中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：為了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和，必須積極發(fā)展可再生能源。減少化石能源使用，將電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型為以可再生能源為主，這一過程對(duì)各國(guó)都充滿挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能能夠平抑可再生能源的波動(dòng)、取代化石能源為系統(tǒng)提供靈活性資源，被視為這一轉(zhuǎn)型過程中的關(guān)鍵技術(shù)。目前，儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化早期，對(duì)儲(chǔ)能的支持也被納入各國(guó)的能源政策之中，如何利用儲(chǔ)能支持電力系統(tǒng)加速脫碳，是不同國(guó)家面對(duì)的共同問題。
本文以英國(guó)、美國(guó)和韓國(guó)為樣本，介紹三國(guó)儲(chǔ)能政策的制定、實(shí)施和特點(diǎn)，為中國(guó)儲(chǔ)能政策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參照。英國(guó)和美國(guó)的共同點(diǎn)在于，兩國(guó)都擁有成熟的電力市場(chǎng)，都通過完善電力市場(chǎng)的規(guī)則為儲(chǔ)能提供市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)。英美兩國(guó)也是中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)品重要的海外市場(chǎng)。韓國(guó)與中國(guó)同處亞洲，慣于使用產(chǎn)業(yè)政策刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，韓國(guó)對(duì)儲(chǔ)能提供過強(qiáng)力支持，但效果不佳。美國(guó)視中國(guó)為戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，中國(guó)企業(yè)又在全球鋰電市場(chǎng)中與日韓企業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展始終處在國(guó)與國(guó)之間、企業(yè)與企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)與合作之中。
英國(guó)：持續(xù)改革電力市場(chǎng)
2021年，由中國(guó)電力央企華能主導(dǎo)的門迪電池儲(chǔ)能項(xiàng)目在英國(guó)西南部的威爾特郡投運(yùn)。這個(gè)項(xiàng)目裝機(jī)容量為99.8MW，是目前歐洲最大的單體電池儲(chǔ)能電站。項(xiàng)目投資方是華能與國(guó)有投資基金公司國(guó)新國(guó)際，華能同時(shí)負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。
在華能進(jìn)入英國(guó)的同時(shí)，英國(guó)在建和規(guī)劃的儲(chǔ)能項(xiàng)目正在不斷增長(zhǎng)，眾多投資者從英國(guó)的電力市場(chǎng)中看到了商業(yè)機(jī)遇。
根據(jù)英國(guó)官方公布的數(shù)據(jù)，目前英國(guó)約有4GW儲(chǔ)能電站，其中3GW是抽水蓄能，1GW是鋰電池儲(chǔ)能。在建和規(guī)劃中的儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到10GW，其中8GW是電池儲(chǔ)能，2GW是抽水蓄能。
以市場(chǎng)吸引投資者
在英國(guó)市場(chǎng)，儲(chǔ)能電站可以通過多種方式獲利。儲(chǔ)能電站可以參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，或是在場(chǎng)外簽署中長(zhǎng)期購售電協(xié)議，也可以通過平衡服務(wù)市場(chǎng)為電網(wǎng)提供調(diào)頻、備用、功率支撐和黑啟動(dòng)等多種輔助服務(wù)。在服務(wù)內(nèi)容不相沖突的前提下，儲(chǔ)能可以同時(shí)提供多種輔助服務(wù)，收益可以疊加。
門迪項(xiàng)目就充分利用了英國(guó)電力市場(chǎng)為儲(chǔ)能創(chuàng)造的交易空間。2020年初，華能香港公司、國(guó)新國(guó)際與殼牌歐洲能源公司簽署了具有保底性質(zhì)的購售電協(xié)議。有了這份協(xié)議，投資企業(yè)獲得了保底收入，殼牌旗下的虛擬電廠公司Limejump則可以調(diào)度門迪儲(chǔ)能電站，通過虛擬電廠技術(shù)獲得最大化市場(chǎng)收益。
Limejump在其官網(wǎng)披露，門迪儲(chǔ)能電站將首先參與到英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)2020年新推出的動(dòng)態(tài)遏制（Dynamic Containment）市場(chǎng)，同時(shí)也將參與平衡機(jī)制和容量市場(chǎng)。動(dòng)態(tài)遏制是一種故障后調(diào)頻服務(wù)，用在需求突然下降或供應(yīng)激增的情況下保障電網(wǎng)頻率保持穩(wěn)定，目前在同類頻率響應(yīng)服務(wù)中價(jià)格最高。英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)披露的數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段參與動(dòng)態(tài)遏制這個(gè)市場(chǎng)的都是電池儲(chǔ)能。
根據(jù)Limejump的介紹，目前動(dòng)態(tài)遏制的市場(chǎng)規(guī)模為900MW，而門迪項(xiàng)目就占100MW，由于這個(gè)市場(chǎng)上的資源數(shù)量低于電網(wǎng)需求，電池儲(chǔ)能總是能夠以天花板價(jià)格（17 英鎊/兆瓦/小時(shí)）出清。不過，Limejump預(yù)計(jì)，這種情況不會(huì)長(zhǎng)期持續(xù)，后續(xù)進(jìn)入的儲(chǔ)能項(xiàng)目將會(huì)壓低這個(gè)市場(chǎng)的價(jià)格。同樣的趨勢(shì)也曾出現(xiàn)在英國(guó)調(diào)頻市場(chǎng)的其他交易品種上。
在管理上，英國(guó)將儲(chǔ)能電站視為發(fā)電設(shè)施，與常規(guī)電廠一樣實(shí)行牌照管理制度。英國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)天然氣電力市場(chǎng)辦公室（Ofgem）已經(jīng)明確規(guī)定，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商不可以擁有和運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)能設(shè)施，僅有少數(shù)情況例外。
對(duì)于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，英國(guó)政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的發(fā)力方向是減少既有的政策阻礙。例如，所有50MW及以上儲(chǔ)能項(xiàng)目過去都要納入到國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目范疇，由中央政府審批。從2020年開始，這些項(xiàng)目只需由地方政府審批即可，程序得以簡(jiǎn)化。
電力市場(chǎng)的門檻也在下降。為了獲得更多靈活性資源，平衡機(jī)制市場(chǎng)最低參與門檻已經(jīng)從100MW降低到1MW，這使得更多小規(guī)模的儲(chǔ)能設(shè)施和聚合商能夠參與其中。聚合商指的是把分散在用戶端的可調(diào)節(jié)負(fù)荷集合起來參與需求響應(yīng)等交易的市場(chǎng)主體。容量市場(chǎng)拍賣的最低門檻也降低到1MW，而且目前容量市場(chǎng)減少了對(duì)需求側(cè)響應(yīng)資源的限制，允許其申請(qǐng)參與競(jìng)拍期限更長(zhǎng)的協(xié)議，最長(zhǎng)為15年。
在全國(guó)市場(chǎng)之外，配網(wǎng)層面的地方靈活性市場(chǎng)也在發(fā)展之中。由于越來越多的分布式發(fā)電正在接入配電網(wǎng)，終端用戶也擁有了更多家庭儲(chǔ)能、電供熱或電動(dòng)汽車等設(shè)備，配網(wǎng)運(yùn)行也面臨著新的壓力。因此，配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商正在探索在配網(wǎng)層面建立市場(chǎng)，以充分利用當(dāng)?shù)氐撵`活性資源。盡管還不常見，但配網(wǎng)層面也出現(xiàn)了聚合商。例如，一家名為Kaluza的公司就通過聚合智能充電樁和家用儲(chǔ)能等設(shè)施為西部電力配網(wǎng)公司（Western Power Distribution）提供靈活性服務(wù)。
挖掘靈活性潛力
站在投資者的角度看，英國(guó)市場(chǎng)是具有吸引力的。但對(duì)于政策制定者來說，之所以這樣做，是因?yàn)橛?guó)電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)是嚴(yán)峻的。
2021年4月，英國(guó)政府宣布了新的減排目標(biāo)：到2035年碳排放比1990年排放水平降低78%，到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。這比此前碳排放量在2030年減少68%的目標(biāo)有所提高。
為了實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，英國(guó)計(jì)劃采取多方面的措施，其中包括到2030年終止銷售燃油汽車，到2035年所有新的小汽車和貨車都實(shí)現(xiàn)零排放，到2028年每年部署60萬電熱泵以取代化石能源供熱系統(tǒng)等。在電力領(lǐng)域，英國(guó)將在2025年關(guān)閉所有燃煤電站，并計(jì)劃到2030年建成40GW海上風(fēng)電。
在化石能源不斷減少的英國(guó)電力系統(tǒng)中，靈活性資源也變得越發(fā)稀缺。2019年8月9日，英國(guó)發(fā)生大停電，暴露其備用容量和調(diào)頻資源不足的問題。2021年1月，受低溫、風(fēng)電出力低迷的影響，英國(guó)平衡市場(chǎng)價(jià)格暴漲到4000英鎊/兆瓦時(shí)的高位。據(jù)eo此前報(bào)道，英國(guó)電網(wǎng)曾發(fā)表聲明稱，“電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在下降，需要更多的調(diào)頻輔助服務(wù)?！?
為了應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì)，英國(guó)政府商務(wù)能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部（BEIS）與Ofgem共同制定了《智能系統(tǒng)和靈活性規(guī)劃》。這份規(guī)劃系統(tǒng)梳理了英國(guó)在提升電力系統(tǒng)靈活性和智能化水平方面的既有政策，并指出了未來的政策目標(biāo)，儲(chǔ)能正是其中的重要內(nèi)容。
《智能系統(tǒng)和靈活性規(guī)劃》最早在2017年推出，后來經(jīng)過一次更新，2021年英國(guó)政府調(diào)整減排目標(biāo)后，BEIS和Ofgem在7月發(fā)布了最新的《智能系統(tǒng)和靈活性規(guī)劃2021》。
根據(jù)這份規(guī)劃的測(cè)算，為了保證能源安全，同時(shí)保證以有經(jīng)濟(jì)性的方式接入高比例可再生能源發(fā)電，低碳靈活性容量在2030年應(yīng)達(dá)到30GW，2050年應(yīng)達(dá)到60GW。如果達(dá)不到這個(gè)目標(biāo)，英國(guó)可能要建更多的化石能源發(fā)電才能保證能源安全。
《智能系統(tǒng)和靈活性規(guī)劃2021》中的政策內(nèi)容涉及提升電力消費(fèi)者的靈活性、破除儲(chǔ)能與跨境聯(lián)網(wǎng)的政策阻礙、改革電力市場(chǎng)和推動(dòng)數(shù)字化等四個(gè)方面。對(duì)于儲(chǔ)能，英國(guó)政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的核心思路是，調(diào)整現(xiàn)有政策中不適宜儲(chǔ)能發(fā)展的部分，并在現(xiàn)有的監(jiān)管框架下對(duì)電力市場(chǎng)進(jìn)行改革，通過價(jià)格信號(hào)來引導(dǎo)儲(chǔ)能投資。
平衡服務(wù)市場(chǎng)中的交易品種正在發(fā)生變化，前文所提及的門迪儲(chǔ)能項(xiàng)目所參與的動(dòng)態(tài)遏制市場(chǎng)正是改革的產(chǎn)物。調(diào)頻服務(wù)過去通常以周或者月為周期組織競(jìng)拍，現(xiàn)在則轉(zhuǎn)向?qū)で蠼咏趯?shí)時(shí)的調(diào)頻服務(wù)，以更好地利用系統(tǒng)中的快速響應(yīng)資源。除了動(dòng)態(tài)遏制，還有其他兩種調(diào)頻品種將在未來三年內(nèi)推出。作為輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)設(shè)計(jì)了一整套改革調(diào)頻和備用輔助服務(wù)的改革計(jì)劃，一個(gè)單獨(dú)為調(diào)頻和備用設(shè)計(jì)的日前市場(chǎng)也正在醞釀之中。這對(duì)于反應(yīng)靈敏的電池儲(chǔ)能技術(shù)來說是利好消息。
容量市場(chǎng)也在考慮抽水蓄能電站的參與。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)則，容量市場(chǎng)從拍賣到交付的最長(zhǎng)時(shí)間通常是4年，而抽水蓄能電站的建設(shè)周期往往不止于此。因此在抽水蓄能電站開工時(shí)，投資者還無法得到容量市場(chǎng)合約。英國(guó)政策制定者認(rèn)為，這為項(xiàng)目融資增加了難度。英國(guó)政府正在考慮調(diào)整容量市場(chǎng)的設(shè)計(jì)，以使抽水蓄能這樣建設(shè)周期較長(zhǎng)的儲(chǔ)能電站也能參與進(jìn)來。不過這一改革仍處在政策評(píng)估階段，政策制定者尚未明確改革的具體內(nèi)容。
抽水蓄能以外的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)目前還處于商業(yè)化早期，一些創(chuàng)新項(xiàng)目可以獲得財(cái)政支持。對(duì)于大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中將扮演何種角色，英國(guó)政府仍在考慮之中。2021年7月，商務(wù)能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部發(fā)布了名為“促進(jìn)大規(guī)模和長(zhǎng)時(shí)電力儲(chǔ)能的部署：呼吁證據(jù)”的政策討論文件，初步展示了主管部門對(duì)于大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的政策考量。
這份文件暫時(shí)將大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能定義為規(guī)模100MW以上、能持續(xù)工作4小時(shí)的儲(chǔ)能技術(shù)。在這份文件中，商務(wù)能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部認(rèn)為，由于前期成本高，建設(shè)周期長(zhǎng)，現(xiàn)金流難以預(yù)測(cè)，缺乏歷史業(yè)績(jī)，大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能目前還缺乏投資吸引力，市場(chǎng)目前更看重短時(shí)儲(chǔ)能，讓電池一天循環(huán)多次。盡管承認(rèn)電力系統(tǒng)需要儲(chǔ)能發(fā)揮跨日跨月的作用，但商務(wù)能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部對(duì)市場(chǎng)干預(yù)非常謹(jǐn)慎，仍然希望通過價(jià)格信號(hào)來引導(dǎo)投資，以便于各類長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)在競(jìng)爭(zhēng)中向前發(fā)展。
美國(guó)：打造本土產(chǎn)業(yè)鏈能實(shí)現(xiàn)嗎？
與英國(guó)相似，美國(guó)也通過完善電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則來支持儲(chǔ)能發(fā)展。不少布局海外業(yè)務(wù)的中國(guó)企業(yè)都看好美國(guó)市場(chǎng)。有儲(chǔ)能企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴eo，盡管英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家也有市場(chǎng)機(jī)會(huì)，但體量上都只相當(dāng)于中國(guó)的一個(gè)省。美國(guó)市場(chǎng)規(guī)模更大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)充分，有很大的開拓價(jià)值。
早在2007年，F(xiàn)ERC就通過890號(hào)法案允許包括儲(chǔ)能在內(nèi)的各種非傳統(tǒng)資源提供AGC調(diào)頻服務(wù)。2011年，F(xiàn)ERC又頒布了755號(hào)法案，確立了調(diào)頻按效果付費(fèi)的原則。這些法案幫助調(diào)頻性能優(yōu)異的儲(chǔ)能設(shè)施在市場(chǎng)中獲利。中國(guó)企業(yè)比亞迪累計(jì)為美國(guó)PJM調(diào)頻市場(chǎng)的參與者提供過一百多兆瓦儲(chǔ)能設(shè)備，一度占據(jù)當(dāng)時(shí)PJM儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)一半以上份額。
2018年2月，美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（FERC）頒布841號(hào)法案，進(jìn)一步為儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)掃除障礙。這一法案命令所有區(qū)域傳輸運(yùn)營(yíng)商（RTO）和獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISO）修改其市場(chǎng)規(guī)則，使儲(chǔ)能供應(yīng)商能夠充分參與所有容量、能量和輔助服務(wù)市場(chǎng)。FERC要求各個(gè)市場(chǎng)考慮儲(chǔ)能特殊的物理特性，并把參與市場(chǎng)的門檻直接降到100kW。這使得眾多容量較小的儲(chǔ)能設(shè)施也可以參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
隨著電池成本逐步下降，儲(chǔ)能電站在美國(guó)的部署規(guī)模正處在上升之中。在美國(guó)，光伏+儲(chǔ)能電站和單獨(dú)的光伏電站一樣使用投資稅收抵免政策，這也增加了儲(chǔ)能的競(jìng)爭(zhēng)力。
美國(guó)能源信息署發(fā)布的報(bào)告顯示，截至2019年底，六成儲(chǔ)能電站集中在加州電力市場(chǎng)和PJM市場(chǎng)區(qū)域。截至2020年底，規(guī)模在1MW以上的電池儲(chǔ)能在美規(guī)模達(dá)到1650MW，比上一年增長(zhǎng)35%。美國(guó)能源信息署預(yù)計(jì)，美國(guó)的公用事業(yè)公司還將在2021—2023年之間部署約10GW儲(chǔ)能。
慷慨撥款支持科研
建立自由市場(chǎng)以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮，這是美國(guó)樂于對(duì)外展示的形象。但較少被提及的是，作為科技強(qiáng)國(guó)，美國(guó)政府長(zhǎng)期投入財(cái)政資金支持新技術(shù)的研發(fā)與擴(kuò)散，能源技術(shù)一直是重點(diǎn)。對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)支持從十幾年前就開始了。
2007年，《美國(guó)儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)力法案》出臺(tái)?！睹绹?guó)儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)力法案》旨在支持儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，從而促進(jìn)電動(dòng)交通工具和輸配電技術(shù)等的發(fā)展。法案要求美國(guó)能源部對(duì)法案所涵蓋的六類項(xiàng)目每年共撥款2.95億美元，時(shí)間跨度為2009-2018年，即十年共29.5億美元的財(cái)政支持。這六類項(xiàng)目分別是基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、應(yīng)用研究項(xiàng)目、儲(chǔ)能研究中心項(xiàng)目、儲(chǔ)能系統(tǒng)示范項(xiàng)目、車輛儲(chǔ)能示范項(xiàng)目和電動(dòng)汽車電池二次應(yīng)用與處置。
十年的撥款計(jì)劃結(jié)束后，美國(guó)國(guó)會(huì)繼續(xù)立法，延續(xù)對(duì)儲(chǔ)能研究的資金注入。
2020年10月，《更好的儲(chǔ)能技術(shù)法案》（Better Energy Storage Technology Act， 簡(jiǎn)稱BEST法案）作為《清潔經(jīng)濟(jì)就業(yè)與創(chuàng)新法案》的一部分獲得國(guó)會(huì)參眾兩院通過，后者最終成為了美國(guó)《能源政策法2020》（Energy Policy Act of 2020）的一部分。2020年12月，美國(guó)《能源政策法2020》由當(dāng)時(shí)即將卸任的總統(tǒng)特朗普簽署生效。
BEST法案的核心是一個(gè)為期五年的科研及撥款計(jì)劃，目的是攻關(guān)適用于電力系統(tǒng)的先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)，各類儲(chǔ)能技術(shù)路線都包括其中。BEST法案主要涉及四大類項(xiàng)目：（1）儲(chǔ)能系統(tǒng)研發(fā)；（2）儲(chǔ)能示范項(xiàng)目；（3）長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能示范合作項(xiàng)目；（4）關(guān)鍵材料回收再利用研發(fā)示范項(xiàng)目。此外，美國(guó)《能源政策法2020》還發(fā)起了一個(gè)儲(chǔ)能與微網(wǎng)援助項(xiàng)目，通過撥款支持鄉(xiāng)村電力合作社等小型供電單元部署與可再生能源相關(guān)的儲(chǔ)能和微網(wǎng)項(xiàng)目。
美國(guó)《能源政策法2020》儲(chǔ)能撥款計(jì)劃
這些資金主要通過美國(guó)能源部流向美國(guó)的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和企業(yè)。美國(guó)能源部是美國(guó)在基礎(chǔ)科學(xué)研究方面最主要的管理和資助機(jī)構(gòu)之一，目前管理著17 個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。據(jù)其披露，在2017-2020四個(gè)財(cái)年中，能源部累計(jì)投入16億美元支持儲(chǔ)能的研發(fā)。包括特斯拉在內(nèi)的眾多美國(guó)企業(yè)都曾在初創(chuàng)時(shí)期獲得過能源部的資金支持。
從全文看，BEST法案十分注重長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)。其研發(fā)目標(biāo)除了追求大規(guī)模、低成本之外，特別強(qiáng)調(diào)了要分別開發(fā)持續(xù)放電時(shí)間在1小時(shí)以內(nèi)、6小時(shí)以上、10-100小時(shí)，以及能以周或月為時(shí)間單位持續(xù)放電的儲(chǔ)能系統(tǒng)。對(duì)于示范項(xiàng)目，法案要求能源部在2023年之前啟動(dòng)3個(gè)示范項(xiàng)目，其中一個(gè)項(xiàng)目必須是持續(xù)放電時(shí)間10-100小時(shí)乃至更長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)能項(xiàng)目。長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能示范合作項(xiàng)目則要求能源部與國(guó)防部合作，項(xiàng)目應(yīng)該示范不同規(guī)模的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，并促進(jìn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)走向商業(yè)化。
本地制造的雄心與現(xiàn)實(shí)
與十幾年前的政策相比，美國(guó)延續(xù)了對(duì)研發(fā)的慷慨支持，但比從前更加注重本土制造業(yè)的發(fā)展。2020年底，在美國(guó)《能源政策法2020》簽署的同時(shí)，能源部發(fā)布《儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)路線圖》（Energy Storage Grand Challenge）?！皟?chǔ)能大挑戰(zhàn)”是一個(gè)支持下一代儲(chǔ)能技術(shù)的加速發(fā)展、商業(yè)化和應(yīng)用的綜合性項(xiàng)目，旨在維持美國(guó)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。
“儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)”計(jì)劃提出了三大戰(zhàn)略目標(biāo)：本地創(chuàng)新、本地制造、全球部署（Innovate Here, Make Here, Deploy Everywhere）。
技術(shù)指標(biāo)上，這一計(jì)劃的目標(biāo)是：到2030年，長(zhǎng)時(shí)固定儲(chǔ)能應(yīng)用的平準(zhǔn)化成本達(dá)到0.05美元/千瓦時(shí)，在2020年的基礎(chǔ)上降低90%。該計(jì)劃認(rèn)為，如能達(dá)到這一成本目標(biāo)，將有助于儲(chǔ)能技術(shù)在用電高峰期滿足負(fù)荷、電網(wǎng)應(yīng)對(duì)電動(dòng)汽車快充、確保通信等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性等領(lǐng)域具備商業(yè)可行性。
除此之外，2021年6月美國(guó)白宮發(fā)布《建立彈性供應(yīng)鏈，振興美國(guó)制造業(yè)，促進(jìn)基礎(chǔ)廣泛增長(zhǎng)》供應(yīng)鏈審查報(bào)告，提出在半導(dǎo)體、大容量電池、稀土資源和制藥四大關(guān)鍵領(lǐng)域加強(qiáng)供應(yīng)鏈措施。幾乎同時(shí)，美國(guó)政府發(fā)布了《鋰電池國(guó)家藍(lán)圖（2021-2030）》，提出保障原材料供應(yīng)、建設(shè)美國(guó)國(guó)內(nèi)鋰電池原材料加工能力。提高電池生產(chǎn)能力、廢舊電池回收和材料循環(huán)利用能力，在美國(guó)國(guó)內(nèi)建立完整的鋰電池制造價(jià)值鏈。
盡管美國(guó)一直走在鋰電池研究的前沿，但在過去幾十年，產(chǎn)業(yè)鏈卻始終沒有在美國(guó)落地。
一項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到工廠再到最終面向用戶，其中的過程往往是復(fù)雜和波折的。世界上第一塊可充電鋰離子電池的專利屬于美國(guó)石油巨頭埃克森公司，但由于起火和容量衰減等問題無法解決，這款電池沒能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。解決這些產(chǎn)業(yè)化難題的是日本化學(xué)家吉野彰。發(fā)布全球第一個(gè)商用鋰離子電池并因此在消費(fèi)電子領(lǐng)域大獲成功的，是日本企業(yè)索尼。
1995年，約翰古迪納夫教授在美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的實(shí)驗(yàn)室中研究出將磷酸鐵鋰作為正極材料，但一家日本公司通過約翰古迪納夫?qū)嶒?yàn)室的日本訪問學(xué)者竊取了研究情報(bào)，此后磷酸鐵鋰相關(guān)專利陷入了一系列復(fù)雜的專利糾紛。在各種利益主體在全世界到處打官司的過程中，磷酸鐵鋰技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)廣泛傳播，鋰電池和電子產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈最終也集中在亞洲，而不是美國(guó)。
今天，美國(guó)企業(yè)大量采購來自亞洲的電池。例如，蘋果手機(jī)使用位于中國(guó)東莞的日資企業(yè)ATL的電池，特斯拉電動(dòng)汽車使用日本松下的電池，并開始尋求中國(guó)電池。在美國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)上，美國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)公司也大量使用來自中國(guó)和韓國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的電池，這些企業(yè)包括寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能、LG化學(xué)等等。
2021年7月29日，美國(guó)電池制造企業(yè)KORE Power宣布，該公司將在美國(guó)亞利桑那州建設(shè)一座年產(chǎn)能12GWh的鐵鋰電池工廠。根據(jù)這家公司發(fā)布的新聞，新工廠將是第一個(gè)完全由美國(guó)企業(yè)擁有的鐵鋰電池本土制造工廠。這一項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2021年年底開工，2023年投產(chǎn)。
自2008年美國(guó)金融危機(jī)爆發(fā)后，從奧巴馬到特朗普再到拜登，歷屆美國(guó)政府都強(qiáng)調(diào)“振興制造業(yè)”的基礎(chǔ)理念，通過出臺(tái)一系列“再工業(yè)化戰(zhàn)略”，以此緩解其產(chǎn)業(yè)空心化帶來的諸多國(guó)內(nèi)問題。鋰電池產(chǎn)業(yè)是美國(guó)看重的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，但美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在行動(dòng)。歐盟、中韓等國(guó)家和地區(qū)都將鋰電池作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向，美國(guó)的目標(biāo)可能不會(huì)輕易實(shí)現(xiàn)。
韓國(guó)：一個(gè)反面案例
韓國(guó)坐擁LG能源解決方案、三星SDI和SK創(chuàng)新三大鋰電池企業(yè)，三家公司在動(dòng)力電池領(lǐng)域的全球市場(chǎng)率約占三分之一，也是全世界重要的儲(chǔ)能電池供應(yīng)商。
韓國(guó)屬于孤島電網(wǎng)，電力結(jié)構(gòu)以化石能源為主。目前煤炭、液化天然氣和核電是韓國(guó)發(fā)電的主要力量，煤電和氣電占韓國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量六成以上，核電約占四分之一，可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量不到一成。韓國(guó)總統(tǒng)文在寅上任后，在2017年宣布放棄“以核能為中心的能源政策”，不再開發(fā)核電。文在寅提出了“3020戰(zhàn)略”，也就是到2030年韓國(guó)要實(shí)現(xiàn)20%的電力來自清潔可再生能源。
既有發(fā)展儲(chǔ)能的制造業(yè)基礎(chǔ)，又有電力系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)需要，韓國(guó)對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的支持順理成章，韓國(guó)本土部署儲(chǔ)能規(guī)模的增速也曾一度領(lǐng)先全球?？上?，頻繁的火災(zāi)打斷了這個(gè)進(jìn)程。
激進(jìn)政策下的行業(yè)狂奔
在韓國(guó)，可再生能源配套儲(chǔ)能可以獲得政策傾斜。韓國(guó)實(shí)行可再生能源配額制，強(qiáng)制電力企業(yè)銷售的電量中有一定比例的可再生能源，為了滿足政策要求，企業(yè)可以通過可再生能源發(fā)電獲取可再生能源證書（RECs，以下簡(jiǎn)稱“綠證”）或者從其他企業(yè)購買綠證。不同類型的可再生能源發(fā)電在綠證的計(jì)算中有不同的權(quán)重分。
2015年起，韓國(guó)開始針對(duì)配套儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)電給予額外的可再生能源證書獎(jiǎng)勵(lì)，配套儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)權(quán)重分最高達(dá)到5.5分，此后逐漸下降。2017年起，安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏電站也可以獲得額外獎(jiǎng)勵(lì)，權(quán)重為5。配套儲(chǔ)能的風(fēng)電光伏電站在綠證計(jì)算中的權(quán)重遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他不配套儲(chǔ)能的電站。
除此之外，韓國(guó)最大的公用事業(yè)公司韓國(guó)電力公司（KEPCO）持續(xù)采購儲(chǔ)能電站用于輔助服務(wù)，用以避免調(diào)頻等輔助服務(wù)占用火力發(fā)電容量。在島嶼儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能方面，韓國(guó)也都有相應(yīng)的支持政策。
在政策的支持下，韓國(guó)的儲(chǔ)能規(guī)模，尤其是可再生能源配套儲(chǔ)能的規(guī)模飛速增長(zhǎng)。儲(chǔ)能電站數(shù)量從2016年不到300個(gè)項(xiàng)目，上升到2019年近1500個(gè)項(xiàng)目。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2018年全球新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，韓國(guó)一家獨(dú)大，占比高達(dá)45%。
極速發(fā)展之下，安全問題很快暴露。從2017年8月到2019年1月，韓國(guó)總共披露了二十多起儲(chǔ)能火災(zāi)事故，2019年1月甚至一個(gè)月就發(fā)生四起火災(zāi)。韓國(guó)政府不得不叫停整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，并成立了專門的事故聯(lián)合調(diào)查委員會(huì)調(diào)查事故原因。
頻繁的事故和全行業(yè)的停頓令企業(yè)損失慘重，直到此時(shí)，韓國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)才在被迫的暫停之下，開始討論儲(chǔ)能系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)、消防設(shè)計(jì)等議題。
重啟艱難
2019年6月11日，韓國(guó)通商產(chǎn)業(yè)資源部公布了韓國(guó)儲(chǔ)能電站火災(zāi)調(diào)查結(jié)果。對(duì)于此次調(diào)查涉及的23起事故，最終調(diào)查報(bào)告對(duì)起火原因沒有明確結(jié)論，只是認(rèn)為有四種因素可能導(dǎo)致火災(zāi)事故：（1）電池系統(tǒng)缺陷；（2）針對(duì)電沖擊的保護(hù)體系不周；（3）建成后管理運(yùn)維水平低；（4）儲(chǔ)能系統(tǒng)綜合管理體系欠缺。
同時(shí)，此次事故調(diào)查沒有點(diǎn)名批評(píng)任何一家企業(yè)，也沒有作出任何處罰。據(jù)韓國(guó)媒體報(bào)道，韓國(guó)通商產(chǎn)業(yè)資源部的觀點(diǎn)是，由于沒有企業(yè)違反現(xiàn)行法律法規(guī)，因此政府不會(huì)處罰任何企業(yè)。這樣寬松的態(tài)度招致了韓國(guó)媒體的激烈批評(píng)。
在此之后，韓國(guó)縮短了儲(chǔ)能設(shè)備的法定檢查周期，從原來的4年變?yōu)?-2年。同時(shí)，韓國(guó)開始制定專門針對(duì)ESS的消防標(biāo)準(zhǔn)和專門的儲(chǔ)能電站標(biāo)準(zhǔn)化火災(zāi)應(yīng)對(duì)程序。韓國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也大幅強(qiáng)化儲(chǔ)能產(chǎn)品及系統(tǒng)層面的安全管理。
事故調(diào)查后，韓國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)重啟，但火災(zāi)事故卻沒有終止，2020年和2021年均有事故發(fā)生。根據(jù)韓國(guó)媒體統(tǒng)計(jì)，從2017年8月到2021年4月，韓國(guó)已累計(jì)發(fā)生31起儲(chǔ)能起火事故，其中使用三星電池的占10起，使用LG電池的占18起。
此外，2020年12月，LG宣布在美國(guó)召回其部分Resu10H家用型儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品，原因是內(nèi)部搭載的電芯存在發(fā)熱起火風(fēng)險(xiǎn)。LG儲(chǔ)能產(chǎn)品在美國(guó)有5起事故發(fā)生。頻繁的火災(zāi)正在影響韓國(guó)電池企業(yè)的形象。
韓國(guó)儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)因?yàn)榛馂?zāi)而停滯半年多，行業(yè)重啟后，安全標(biāo)準(zhǔn)的加強(qiáng)提升了運(yùn)營(yíng)成本，配套儲(chǔ)能的發(fā)電企業(yè)的保費(fèi)因火災(zāi)而增長(zhǎng)，這都使得現(xiàn)有項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性下降。
綠證價(jià)格的下降則給了很多配套儲(chǔ)能的光伏企業(yè)致命一擊。在各類支持政策的推動(dòng)下，韓國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)量猛增，綠證市場(chǎng)出現(xiàn)了供大于求的局面，2019年綠證價(jià)格降到2017年的一半，這直接動(dòng)搖了企業(yè)在投資決策時(shí)的財(cái)務(wù)測(cè)算。配套儲(chǔ)能的光伏電站擁有5倍權(quán)重，這意味著當(dāng)綠證價(jià)格下降，光儲(chǔ)企業(yè)的綠證收入降幅更大。一些中小型光伏企業(yè)甚至債臺(tái)高筑，面臨破產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。
有韓國(guó)媒體發(fā)表悲觀評(píng)論：“行業(yè)已經(jīng)被摧毀到難以復(fù)蘇的地步?！?
從2021年開始，綠證制度對(duì)儲(chǔ)能的加權(quán)政策不再實(shí)行。新的綠證政策目前仍在修訂中。
是否還有重振機(jī)會(huì)？
盡管目前投資儲(chǔ)能的韓國(guó)企業(yè)處境不佳，鋰電池企業(yè)也面臨信任危機(jī)，但韓國(guó)政府對(duì)鋰電產(chǎn)業(yè)和電力儲(chǔ)能的支持仍在繼續(xù)。
在鋰電池產(chǎn)業(yè)政策層面，政府將把蓄電池核心技術(shù)視為與半導(dǎo)體并列的國(guó)家戰(zhàn)略技術(shù)，宣稱“電池必將成長(zhǎng)為第二半導(dǎo)體，創(chuàng)造韓國(guó)的未來”。
2021 年7月8日，韓國(guó)政府發(fā)布了“2030二次電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”。根據(jù)戰(zhàn)略，韓企將在2030年前向蓄電池產(chǎn)業(yè)投資超過40.6萬億韓元（約合人民幣2300億元）。與此同時(shí)，韓國(guó)政府將協(xié)助研發(fā)固態(tài)電池等新一代電池技術(shù)，并為相關(guān)的設(shè)備和研發(fā)投入提供稅收優(yōu)惠。
在能源政策層面，韓國(guó)一直走在發(fā)展可再生能源、減少化石能源的路上。
在2020年10月28日，韓國(guó)總統(tǒng)文在寅在國(guó)會(huì)發(fā)表演講時(shí)宣布，韓國(guó)將在2050年前實(shí)現(xiàn)碳中和。韓國(guó)是繼中國(guó)、日本之后，第三個(gè)明確碳中和目標(biāo)的亞洲國(guó)家。
2020年年底，韓國(guó)通商產(chǎn)業(yè)資源部發(fā)布韓國(guó)能源結(jié)構(gòu)藍(lán)圖。其目標(biāo)是，到2034年可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量將占韓國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量的41.9%，液化天然氣、天然氣和核電的發(fā)電裝機(jī)容量將分別占韓國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量的31.8%、15.6%和10.4%。
為配合可再生能源的發(fā)展，2021年6月，韓國(guó)政府宣布，韓國(guó)政府將投資1.12萬億韓元（折合人民幣約62億）安裝1265MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)可再生能源的波動(dòng)。這些儲(chǔ)能設(shè)施將安裝在韓國(guó)12個(gè)主要變電站中，項(xiàng)目將由韓國(guó)電力公司負(fù)責(zé)。
目前，韓國(guó)總統(tǒng)直屬的“2050碳中和委員會(huì)”正在制定實(shí)現(xiàn)2050年碳中和目標(biāo)的方案，已有三個(gè)減碳力度不同備選方案向社會(huì)公布，預(yù)計(jì)會(huì)在年底最終敲定最可行的方案。
三個(gè)方案分別將2050年可再生能源發(fā)電占比目標(biāo)提高到50%到70%的水平，最低方案僅保留少量化石能源發(fā)電，中方案煤電機(jī)組全部關(guān)停、保留少數(shù)天然氣發(fā)電廠，高方案則要關(guān)閉所有煤電和氣電。無論最終實(shí)行哪套方案，對(duì)儲(chǔ)能的需求都將只增不減。
韓國(guó)擁有世界級(jí)的電池企業(yè)，又擁有一個(gè)迫切需要靈活性資源的電力系統(tǒng)，在激進(jìn)的能源政策下，韓國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)野蠻生長(zhǎng)，然后快速崩塌。韓國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很大程度上取決于政府扶持政策的效果，其未來的發(fā)展有待進(jìn)一步觀察。
