中國儲能網訊：過去三十年，中國經歷了高速的經濟發(fā)展，但也付出了沉重的環(huán)境代價，能源轉型迫在眉睫。加快能源結構調整，增加清潔能源供應已經被提升到國家戰(zhàn)略層面。
儲能產業(yè)作為能源結構調整的支撐產業(yè)和關鍵推手，在傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、電力需求側、輔助服務、新能源接入等不同領域有著廣闊的應用前景。本文將立足于2013年儲能產業(yè)的發(fā)展狀況，對儲能技術熱點應用領域及相關政策進行盤點分析，以期為讀者關注和了解儲能產業(yè)發(fā)展趨勢提供借鑒。
張華民 陳海生 王子冬
2013年儲能產業(yè)回顧
作為新興產業(yè)，儲能在2008年之后一直保持較快增長（圖1），據中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟（China Energy Storage Alliance，CNESA）項目庫不完全統(tǒng)計，全球儲能項目在電力系統(tǒng)的裝機總量已經從2008年的不足100MW發(fā)展到2013年10月的726.7MW（不包含抽水蓄能、壓縮空氣儲能及儲熱），年復合增長率（CAGR）達到193%。從地域分布上看，無論是項目數量還是裝機規(guī)模，美國都占據領先地位，裝機比重占全球的45%。從技術分類上看，鈉硫電池的裝機比重最大，為46%；鋰離子電池則是應用領域最廣的儲能技術。從應用分類上看，儲能技術較多地應用于風電場、光伏電站及分布式發(fā)電和微網領域。
回顧2013年，儲能產業(yè)繼續(xù)保持增速式發(fā)展，新增投產運營項目28個，總裝機近100MW，在建項目20個，預計裝機88 MW。在政策、市場及技術進步等因素的推動下規(guī)劃了儲能項目42個，總裝機142.6MW，涉及的應用領域包括分布式發(fā)電及微網、可再生能源并網、電力輸配、輔助服務、電動汽車充換電等（圖2）。其中分布式發(fā)電及微網項目中的儲能系統(tǒng)主要應用于孤島、軍隊、偏遠地區(qū)（無電人口）、居民、工業(yè)、商業(yè)等領域，是2013年儲能產業(yè)布局的熱點。隨著全球可再生能源的蓬勃發(fā)展，儲能用于可再生能源接入、電力輸配及輔助服務領域的節(jié)奏也在加快。
2013年，儲能技術也在不斷實現技術創(chuàng)新與應用突破。其中，我國全釩液流電池儲能技術處于國際領先水平。作為領頭企業(yè)的大連融科儲能和普能世紀在國內外開展了不少項目，如2012年開建、2013年成功并網運行的國電龍源臥牛石風電場大連融科5MW/10MW·h 全釩液流電池儲能系統(tǒng)。鋰離子電池是國內儲能領域應用較廣的技術，尤其是磷酸鐵鋰電池，在發(fā)電系統(tǒng)以及電動汽車領域均有較多的應用。電動汽車領域作為近年來鋰離子電池的應用熱點領域，各種相關利好政策已經對市場釋放出積極信號，吸引著比亞迪公司、珠海銀通隆、中航鋰電、天津力神等知名企業(yè)的參與和關注。鉛蓄電池是發(fā)展歷史較為悠久的化學電池，型號及類別較多，鉛碳電池、超級鉛酸電池和水平鉛布電池等在儲能密度和循環(huán)壽命上都有所突破，國內市場中南都電源、風帆、雙登等公司較為活躍，鉛蓄電池的項目主要用于建設海島微網和解決西藏等多個無電人口的用電問題。鈉硫電池是全球范圍內安裝容量最多的化學電池，日本NGK是唯一實現鈉硫電池商業(yè)化生產的公司，我國鈉硫電池技術尚處在研發(fā)原型產品階段，應用不多，比較典型的項目是上海電氣鈉硫儲能技術為上海世博園智能電網綜合示范工程提供的100kW/800kW·h的鈉硫電池系統(tǒng)。我國壓縮空氣儲能技術也在2013年取得重要突破，中國科學院工程熱物理研究所的國際首臺1.5MW超臨界壓縮空氣儲能示范裝置通過北京市科委的驗收，各項指標均達到或超過預定目標，被評價為”達到國際領先水平”?？偟膩碚f，經過多年產、學、研，用（戶）緊密合作，各類儲能技術不斷實現突破，未來成本更低、性能更好的儲能技術將越來越多的應用到不同領域，但短時期內還將存在“多種儲能技術并存，共同發(fā)展”的格局。
2013年儲能應用熱點分析
儲能在分布式發(fā)電及微網領域漸熱
分布式發(fā)電及微網領域是近年來儲能技術應用的熱點，在中國主要體現在解決無電人口用電、孤島微網等方面。在德國和日本，則主要體現在居民、工業(yè)、商業(yè)等用戶側安裝儲能實現自發(fā)自用。
在中國，截至2013年10月底，累計運行、在建及規(guī)劃的項目總量近60個，裝機規(guī)模超過75MW，其中分布式發(fā)電及微網型儲能項目是最多的，如東福山島風光儲柴項目、南麂島微網項目、西藏阿里光伏儲能項目、青海玉樹分布式光水蓄互補系統(tǒng)等。儲能在該領域的迅速發(fā)展，既是偏遠地區(qū)無電人口用電問題亟需解決的迫切市場需求，也是中國政府產業(yè)政策推動的結果。
為應對“棄核”政策，德國正在持續(xù)發(fā)展風能、光伏等可再生能源。2013年，相比其它國家，德國在推動儲能產業(yè)方面的動作較大，2013年和2014年2年共計劃投資5000萬歐元，對新購買儲能系統(tǒng)的用戶直接進行補貼，有力地促動了戶用儲能市場的發(fā)展。目前已有30MW的項目獲得補貼，國內外公司也紛紛搶占市場，如博士公司推出一款針對德國住宅光伏市場的產品，可以滿足一個典型的四口之家80%及以上的電力需求；LG化學公司聯(lián)合德國SMA公司開發(fā)符合德國補貼標準的家用能源管理系統(tǒng)等。這一補貼政策的實施是推動儲能產業(yè)市場化的重要里程碑，用戶已經開始意識到安裝光伏儲能系統(tǒng)實現自發(fā)自用所帶來的價值，市場對儲能系統(tǒng)的投資有望大幅增加。據預測，由于這一儲能補貼計劃的出臺，德國在未來5年的儲能裝機容量有望達到2GW·h。
2011年日本大地震后，日本將推動戶用儲能作為產業(yè)扶持的重點。2012年4月出臺家庭儲能系統(tǒng)補助金政策。用戶在購買獲得SII認證機構認可企業(yè)的新能源產品、嚴格按要求安裝并通過SII機構的審核后，便能獲得所購買新能源產品總價值1/3的補助，最高可獲得100萬日元補助金。在這項政策的支持下，2013年，越來越多的儲能系統(tǒng)獲得補助并投放市場。另外，日本在推動智能電網/智能城市建設方面處于國際先列。日本經濟產業(yè)省確定的橫濱市、豐田市、關西文化學術研究都市、北九州市4個地區(qū)目前正進行實證實驗，從能源管理系統(tǒng)、需求側響應、電動汽車（EV）與家庭的互動設計、蓄電系統(tǒng)的優(yōu)化設計及智能交通等方面實現區(qū)域內能源的整體優(yōu)化使用。不僅在日本，全球智能城市或社區(qū)的規(guī)劃與建設也成為熱點，儲能在這一領域的市場前景也十分廣闊。
韓國是目前燃料電池發(fā)電最大的市場，熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）在韓美等國的大型發(fā)電設備中使用較多，規(guī)模達到60MW。韓國嚴格的可再生能源配額策略（RPS）強制2016年之前每年要安裝350MW的新能源和可再生能源，到2022年，每年將要安裝700MW。在這樣的大背景下，韓國在燃料電池領域不斷實現突破，導致逐漸出現一股投資固體燃料電池的熱潮，僅2013年就有數十個兆瓦級燃料電池項目上線。2013年8月，韓國政府宣布將發(fā)布計劃鼓勵使用儲能設備，以防止出現電力短缺，截止發(fā)稿時雖未有正式文件發(fā)布，但儲能在韓國電力市場中的商機已經顯現。
印度、馬來西亞、印尼等東南亞國家是微電網的新興市場。這些地區(qū)海島眾多，無電人口比例大，有些島嶼的無電人口覆蓋率甚至高達70%。鑒于這些島嶼的地理因素和經濟狀況，微電網成為唯一的解決方式。目前這些國家的政府已經發(fā)布解決無電人口的目標與計劃，馬來西亞沙巴洲、Mersing群島等已經成功引進微網系統(tǒng)解決當地供電問題，更多的島嶼對包括儲能在內的微網技術的需求在增加。
儲能在調頻輔助服務領域有望率先實現盈利
在調頻服務方面，美國擁有相對成熟的市場。受益于2011年頒布的FERC 755號令，儲能作為比傳統(tǒng)電力資源響應速度更快、更準確的調頻資源，能夠獲得更公平、更合理的價格補償。為了確實執(zhí)行FER 755號令，2013年，部分區(qū)域電力市場ISO/RTO（如PJM、Middlewest和California ISO等）紛紛在該法令框架下制定詳細規(guī)定，這也激勵了儲能廠商在輔助服務方面的快速發(fā)展。美國AES儲能公司即將在全球擁有超過100MW的儲能調頻系統(tǒng)保有量；美國Beacon Power公司破產重整后正在PJM電力市場區(qū)域建設其第二個20MW飛輪儲能調頻項目。可以看到的是，隨著FERC755號令的發(fā)布以及各區(qū)域ISO/RTO的后續(xù)推進，儲能作為調頻資源正逐步通過合理的投資回報價值在美國多個電力市場中迅速實現商業(yè)化。
值得注意的是，原國家電監(jiān)會推行的“兩個細則”已經在我國調頻領域建立了一個“準市場”，尤其是在京津唐區(qū)域電網內，自動發(fā)電控制（AGC）補償的金額已經達到區(qū)域電量市場的0.3%左右。雖然相比美國幾個主要ISO范圍內0.7%-1.5%的比例，中國的AGC調頻補償金額還相對較少，但已經可以在此規(guī)則下開展一些商業(yè)化試點項目。2013年9月16日，北京石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲能電力調頻系統(tǒng)掛網運行，這是中國第一個以提供電網調頻服務為主要目的兆瓦級儲能系統(tǒng)示范項目，主要目的是驗證儲能在電力調頻領域中的商業(yè)價值。盡管我國在調頻輔助服務市場方面，與美國還有較大差距，但相信未來將有更多的儲能企業(yè)能夠看到調頻領域的商業(yè)機會，參與到這一市場中來。
儲能在集中式可再生能源并網和電力輸配領域中應用任重而道遠
在美國，聯(lián)邦層面只針對儲能技術創(chuàng)新及研發(fā)進行扶持，并不像德國和日本一樣對應用市場進行直接補貼；在州層面，也僅通過RPS間接推動儲能用于可再生能源并網及電力輸配領域。然而，2013年6月，加州公共事業(yè)委員會有了突破性舉措，規(guī)定該州三大公用事業(yè)公司，即美國太平洋天然氣和電力公司、南加州愛迪生電力公司以及圣地亞哥天然氣和電力公司，在未來10多年的時間里完成1.3GW儲能的采購/安裝，并最早從明年開始實施采購流程。該目標的發(fā)布被認為是第一個州級推動規(guī)?；瘍δ軕玫姆ò浮狝B2514法案的實施結果，通過將儲能納入輸配采購及規(guī)劃體系中，推動輸電、配電等環(huán)節(jié)配置儲能，解決電網管理問題。目前該項計劃已經吸引了大批風險投資的涌入。
另外，由于美國電力傳輸設施陳舊且老化嚴重，與高額的電網改造成本相比，安裝儲能系統(tǒng)緩解電力阻塞在效益上具備一定的競爭力，這也是儲能在美國電力市場中獲得發(fā)展的又一契機。
與美國不同，全球大部分國家或地區(qū)，鑒于儲能技術的高成本，在可再生能源接入和電力輸配領域還停留在特定技術驗證或典型項目示范的階段。如中國計劃擴建國家風光儲輸示范電站二期工程，進一步驗證儲能技術，探索儲能與可再生能源、電
網之間的互動策略。日本政府出資200億日元，委任北海道電力公司、住友電工在Minami Hayakita變電站建設安裝60MW·h的釩電池儲能系統(tǒng)，用于解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，同時研究電池系統(tǒng)優(yōu)化控制管理技術。歐洲在提升電網系統(tǒng)靈活性方面規(guī)劃了部分儲能項目，如英國的“更智能化網絡存儲項目”，意大利的“智能電網儲能系統(tǒng)”等。
總的來說，盡管項目數量不多，規(guī)模不大，但2013年大部分國家在推動儲能應用于可再生能源并網及輸配電領域仍然取得了進展，未來大規(guī)模儲能應用于電力系統(tǒng)任重而道遠。
展望
2013年是儲能產業(yè)充滿坎坷的一年。這一年發(fā)生的重大事件包括波音787客機的電池起火事件、曾是美國新能源政策寵兒的明星高科技企業(yè)A123破產收購案以及多家知名公司在拓展市場、開辟新業(yè)務方面遭遇挫折，甚至不得不暫停業(yè)務進行業(yè)務重組等，無不顯示著儲能產業(yè)作為一個新興產業(yè)不得不面臨的艱難與挑戰(zhàn)。然而，2013年也是儲能產業(yè)滿載希望的一年。隨著全球范圍大規(guī)模啟動可再生能源項目的建設，越來越多的人關注、參與到儲能產業(yè)的發(fā)展中來：包括以PayPal聯(lián)合創(chuàng)始人Peter Thiel、風險投資四大巨頭之一的VinodKhosla以及微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨等風險投資家為首，越來越多的風險投資涌入儲能市場；以Stem Inc、Solarcity為典型的技術服務公司，通過開辟新的商業(yè)模式實現儲能在終端市場的快速商業(yè)化應用；美國政府發(fā)布相關法令完善電力市場，中國政府部門正在制定產業(yè)規(guī)劃等都在說明儲能產業(yè)前景的廣闊?？傊?，儲能產業(yè)在2013年繼續(xù)接受著市場的考驗，在曲折中前行，未來市場發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖俊?
