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編者按：儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)廣闊，應(yīng)用場(chǎng)景多樣化，當(dāng)前我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正逐步有序開展，同時(shí)面臨著建設(shè)成本高、盈利性不明顯、融資較難等發(fā)展難題，有待相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)和技術(shù)的不斷提升。

儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展至今，已有多條技術(shù)路線進(jìn)入成熟階段。然而，除抽水蓄能外，其它儲(chǔ)能技術(shù)受限于規(guī)模、是否適合工程化應(yīng)用的設(shè)備形態(tài)、以及是否具有較高的安全可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等綜合技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，基本都處于工程示范或小范圍的商業(yè)化初期階段，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

 

中國(guó)物理與化學(xué)電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2018年12月31日，全球儲(chǔ)能裝機(jī)177.2GW，2018年新增1.5GW。2018年全年，全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量達(dá)到1240.2MW。其中，鋰離子電池裝機(jī)1115.9MW，占比90.0%；鉛蓄電池106.4MW；液流電池12.5MW，鈉基電池5.3MW。

 

在電化學(xué)儲(chǔ)能方面，美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)一直是全球儲(chǔ)能市場(chǎng)非常活躍的國(guó)家，活躍程度與各國(guó)儲(chǔ)能政策環(huán)境、技術(shù)水平、市場(chǎng)空間息息相關(guān)。今年以來，東南亞以及非洲微電網(wǎng)和離網(wǎng)電站儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展也比較快。

 

截至2018年12月，中國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)32.9GW。其中，抽水蓄能裝機(jī)31.9GW，占比97.0%（包含兩座臺(tái)灣抽水蓄能電站）；電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)899.9MW，占比2.3%；其他儲(chǔ)能技術(shù)（壓縮空氣儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能，熔鹽儲(chǔ)熱）共計(jì)114.3MW。

 

除抽水蓄能外，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展的初期階段，壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能、蓄熱儲(chǔ)能市場(chǎng)容量很小，且進(jìn)展緩慢；化學(xué)儲(chǔ)能增速加快，主要以鋰離子電池、鉛蓄電池和液流電池為主。

 

國(guó)內(nèi)對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能的認(rèn)識(shí)有一個(gè)發(fā)展過程。2015年之前大家在爭(zhēng)論是否要發(fā)展儲(chǔ)能，從2015年到2016年的時(shí)候，大家逐漸開始討論我們?cè)撊绾伟l(fā)展。2017年10月份國(guó)家出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，大家已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，儲(chǔ)能是肯定要發(fā)展。

 

據(jù)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)顯示，中國(guó)2015-2018年間投產(chǎn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目共94個(gè)，裝機(jī)規(guī)模合計(jì)約為449MW/1117MWh。近三年來，電化學(xué)儲(chǔ)能投產(chǎn)規(guī)模保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，年均增長(zhǎng)率約為69%，2018年增速最快。

 

從儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景來看，在已統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的項(xiàng)目中，已投儲(chǔ)能項(xiàng)目主要應(yīng)用于電源側(cè)的新能源并網(wǎng)及平滑出力波動(dòng)（已投項(xiàng)目共35個(gè)）、用戶側(cè)的微電網(wǎng)（已投項(xiàng)目共24個(gè)）等場(chǎng)景，同時(shí)，電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展較快。

 

從地域分布上來看，近三年投產(chǎn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目主要分布在江蘇、青海、西藏等新能源富集地區(qū)和負(fù)荷中心省份。其中，江蘇規(guī)模占比最高達(dá)33.5%，主要應(yīng)用場(chǎng)景為輸配電設(shè)施基礎(chǔ)服務(wù)、分布式及微電網(wǎng)、工商業(yè)儲(chǔ)能等；青海和西藏投產(chǎn)規(guī)模分別位列第二位和第三位，主要用于新能源并網(wǎng)、分布式及微電網(wǎng)等場(chǎng)景。2017年以來，山西、貴州、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆、河南、湖南、湖北等電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)項(xiàng)目落地逐漸顯現(xiàn)。

 

從技術(shù)類型上看，近三年投產(chǎn)的項(xiàng)目中，選擇鋰離子電池的項(xiàng)目數(shù)量最多，約45個(gè)；鉛酸電池（含鉛炭電池）次之，約28個(gè)；蓄冷、壓縮空氣儲(chǔ)能、超級(jí)電容器、飛輪等其他非抽蓄儲(chǔ)能技術(shù)項(xiàng)目數(shù)量位居第三，約25個(gè)；液流電池項(xiàng)目數(shù)量約7個(gè)。

 

電網(wǎng)發(fā)電、輸電、配電、用電各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)都有極大的需求，這導(dǎo)致儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜、多樣，每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)能量密度、功率特性、成本、壽命、啟動(dòng)及響應(yīng)時(shí)間等特性要求不同。

 

應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性決定了單一儲(chǔ)能技術(shù)無(wú)法滿足電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的多樣需求。目前，各類儲(chǔ)能技術(shù)并行發(fā)展，尚沒有一種儲(chǔ)能技術(shù)以壓倒性的優(yōu)勢(shì)適用于各類場(chǎng)景。因此，各類應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際特點(diǎn)及其對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的要求不同，需要開發(fā)針對(duì)性的儲(chǔ)能技術(shù)并將其應(yīng)用至合適的場(chǎng)景中。

 

電力系統(tǒng)內(nèi)存在較大頻率波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)（如大容量直流、大容量機(jī)組等大電源丟失風(fēng)險(xiǎn)），而系統(tǒng)如果相對(duì)較小或系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻能力相對(duì)不足（如大規(guī)模新能源接入等），就需要儲(chǔ)能等快速充放電設(shè)備協(xié)助確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。建設(shè)儲(chǔ)能電站可緩解電網(wǎng)部分供電缺口，提高設(shè)備的利用效率，延緩為滿足短時(shí)最大負(fù)荷所需的電網(wǎng)建設(shè)投資。

 

電池儲(chǔ)能裝置具備響應(yīng)時(shí)間毫秒級(jí)的特性，相對(duì)于水電、火電等常規(guī)功率調(diào)節(jié)手段具有較大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。電池儲(chǔ)能電站能跟蹤負(fù)荷變化能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，控制精確，且具有雙向調(diào)節(jié)能力，具有削峰填谷的雙重功效，是重要的調(diào)峰電源。

 

風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，增加了電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的難度和電網(wǎng)運(yùn)行的不確定性。而儲(chǔ)能裝置既可以較好地平滑新能源的波動(dòng)性與間歇性，還有助于消納新能源電量。

 

我們從調(diào)研中了解到，電網(wǎng)企業(yè)投資儲(chǔ)能有以下幾大動(dòng)力。首先是電網(wǎng)安全，儲(chǔ)能可以應(yīng)用在特高壓長(zhǎng)距離輸送、緊急功率支撐、調(diào)峰調(diào)頻、跟蹤曲線、需求側(cè)響應(yīng)、新能源消納接入等多個(gè)方面。第二，超大城市以及一線城市供電壓力增大，尤其是北上廣深部分機(jī)組退役的地區(qū)，新增供電容量和電網(wǎng)改造存在困難。第三，電網(wǎng)公司綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型，國(guó)網(wǎng)目前在河南、湖南以及江蘇都開展了儲(chǔ)能電站工程示范項(xiàng)目，后期浙江和甘肅也會(huì)有相應(yīng)規(guī)劃項(xiàng)目。對(duì)于電網(wǎng)來說，部分變電站早期規(guī)劃有閑置土地，可就近建設(shè)儲(chǔ)能電站就近接入電網(wǎng)。2019年，電網(wǎng)企業(yè)還將規(guī)劃建設(shè)更多儲(chǔ)能項(xiàng)目。

 

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目方面，當(dāng)前商業(yè)模式主要有以下三種。一是經(jīng)營(yíng)性租賃模式，該模式中，儲(chǔ)能由電網(wǎng)公司租賃，租賃費(fèi)由儲(chǔ)能電站和電網(wǎng)公司協(xié)商確定。二是合同能源管理模式，該模式主要參照各地電力輔助服務(wù)政策及峰谷電價(jià)政策制定服務(wù)價(jià)格。三是電網(wǎng)公司全資建設(shè)管理模式，該模式中儲(chǔ)能投資納入電網(wǎng)輸配電價(jià)。

 

然而，無(wú)論何種模式，當(dāng)前都面臨儲(chǔ)能成本疏導(dǎo)問題，行業(yè)普遍希望能參照抽水蓄能的兩部制電價(jià)給儲(chǔ)能定價(jià)。

 

目前電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能主要采用“分布式布置、模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化接入、集中式調(diào)控”技術(shù)方案，利用空余場(chǎng)地和間隔建設(shè)電站，這些示范工程單站規(guī)模小、接入電壓等級(jí)低。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能現(xiàn)階段需要面臨的問題是：儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)及運(yùn)維規(guī)范的短缺、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控和聚合關(guān)鍵技術(shù)研究、電網(wǎng)側(cè)分布式儲(chǔ)能規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的制定。此外，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能商業(yè)模式也有待進(jìn)一步創(chuàng)新。

 

從區(qū)域分布來看，發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要集中在三北（西北、東北和華北）和西南地區(qū)（主要為西藏）。

 

截至2018年初，中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域累計(jì)裝機(jī)占比 29%，新增項(xiàng)目中可再生能源并網(wǎng)占比 23%。這些項(xiàng)目中，鋰離子電池占比最高，2017 —2018年新增儲(chǔ)能項(xiàng)目鋰離子電池規(guī)模占比 83%，說明現(xiàn)階段綜合特性優(yōu)異的鋰離子電池是中國(guó)可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域電能存儲(chǔ)的主要選擇。

 

集中式可再生能源并網(wǎng)在不同時(shí)期對(duì)儲(chǔ)能的需求不同，短期內(nèi)可用于平滑可再生能源輸出，遠(yuǎn)期需要儲(chǔ)能技術(shù)須參與二次調(diào)頻。當(dāng)可再生能源發(fā)電比例高出外送線路容量限制時(shí)，需要儲(chǔ)能參與調(diào)峰。

 

2018年，青海、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏、新疆都有相應(yīng)新能源發(fā)電側(cè)項(xiàng)目規(guī)劃，有的正在落地實(shí)施。

 

電網(wǎng)輔助服務(wù)儲(chǔ)能項(xiàng)目集中分布在華北地區(qū)，區(qū)域分布與國(guó)家及地區(qū)在電網(wǎng)輔助服務(wù)相關(guān)的政策密切相關(guān)。

 

在政策的引導(dǎo)和支持下，2016 年開始，大規(guī)模調(diào)峰調(diào)頻項(xiàng)目漸增?？脐戨娮印㈥?yáng)光電源、欣旺達(dá)等公司都在山西建設(shè)儲(chǔ)能聯(lián)合火電調(diào)頻項(xiàng)目，融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司在大連建設(shè) 200 MW 儲(chǔ)能調(diào)峰電站。2018年，山西、廣東、內(nèi)蒙古以及遼寧有更多火電調(diào)頻項(xiàng)目落地投運(yùn)。

 

調(diào)頻項(xiàng)目的收益受政策的影響比較大，同時(shí)這個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈。早期在山西的一些儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目，投資回報(bào)周期在兩到三年。但是“兩個(gè)細(xì)則”補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)在2018年已經(jīng)降低，參與者也越來越多，投資回報(bào)率有所下降。

 

分布式及微網(wǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要用于解決分布式電源的間歇性、不穩(wěn)定性，提高供電可靠性和靈活性。這一類項(xiàng)目中鉛蓄電池和鋰離子電池技術(shù)是主流。

 

分布式及微網(wǎng)儲(chǔ)能也呈現(xiàn)出明顯的地域特征，西北、西南、華東占比排名前三位。華東產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)量多、集中度高，分布式電源 + 儲(chǔ)能的示范對(duì)未來具備實(shí)際意義。而且，沿海地區(qū)存在不少島嶼，分布式電源 + 儲(chǔ)能可以解決并網(wǎng)及離網(wǎng)供電及其可靠性問題。西北及西南地區(qū)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，局部地區(qū)供電難以保證。于此同時(shí)，這些地區(qū)可再生能源豐富，分布式電源 + 儲(chǔ)能可以很好解決該地區(qū)居民用電問題，社會(huì)效益顯著。

 

對(duì)于邊遠(yuǎn)的農(nóng)牧民、海島、邊遠(yuǎn)哨所以及5G市場(chǎng)，儲(chǔ)能可以說是是剛性需求。比如說游牧牧民。牧民居住分散，且沒有固定的定居地點(diǎn)，每年去不同地方，隨時(shí)移動(dòng)。通過電網(wǎng)供電建設(shè)成本，維護(hù)成本都很高，也很難保證比較穩(wěn)定可靠的電力。而且牧民的需求也比從前多，不僅僅是電燈或者煮酥油茶，還需要保證供水、供暖和其他正常的生活消費(fèi)。我們認(rèn)為這種情況下，小型的離網(wǎng)儲(chǔ)能會(huì)是比較好的解決方案。

 

京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)用電需求增長(zhǎng)迅猛，尖峰時(shí)刻供電緊張，分布式能源等新能源出力間歇性、不穩(wěn)定。規(guī)?；挠脩魝?cè)儲(chǔ)能可發(fā)揮削峰填谷、應(yīng)急備用、分布式電源平滑出力，提高系統(tǒng)供電穩(wěn)定能力。用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要通過峰谷電價(jià)差、降低需量電費(fèi)、微網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行等來獲取一定收益。

 

與商業(yè)和居民用電負(fù)荷相比, 工業(yè)用戶更具備儲(chǔ)能建設(shè)條件，符合以下條件的工業(yè)用戶最適合配備儲(chǔ)能：1、工業(yè)用戶具有較大的日用電量；2、電價(jià)高峰時(shí)段（白天）用電負(fù)荷大，電價(jià)低谷時(shí)段（深夜）用電負(fù)荷少；3、 電價(jià)低谷時(shí)段，用戶變壓器存在一定的富余容量。

 

隨著儲(chǔ)能成本下降、電力市場(chǎng)后用電成本降低，由于峰谷電價(jià)差和儲(chǔ)能額外的輔助價(jià)值，居民和工商業(yè)用戶也會(huì)逐步有儲(chǔ)能應(yīng)用需求。

 

目前，工商業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能的項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率大概也在5%-8%之間，投資回報(bào)收益率還不能滿足資本要求，所以投資者仍在觀望。

 

從儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景來看，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、微電網(wǎng)系統(tǒng)、電力輔助服務(wù)、用戶側(cè)儲(chǔ)能、光儲(chǔ)充電站、通信儲(chǔ)能、應(yīng)急電源、家庭儲(chǔ)能都將得到大力發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目規(guī)劃、項(xiàng)目建設(shè)、系統(tǒng)優(yōu)化、項(xiàng)目運(yùn)行、項(xiàng)目運(yùn)維都積累了豐富的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)，為今后儲(chǔ)能技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

 

但儲(chǔ)能發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn)，目前儲(chǔ)能成本高、儲(chǔ)能電站盈利性不明顯、融資較難都是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾大痛點(diǎn)。從產(chǎn)品本身來說，儲(chǔ)能市場(chǎng)迫切需要低成本的、安全可靠的儲(chǔ)能電池，目前儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)在系統(tǒng)成本、轉(zhuǎn)換效率、壽命、安全性以及運(yùn)維和回收等問題上還有待進(jìn)一步創(chuàng)新。從外部環(huán)境來看，儲(chǔ)能的政策體系和價(jià)格機(jī)制還不完善，參與電力市場(chǎng)的機(jī)制不健全，儲(chǔ)能系統(tǒng)的獨(dú)立性價(jià)值還難以發(fā)揮。

 

通過國(guó)際交流，我們發(fā)現(xiàn)中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與國(guó)際儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際相差不遠(yuǎn)。在新型儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)、成本控制、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)體系、安全控制等方面，中國(guó)與國(guó)際基本處于同一發(fā)展水平。但在系統(tǒng)集成、電池?zé)峁芾砑夹g(shù)、電池壽命和效率等方面，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距。