獲得較高收益率。政策驅(qū)動(dòng)我國新型儲(chǔ)能快速發(fā)展，但部分電站利用情況不及預(yù)期，主要受市場(chǎng)機(jī)制不健全、價(jià)格政策不完善等因素影響。
電源側(cè)儲(chǔ)能在國內(nèi)新能源尚未大規(guī)模進(jìn)入電力市場(chǎng)情況下，只能通過減少棄電和考核費(fèi)用回收成本，基本無法盈利。
電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能已準(zhǔn)許參與現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場(chǎng)，但仍存在市場(chǎng)規(guī)則不完善，現(xiàn)貨價(jià)差較小，輔助服務(wù)品種單一、交易頻次低、規(guī)則頻繁變動(dòng)、多市場(chǎng)收益無法兼得等問題。
今年2月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于建立健全電力輔助服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制的通知》，明確了調(diào)峰、調(diào)頻備用等輔助服務(wù)價(jià)格的上限，將進(jìn)一步影響儲(chǔ)能未來收益格局。山東獨(dú)立儲(chǔ)能收益構(gòu)成為“現(xiàn)貨價(jià)差+容量租賃+容量補(bǔ)償”，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目調(diào)研，獨(dú)立儲(chǔ)能以租賃收益為主，租賃費(fèi)用和租賃年限不穩(wěn)定，現(xiàn)貨交易均價(jià)和峰谷價(jià)差呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，現(xiàn)貨交易尚難以成為獨(dú)立儲(chǔ)能主要收益來源。
廣東獨(dú)立儲(chǔ)能收益構(gòu)成為“現(xiàn)貨價(jià)差+輔助服務(wù)市場(chǎng)+容量租賃”，考慮廣東電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力相對(duì)充裕，獨(dú)立儲(chǔ)能面臨現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)差較小，輔助服務(wù)市場(chǎng)資金規(guī)模有限，容量租賃收益不穩(wěn)定等問題。
電網(wǎng)功能替代性儲(chǔ)能方面，雖然國家政策已提出將其成本收益納入輸配電價(jià)，但尚未出臺(tái)可操作的政策文件，未明確認(rèn)定程序、核價(jià)方式及參數(shù)等細(xì)則。
用戶側(cè)儲(chǔ)能主要通過“低充高放”減少電量電費(fèi)和月度需量電費(fèi)獲利。近兩年各省分時(shí)電價(jià)不斷拉大，推動(dòng)了用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展，但受用電曲線特性、峰谷價(jià)差、安全性需求、場(chǎng)地需求、收入來源單一等因素影響，國內(nèi)用戶側(cè)儲(chǔ)能滲透率遠(yuǎn)低于歐美國家。
此外，現(xiàn)貨市場(chǎng)交易價(jià)格已開始影響分時(shí)電價(jià)政策調(diào)整，以甘肅為例，6月最新分時(shí)電價(jià)政策將午間調(diào)整為低谷時(shí)段，充分反映了現(xiàn)貨市場(chǎng)的峰谷形態(tài)，這意味著未來用戶側(cè)儲(chǔ)能收益不確定性將進(jìn)一步增加。
儲(chǔ)能投資回報(bào)的不確定性，一方面將影響企業(yè)投資積極性，另一方面也會(huì)影響儲(chǔ)能發(fā)揮其促進(jìn)新能源消納和對(duì)電力系統(tǒng)支撐與調(diào)節(jié)的作用。
儲(chǔ)能電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，安全管理仍不規(guī)范。
電池及儲(chǔ)能系統(tǒng)本征安全問題尚未根本解決，安全問題是影響新型儲(chǔ)能發(fā)展的主要因素之一。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，儲(chǔ)能電站并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求偏低，《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T 36547）關(guān)于動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性、故障穿越能力等指標(biāo)低于電網(wǎng)運(yùn)行要求，儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)沒有形成有效的安全和并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，且對(duì)并網(wǎng)前儲(chǔ)能電站系統(tǒng)級(jí)別安全可靠性測(cè)試和驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善；標(biāo)準(zhǔn)體系缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，國家和地方標(biāo)準(zhǔn)之間可能交叉重復(fù)、缺乏兼容甚至存在矛盾，導(dǎo)致執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)過程中易發(fā)生政策“沖突”。
安全管理方面，各地對(duì)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目備案、安全評(píng)估、施工建設(shè)、消防設(shè)計(jì)、消防驗(yàn)收等要求不統(tǒng)一、不明確，工程消防驗(yàn)收的責(zé)任主體和管理程序尚不清晰，應(yīng)急處置能力不足。
此外，隨著電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，出現(xiàn)“劣幣驅(qū)逐良幣”現(xiàn)象，市場(chǎng)化檢測(cè)不專業(yè)、不嚴(yán)格、不規(guī)范，導(dǎo)致儲(chǔ)能電池質(zhì)量參差不齊，存在以次充好、非專業(yè)集成、未全面測(cè)試等問題突出。
高安全性、長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)亟待快速突破。
面對(duì)高比例新能源接入帶來的系統(tǒng)安全問題和靈活性需求，以及高溫、寒潮等極端天氣，大容量、長周期、高安全可靠性的儲(chǔ)能技術(shù)將發(fā)揮重要作用。英國、美國等國已通過財(cái)政撥款加大長時(shí)儲(chǔ)能開發(fā)力度，多國已開展十到數(shù)十小時(shí)的液流電池、壓縮空氣、儲(chǔ)熱等長時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目示范應(yīng)用。中國在長時(shí)儲(chǔ)能方面也在積極推進(jìn)，但在政策支持和技術(shù)突破方面仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。
如何才能高質(zhì)量發(fā)展？
實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能的高質(zhì)量發(fā)展，仍需要政府、企業(yè)、學(xué)界、社會(huì)等多方協(xié)同發(fā)力，重點(diǎn)從規(guī)劃建設(shè)、安全管理、政策機(jī)制、技術(shù)攻關(guān)、示范應(yīng)用等方面共同推進(jìn)。
需加強(qiáng)新型儲(chǔ)能統(tǒng)籌規(guī)劃。
與煤電靈活性改造、抽水蓄能、需求側(cè)響應(yīng)等調(diào)節(jié)資源相比，新型儲(chǔ)能具有建設(shè)周期短、布局靈活、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，可在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、備用、黑啟動(dòng)、慣量響應(yīng)等多種功能，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。規(guī)劃應(yīng)堅(jiān)持需求導(dǎo)向，科學(xué)制定新型儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)模、布局和建設(shè)時(shí)序。
在電源側(cè)，以產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)新型儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展，根據(jù)各地區(qū)新能源發(fā)展規(guī)模、調(diào)節(jié)資源等實(shí)際情況，因地制宜確定合理的配置比例，確保滿足系統(tǒng)調(diào)節(jié)需要。
在電網(wǎng)側(cè)，在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行需求優(yōu)化布局電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，鼓勵(lì)建設(shè)獨(dú)立儲(chǔ)能，更好發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻等多種調(diào)節(jié)功能，提升儲(chǔ)能運(yùn)行效益。在偏遠(yuǎn)地區(qū)和輸變電站址資源緊張地區(qū)，合理建設(shè)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，適度替代輸變電設(shè)施。
在用戶側(cè)，鼓勵(lì)用戶配備一定比例儲(chǔ)能設(shè)施，參與削峰填谷實(shí)現(xiàn)盈利，優(yōu)化用電特性，提高系統(tǒng)效率。
建議完善市場(chǎng)機(jī)制和政策支持保障。
在市場(chǎng)機(jī)制方面，逐步擴(kuò)大新能源參與市場(chǎng)交易比例，通過市場(chǎng)化的方式，提升配建儲(chǔ)能利用率和場(chǎng)站收益水平；進(jìn)一步完善現(xiàn)貨市場(chǎng)規(guī)則，推動(dòng)儲(chǔ)能逐步采用“報(bào)量報(bào)價(jià)”方式參與市場(chǎng)，適當(dāng)放寬市場(chǎng)限價(jià)區(qū)間，通過現(xiàn)貨市場(chǎng)發(fā)揮儲(chǔ)能調(diào)峰、頂峰等價(jià)值，拓寬儲(chǔ)能盈利空間。推廣有償一次調(diào)頻，引入慣量、爬坡、備用等新交易品種，做好調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)市場(chǎng)與現(xiàn)貨市場(chǎng)的銜接，具備條件時(shí)與現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)融合或聯(lián)合出清，促進(jìn)新型儲(chǔ)能一體多用、分時(shí)復(fù)用，充分發(fā)揮各類調(diào)節(jié)資源技術(shù)優(yōu)勢(shì)，降低系統(tǒng)整體調(diào)節(jié)成本，提高儲(chǔ)能電站收益。
在價(jià)格政策方面，綜合考慮系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求和終端電價(jià)承受能力，健全儲(chǔ)能“電量＋容量”價(jià)格的形成機(jī)制。出臺(tái)電網(wǎng)側(cè)替代性儲(chǔ)能納入輸配電價(jià)核價(jià)范圍的實(shí)施細(xì)則，明確認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)定程序。動(dòng)態(tài)完善分時(shí)電價(jià)政策，建立尖峰電價(jià)機(jī)制，進(jìn)一步拉大峰谷價(jià)差，激發(fā)電力保供用戶和大工業(yè)用戶等配置儲(chǔ)能的積極性，大力促進(jìn)用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展。建立與現(xiàn)貨市場(chǎng)相銜接的需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制，拓寬用戶側(cè)儲(chǔ)能的收益渠道。
建議強(qiáng)化新型儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和安全管理。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，推進(jìn)重點(diǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制與實(shí)施，重點(diǎn)推進(jìn)安全、質(zhì)量與環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)的研制。深入開展安全質(zhì)量檢測(cè)和認(rèn)證，研究和建立鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性檢測(cè)和認(rèn)證制度，培育建設(shè)一批儲(chǔ)能綜合檢測(cè)平臺(tái)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)。
此外，強(qiáng)化項(xiàng)目生命周期管理，加快實(shí)現(xiàn)全流程、全要素的精細(xì)化、系統(tǒng)化管理、構(gòu)建儲(chǔ)能項(xiàng)目全生命周期管理體系，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行和環(huán)?；厥赵偕?。加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管，規(guī)范各環(huán)節(jié)利益主體行為，凈化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)秩序，避免市場(chǎng)失靈。
安全管理方面，從儲(chǔ)能生產(chǎn)集成、建設(shè)投運(yùn)、運(yùn)行維護(hù)等全環(huán)節(jié)，加強(qiáng)安全監(jiān)督管理。建立儲(chǔ)能產(chǎn)品質(zhì)量管理體系，從源頭防范安全風(fēng)險(xiǎn)。完善儲(chǔ)能安全管理規(guī)定，壓實(shí)各方安全責(zé)任，加強(qiáng)消防安全管理。推動(dòng)完善儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化儲(chǔ)能涉網(wǎng)性能要求。規(guī)范儲(chǔ)能梯次利用，建立動(dòng)力電池梯次利用全過程監(jiān)管體系。
應(yīng)加快新型儲(chǔ)能核心技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)。
面向行業(yè)內(nèi)卷，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，擴(kuò)大電池單體容量、提高系統(tǒng)能量密度、延長電池壽命周期，持續(xù)改善用戶應(yīng)用體驗(yàn)；加強(qiáng)儲(chǔ)能全壽命周期的數(shù)字化、智能化管理，組織開展儲(chǔ)能安全防護(hù)等技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新儲(chǔ)能商業(yè)模式和政策機(jī)制。面向新型電力系統(tǒng)需求，進(jìn)一步推動(dòng)儲(chǔ)能多元化技術(shù)開發(fā)，重點(diǎn)推動(dòng)大容量、長周期、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備研發(fā)和系統(tǒng)集成，以及儲(chǔ)能安全防護(hù)等領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)。