中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隆冬將至，電荒席卷歐美。歐洲電價(jià)上漲，美國14州拉閘斷電。新能源大國對(duì)于儲(chǔ)備能源的呼聲越來越高。隨著世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛加碼布局儲(chǔ)能，我國的儲(chǔ)能技術(shù)開始加速推進(jìn)，儲(chǔ)能行業(yè)正在迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。中國的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展速度很快。據(jù)伍德麥肯茲預(yù)測，到2024年，中國儲(chǔ)能部署基數(shù)將增加25倍，將成為亞太地區(qū)最大的儲(chǔ)能市場。
最近，國內(nèi)多地出現(xiàn)了不同程度的電力緊張，這背后凸顯了電力系統(tǒng)一個(gè)短板——儲(chǔ)能技術(shù)。
儲(chǔ)能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來而在需要的時(shí)候再釋放的過程，既可以提高能源利用效率，也可以擴(kuò)大新型可再生能源的實(shí)際應(yīng)用。簡單來說，儲(chǔ)能主要是給電力能源建立庫存，以備急用。
現(xiàn)代社會(huì)高度依賴電力儲(chǔ)能，包括電力系統(tǒng)、通信基站、數(shù)據(jù)中心、UPS、軌道交通、人工/機(jī)器智能、工業(yè)應(yīng)用、軍事應(yīng)用、航空航天等諸多領(lǐng)域均離不開儲(chǔ)能。尤其是針對(duì)電力系統(tǒng)而言，如果沒有發(fā)達(dá)的儲(chǔ)能技術(shù)，那就意味著龐大的電力沒有“庫存”。
今年7月份，國家發(fā)展改革委下發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《意見》），明確提出到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上。新型儲(chǔ)能在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰、碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。30GW以上，意味著目前裝機(jī)規(guī)模的近10倍。顯然，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的季節(jié)就要來到了。
調(diào)整能源結(jié)構(gòu)
政策驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能增長，并不是為了增加電力庫存。儲(chǔ)能還可以起到一個(gè)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的作用。
2020年，我國發(fā)電裝機(jī)容量是22億kW。其中，火電占比56.58%，為12.45億kW。風(fēng)光占比24.31%，為5.35億kW。其余的19.11%，是水電核電等。
實(shí)現(xiàn)碳中和，必須減排。這意味著火電規(guī)模需要收縮，而水電受限于自然條件，核電受限于安全問題，兩者均難成為新能源主力。
剩下的選擇就只有風(fēng)光發(fā)電了。應(yīng)市場需求召喚，風(fēng)光發(fā)電正在激增。僅2020年，風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)就增長了近1.2億kW。
按照這個(gè)速度，不難推測，2030年的風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)，遠(yuǎn)不止12億kW。但是有時(shí)電力不夠穩(wěn)定，容易造成發(fā)電與用電負(fù)荷的不匹配。儲(chǔ)能的重要性不言而喻。積極發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)，既可以實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的削峰填谷，又可以提高發(fā)電的穩(wěn)定性，還可以減少棄風(fēng)棄光率。
風(fēng)光發(fā)電發(fā)展的前提必須要有儲(chǔ)能技術(shù)支持。從這個(gè)角度來看，儲(chǔ)能不僅能增加電力“庫存”，還是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和保障新能源增長這盤大棋中，必不可少的一步。
《意見》還進(jìn)一步明確，到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場化發(fā)展。新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備自主可控，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列，標(biāo)準(zhǔn)體系、市場機(jī)制、商業(yè)模式成熟健全，與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展，裝機(jī)規(guī)?；緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲(chǔ)能成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一。在碳中和背景下，儲(chǔ)能的戰(zhàn)略地位，驟然升高。
新型儲(chǔ)能技術(shù)
大多剛剛萌芽
有新型儲(chǔ)能，就有傳統(tǒng)儲(chǔ)能。當(dāng)前，儲(chǔ)能技術(shù)主要有四個(gè)方向：抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。
抽水儲(chǔ)能，就是把水抽到高處，需要時(shí)再水力發(fā)電。抽水儲(chǔ)能占據(jù)整個(gè)市場90%以上份額，雖然占主導(dǎo)地位，但是抽水儲(chǔ)能缺點(diǎn)也很明顯，比如儲(chǔ)能過程中機(jī)械損耗較大，電站效率60%-75%，且建設(shè)周期長，較強(qiáng)地依賴地理?xiàng)l件。這種儲(chǔ)能方式是傳統(tǒng)儲(chǔ)能的代表，容量大，但是應(yīng)用場景受限，因此增長幾乎陷于停滯。
壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能能量、功率比較小，前者尚在項(xiàng)目探索之中，后者在國網(wǎng)和南網(wǎng)有小規(guī)模應(yīng)用。
電化學(xué)儲(chǔ)能，也就是以鋰電池為代表的各種電池技術(shù)，其應(yīng)用場景最廣泛，被認(rèn)為是未來儲(chǔ)能技術(shù)的主流，行業(yè)預(yù)測將來會(huì)占到全部儲(chǔ)能的90%以上。
當(dāng)然，儲(chǔ)能的方式還有其他類型。除了上述抽水、電化學(xué)、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能這四大類，還有電感儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、光熱儲(chǔ)能，等等。目前能商業(yè)化的，也就是主流的儲(chǔ)能，主要就是兩類：抽水儲(chǔ)能和新型儲(chǔ)能。
《意見》鼓勵(lì)抽水儲(chǔ)能繼續(xù)發(fā)展，更看重新型儲(chǔ)能的發(fā)展。
新型儲(chǔ)能技術(shù)雖然多種多樣，但大多剛剛萌芽，許多還在實(shí)驗(yàn)室探索之中，其中產(chǎn)業(yè)化比較成熟的當(dāng)屬電化學(xué)儲(chǔ)能，即電池儲(chǔ)能，主要包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、鈉硫電池、全礬液流電池等。
電化學(xué)儲(chǔ)能隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的成長得以快速發(fā)展。統(tǒng)計(jì)顯示，2014-2019年，全球電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模從0.89GW迅速上漲至8.2GW，CAGR高達(dá)55.85%。
電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展比較完備。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括電池原材料及生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商等；中游主要為電池、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)以及儲(chǔ)能變流器供應(yīng)商；下游主要為儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商、安裝商以及終端用戶等。
目前，制約電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展的主要是成本偏高的問題。根據(jù)行業(yè)資料顯示，電化學(xué)儲(chǔ)能成本呈每年下降趨勢，根據(jù)BNEF預(yù)測，2020年、2025年、2030年20MW/80MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目系統(tǒng)成本將分別下降至304、203、165美元/kWh。也就是到2030年，儲(chǔ)能成本約為1000元/kWh。
行業(yè)正在迎來
前所未有的發(fā)展機(jī)遇
新型儲(chǔ)能技術(shù)可以改變電力市場，給人類社會(huì)造成深遠(yuǎn)的影響。事實(shí)上，主要經(jīng)濟(jì)體已經(jīng)開始加碼儲(chǔ)能市場，以適應(yīng)電力行業(yè)新的顛覆性改革，從地域來看主要分布在歐洲、美國和亞洲。
歐洲是全球最大的儲(chǔ)能市場。根據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì)，歐洲2020年新增儲(chǔ)能裝機(jī)量1.2GW/1.9GWh，同比增長19%，2020年全球儲(chǔ)能市場新增規(guī)模達(dá)到5.3GW/10.7GWh。受新的頻率響應(yīng)、容量市場和可再生能源同城化機(jī)會(huì)的推動(dòng)，預(yù)計(jì)2021年將實(shí)現(xiàn)70%的增長。
美國想要超越歐洲。按照有關(guān)規(guī)劃，在2021年，美國的儲(chǔ)能項(xiàng)目預(yù)計(jì)將占全球市場的50%，繼2020年之后增長3倍。
不僅如此，美國的視野更加長遠(yuǎn)和完備。
據(jù)媒體報(bào)道，美國能源部（DOE）近日發(fā)起“長時(shí)儲(chǔ)能攻關(guān)”計(jì)劃，將考慮所有類型的儲(chǔ)能技術(shù)，包括電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱、化學(xué)儲(chǔ)能，以及可滿足電網(wǎng)靈活性所需的持續(xù)時(shí)間和成本目標(biāo)的任何儲(chǔ)能技術(shù)組合，以實(shí)現(xiàn)在未來十年內(nèi)，將數(shù)百GW的清潔能源引入電網(wǎng)，同時(shí)將儲(chǔ)能時(shí)間超過10小時(shí)的系統(tǒng)成本砍掉90%。
亞洲儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)主要分布在中國、日本、印度和韓國。日本起步較早。2016年4月，日本政府發(fā)布《能源環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略2050》對(duì)儲(chǔ)能做出部署，提出研究低成本、安全可靠的快速充放電先進(jìn)電池技術(shù)，使其能量密度達(dá)到現(xiàn)有鋰離子電池的7倍，成本降至1/10。同時(shí)，日本政府對(duì)戶用儲(chǔ)能提供補(bǔ)貼，采用激勵(lì)措施鼓勵(lì)住宅采用儲(chǔ)能系統(tǒng)，對(duì)實(shí)施零能耗房屋改造的家庭提供一定補(bǔ)貼。
中國的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展速度很快。據(jù)伍德麥肯茲（Wood Mackenzie）預(yù)測，到2024年，中國儲(chǔ)能部署基數(shù)將增加25倍，儲(chǔ)能功率和儲(chǔ)電量分別達(dá)到12.5GW和32.1GWh，將成為亞太地區(qū)最大的儲(chǔ)能市場。政府在儲(chǔ)能領(lǐng)域的積極政策激勵(lì)是促進(jìn)行業(yè)快速發(fā)展的主要原因，也是儲(chǔ)能部署的主要推動(dòng)力。
印度2022年智能城市規(guī)劃中，將可再生能源的裝機(jī)目標(biāo)增加到175GW。為此，政府發(fā)布光儲(chǔ)計(jì)劃、電動(dòng)汽車發(fā)展目標(biāo)、無電地區(qū)的供電方案等。很多海外電池廠商在印度建廠，印度希望不斷提升電池制造能力，陸續(xù)啟動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)在電動(dòng)汽車、柴油替代、可再生能源并網(wǎng)、無電地區(qū)供電等領(lǐng)域的應(yīng)用。
韓國持續(xù)推動(dòng)儲(chǔ)能在大規(guī)模可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用，政府主要通過激勵(lì)措施，例如為商業(yè)和工業(yè)用戶提供電費(fèi)折扣優(yōu)惠等方式，支持儲(chǔ)能系統(tǒng)部署。
隆冬將至，電荒席卷歐美。歐洲電價(jià)上漲，美國14州拉閘斷電。新能源大國對(duì)于儲(chǔ)備能源的呼聲越來越高。隨著世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛加碼布局儲(chǔ)能，我國的儲(chǔ)能技術(shù)開始加速推進(jìn)，儲(chǔ)能行業(yè)正在迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
儲(chǔ)能問題關(guān)乎國家未來。隨著全球的能源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)向新能源，可以說，我國能不能在2060年前順利實(shí)現(xiàn)碳中和，很大程度要看儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的情況。
今年10月初，國家能源局綜合司公開征求《電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議》意見。此舉標(biāo)志著電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能納入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)操階段，其與電網(wǎng)的適應(yīng)性將逐步加強(qiáng)，預(yù)示著新型儲(chǔ)能成為新型電力系統(tǒng)的主力軍，必將更快地進(jìn)入良性發(fā)展階段。
作者簡介
張孝榮，深度科技研究院院長。
