背 景
在“雙碳”目標引領(lǐng)下,我國能源系統(tǒng)正在經(jīng)歷深刻變化。一方面,2021年全國并網(wǎng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電新增裝機容量分別達到4757萬千瓦和5493萬千瓦,占全年新建發(fā)電裝機總量的58%,成為新增電源的主力。風(fēng)電、太陽能發(fā)電合計裝機容量達到6.4億千瓦,裝機規(guī)模直逼火力發(fā)電。另一方面,新能源消納問題仍未得到解決,亟需一種平滑新能源輸出的調(diào)節(jié)手段。發(fā)展新型儲能是提升我國電力系統(tǒng)靈活性、打造新型電力系統(tǒng)、保障“雙碳”目標如期實現(xiàn)的重要途徑。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟不完全統(tǒng)計,截至2021年底,中國已投運的儲能項目累計裝機容量(包括物理儲能、電化學(xué)儲能以及熔融鹽儲熱)達到45.74吉瓦,同比增長29%。其中抽水蓄能累計裝機容量最高為34.5吉瓦,但電化學(xué)儲能增速更快,尤其是鋰離子電池儲能已成為發(fā)展最快的新型儲能技術(shù)。
盡管近年來新型儲能裝機增速迅猛,但其中也暴露了其成本偏高、安全性差、體制機制不匹配的問題。按儲能電站系統(tǒng)成本1500元/千瓦時、電池循環(huán)壽命4000次、項目周期10年、充放電轉(zhuǎn)換效率90%計算,儲能電站單位千瓦時充放電成本約0.5元,明顯高于抽水蓄能成本。在發(fā)電側(cè),若以10%功率2小時放電時長配置儲能,風(fēng)電、太陽能單位發(fā)電成本將提高5~8分/千瓦時,加大了新能源發(fā)電的平價難度。在用戶側(cè),國家長期鼓勵推廣、逐步完善峰谷分時電價政策,但自工商業(yè)用戶全面參與電力交易以來,電網(wǎng)企業(yè)代購電價普遍在0.25~0.5元/千瓦時,加上固定輸配電價和政府性基金后,用戶側(cè)峰谷電價差大幅縮水,新型儲能峰谷電價調(diào)節(jié)經(jīng)濟性不足。在電網(wǎng)側(cè),合理配置儲能可提升現(xiàn)有輸配電線路利用率、減少或延緩新建輸配電設(shè)施投資,也可在電網(wǎng)事故時起到備用電源和應(yīng)急供電的作用。但由于電價監(jiān)審政策的收緊,電網(wǎng)企業(yè)參與新型儲能投資運營的商業(yè)模式尚未理清,相關(guān)項目建設(shè)也相應(yīng)放緩。
政 策
為推動儲能產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展,國家發(fā)改委等五部委早在2017年10月就印發(fā)了《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,明確發(fā)展儲能的必要性和分階段發(fā)展目標。此后在2021年7月,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》(下稱《指導(dǎo)意見》),提出到2025年,實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期到規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機規(guī)模達到30吉瓦以上。文件也明確給予新型儲能獨立市場地位,建立儲能參與中長期交易、現(xiàn)貨和輔助服務(wù)等市場準入條件、交易機制及技術(shù)標準,鼓勵儲能作為獨立市場主體參與輔助服務(wù),并鼓勵共享儲能。電價機制方面,文件提出建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能容量電價,并允許電網(wǎng)替代性儲能設(shè)施納入輸配電價。在上述文件的基礎(chǔ)上,2022年3月21日,國家發(fā)改委、國家能源局制定了《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》(下稱《實施方案》)。相比此前文件,《實施方案》有以下特點:
降本目標定量化。近期,國內(nèi)各地發(fā)電側(cè)儲能項目普遍面臨經(jīng)濟性不足的問題,電量平價新能源發(fā)電項目配置儲能難以盈利,降低成本成為新型儲能發(fā)展的必由之路。此次《實施方案》聚焦當(dāng)前新型儲能行業(yè)痛點,強調(diào)到2025年新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件,并明確了電化學(xué)儲能系統(tǒng)成本降低30%以上的發(fā)展目標。
技術(shù)路線多元化。近期我國新型儲能技術(shù)主要以鋰電池儲能為主,在前期動力電池市場高速增長下,鋰電池儲能成本降速正在逐步趨緩。2021年以來,新能源汽車爆發(fā)式增長拉動碳酸鋰等鋰電池上游材料漲價,預(yù)計隨著全球新能源汽車需求持續(xù)高速增長,鋰電池成本下降壓力加大。文件將“強化技術(shù)攻關(guān),構(gòu)建新型儲能創(chuàng)新體系”作為重要工作,提出加大鈉離子電池、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池等多種儲能技術(shù)關(guān)鍵核心技術(shù)裝備研發(fā)力度,加快新型儲能成本下降速度。
示范工作具體化。在此前《指導(dǎo)意見》“大力發(fā)展發(fā)電側(cè)、因地制宜發(fā)展電網(wǎng)側(cè)、靈活多樣發(fā)展用戶側(cè)”思路基礎(chǔ)上,《實施方案》突出了以多元技術(shù)路線、多場景區(qū)域、多時間尺度推動示范工作,并明確了青海、張家口等新型儲能重點示范區(qū)域。此外,在規(guī)?;l(fā)展方面,文件更強調(diào)要“穩(wěn)妥推進新型儲能產(chǎn)業(yè)化進程”,促進產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
政策機制精細化。《實施方案》提出要繼續(xù)研究新型儲能參與電力市場的準入條件、交易機制和技術(shù)標準,在“新能源+儲能”激勵辦法、電網(wǎng)側(cè)儲能成本疏導(dǎo)、用戶側(cè)儲能價格機制等方面也進一步呼應(yīng)了前期政策導(dǎo)向。
前 景
“十四五”是我國新型儲能發(fā)展的關(guān)鍵期,要推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展,建立健全適應(yīng)新能源和新型儲能的政策體系,以及推動新型儲能自身技術(shù)進步缺一不可。
政策層面,2021年1月,國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》,提出到2025年,全國統(tǒng)一電力市場體系初步建成,國家市場與?。▍^(qū)、市)/區(qū)域市場協(xié)同運行,電力中長期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場一體化設(shè)計、聯(lián)合運營,跨省跨區(qū)資源市場化配置和綠色電力交易規(guī)模顯著提高,有利于新能源、儲能等發(fā)展的市場交易和價格機制初步形成。2021年8月,國家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》,明確新增風(fēng)電、光伏項目可選擇15%功率/4小時時長(逐年調(diào)整)配置化學(xué)儲能完成市場化并網(wǎng),儲能電站獲得相應(yīng)容量租賃補償。2022年2月,國家電投海陽101兆瓦/202兆瓦時儲能電站成功完成山東電力現(xiàn)貨市場日前交易,儲能電站獲得現(xiàn)貨市場及容量租金雙重收益。近期國家電網(wǎng)也提出積極支持新型儲能規(guī)?;瘧?yīng)用,提出力爭到2030年公司經(jīng)營區(qū)電化學(xué)儲能由300萬千瓦提高到1億千瓦。
技術(shù)層面,隨著鋰電池原材料供需矛盾的不斷加劇,近期鋰電池儲能成本呈現(xiàn)上漲趨勢,國內(nèi)鋰電池正極材料上游原料電池級碳酸鋰價格從2021年初5萬元/噸快速上漲至2022年初50萬元/噸,六氟磷酸鋰價格從11萬元/噸上漲至55萬元/噸,材料成本端綜合漲幅超過2倍,電池整體成本漲幅達到50%。受電池成本上升影響,鋰電池儲能電站系統(tǒng)成本從2021年初約1500元/千瓦時上漲至近1800元/千瓦時??紤]到動力電池市場需求和上游產(chǎn)能爬坡速度,預(yù)計短期內(nèi)上游原材料稀缺形勢仍將持續(xù),鋰電池儲能成本下降面臨較大阻力?!秾嵤┓桨浮诽岢鐾ㄟ^試點示范有望加速新型儲能技術(shù)多元化和成本下降,有利于形成新型儲能商業(yè)模式。
在推進新型儲能技術(shù)發(fā)展的同時,也需要看到一些新模式、新業(yè)態(tài)的變化。例如隨著電動汽車的普及,越來越多的有序充電、V2G、換電站等車網(wǎng)互動項目落地;綠氫產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升溫也提升了各界對氫儲能的關(guān)注度。在“雙碳”目標倒逼下,各類跨界元素也將深度參與電力系統(tǒng)運行,與儲能技術(shù)共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年04期,作者單位:國家發(fā)改委能源研究所
原標題:“十四五”新型儲能進展及趨勢展望