中國儲能網(wǎng)訊：隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的加快，新型儲能行業(yè)也迎來了發(fā)展的機(jī)遇期。而一個新興行業(yè)的快速發(fā)展一般需要基于產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展。為此，本文在剖析儲能產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上，分析了上游技術(shù)發(fā)展、下游需求增長和政策支持對新型儲能行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動機(jī)制。目前中國已成為新型儲能最大的消費(fèi)國和生產(chǎn)國，但面向未來更加激烈的全球競爭市場，中國應(yīng)結(jié)合世界各國儲能發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展電力現(xiàn)貨市場，從強(qiáng)制配儲轉(zhuǎn)向“獨(dú)立+共享”，垂直整合以增強(qiáng)技術(shù)自主，探索新的技術(shù)路線以提升安全性，創(chuàng)新與國外企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈合作模式。
自工業(yè)革命以來，能源始終是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要動力。在數(shù)百年的發(fā)展中，大量化石燃料的燃燒帶來了諸多環(huán)境、能源等問題，為有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，人類正積極尋求替代方案。
2020年，中國向世界宣布了“雙碳”目標(biāo)，風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源在中國的能源結(jié)構(gòu)中占比不斷提高。
截至2023年底，中國風(fēng)光發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)占總裝機(jī)容量的36%。但由于風(fēng)光發(fā)電固有的資源屬性和并網(wǎng)特性，其與常規(guī)可控電源相比具有隨機(jī)性、波動性和不可控性，難以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電源“以用定發(fā)”的基本功能，因此發(fā)展新型儲能就成為保障能源安全的關(guān)鍵。
國家發(fā)改委于2022年印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》，強(qiáng)調(diào)要規(guī)模化發(fā)展新型儲能以支撐新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，這就需要儲能行業(yè)上下游多點(diǎn)發(fā)力，而在產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)則有不同的驅(qū)動力。
為此，本文從產(chǎn)業(yè)鏈視角分析儲能行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動機(jī)制及未來的發(fā)展方向，以推動實(shí)現(xiàn)我國新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
一、全球儲能行業(yè)新發(fā)展
20世紀(jì)初，儲能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械儲能領(lǐng)域，水泵儲能、重物儲能等開始應(yīng)用發(fā)展；中國則從20世紀(jì)60年代開始抽水蓄能電站的研究，第一座混合式抽水蓄能電站——崗南水電站于1968年建成。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，新型儲能的發(fā)展不斷加速，新型儲能行業(yè)已經(jīng)成為能源革命的一個重要支撐性行業(yè)[1][2]。
（一）中國儲能行業(yè)新發(fā)展
自2011年張北風(fēng)光儲輸示范工程投產(chǎn)以來，我國新型儲能行業(yè)開始加快發(fā)展。截至2023年底，中國累計(jì)新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)31.39GW，占全球總規(guī)模的36.5%。僅2023年一年，中國就實(shí)現(xiàn)新增新型儲能裝機(jī)22.6GW，占全球當(dāng)年新增裝機(jī)的50.7%，成為世界最大的儲能市場。在眾多新型儲能技術(shù)中，電化學(xué)儲能技術(shù)處于絕對主導(dǎo)地位。2023年，中國累計(jì)投運(yùn)的鋰離子儲能電池占累計(jì)儲能裝機(jī)的97.4%，可以說，電化學(xué)儲能是目前新型儲能行業(yè)最具代表性和最具有商業(yè)化能力的技術(shù)路線。
（二）世界其他主要國家儲能行業(yè)新發(fā)展
目前，歐洲儲能市場的發(fā)展主要由德國和英國主導(dǎo)，意大利、法國等國家也發(fā)展迅速。近年，受到俄烏沖突等因素的影響，歐洲能源缺口擴(kuò)大，電力價格大幅波動，歐洲消費(fèi)者對戶儲的需求急劇增加。但是，歐洲的電力市場改革進(jìn)展較慢，儲能在電力市場的獨(dú)立地位不明確，輔助服務(wù)市場化程度較低，不能很好地配合需求端的快速增長。
同樣是新型儲能發(fā)展迅速的美國則展示出與歐洲不同的發(fā)展格局。在美國，“光伏+儲能”是主要發(fā)展形式，其快速發(fā)展主要是由政策引導(dǎo)、市場驅(qū)動的。美國聯(lián)邦政府通過ITC政策和IRA細(xì)則對新能源配儲提供了大力支持，聯(lián)邦能源管理委員會則要求電力系統(tǒng)運(yùn)營商消除儲能參與電力市場的障礙，并基于市場價格對其提供的服務(wù)進(jìn)行補(bǔ)償。完善的電力市場機(jī)制為美國新型儲能拓寬了盈利渠道，促進(jìn)了新型儲能的市場化發(fā)展。
二、新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的驅(qū)動力分析
新型儲能行業(yè)存在多條技術(shù)路線，它們的成熟度、應(yīng)用場景均存在一定的差異。常見的新型儲能技術(shù)路線包括電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能、超導(dǎo)儲能、氫儲能、熔融鹽儲能等。
（一）儲能產(chǎn)業(yè)鏈剖析
新型儲能的產(chǎn)業(yè)鏈分為上游原料及設(shè)備供應(yīng)，中游儲能系統(tǒng)建設(shè)，下游應(yīng)用及服務(wù)（如圖1）。由于技術(shù)路線的差異，新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈在部分環(huán)節(jié)中存在不同。在眾多的技術(shù)路線中，目前電化學(xué)儲能技術(shù)占據(jù)了絕對主導(dǎo)地位，其在眾多技術(shù)中脫穎而出，與產(chǎn)業(yè)鏈中各環(huán)節(jié)的支撐密切相關(guān)。
對戰(zhàn)略性新興行業(yè)而言，技術(shù)進(jìn)步是其發(fā)展的重要驅(qū)動力[3]。具體到電化學(xué)儲能行業(yè)，儲能系統(tǒng)使用的儲能電池在效率、壽命、安全性等方面的特性，基本上決定了儲能系統(tǒng)的優(yōu)劣，因此，上游儲能電池技術(shù)是新型儲能行業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。
不同于多數(shù)新型儲能技術(shù)，電化學(xué)儲能的原理是化學(xué)反應(yīng)，其多樣性決定了儲能電池的多樣性，也就決定了上游產(chǎn)業(yè)的差異。較成熟的儲能電池包括鋰離子電池、鈉離子電池、鉛蓄電池以及液流電池等。
目前主流的儲能電池是鋰離子儲能電池，此外，低成本的鈉離子電池、大容量的液流電池等也具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?
同樣，對戰(zhàn)略性新興行業(yè)而言，培育足夠的市場需求也是決定其發(fā)展的重要驅(qū)動力[4]。從下游需求來看，用戶根據(jù)不同的功能需求，在毫秒級、分鐘級、小時級、日級、季度級、年度級等時間尺度上選擇適用的儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如圖2）。
電化學(xué)儲能憑借其產(chǎn)品種類的多樣性，實(shí)現(xiàn)了儲能時長較大范圍的覆蓋，滿足了電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)大多數(shù)用戶的需求，是新建儲能設(shè)施的首要選擇。
（二）新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的技術(shù)驅(qū)動
儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的技術(shù)驅(qū)動主要來自于上游產(chǎn)業(yè)，其中主要是占主導(dǎo)地位的儲能電池行業(yè)。鋰離子儲能電池是目前最主要的儲能電池產(chǎn)品，其技術(shù)路線包括磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等，與動力電池的技術(shù)路線相近，但又與之存在區(qū)別。
隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，動力電池技術(shù)水平不斷提高的同時也對儲能鋰電池行業(yè)產(chǎn)生了技術(shù)溢出。典型案例如吳祖鈺從生產(chǎn)動力電池的寧德時代出走，隨即創(chuàng)立海辰儲能，目前已經(jīng)成長為全球前五的儲能電池企業(yè)。儲能電池在接受動力電池技術(shù)溢出的同時，還在發(fā)展自身技術(shù)的獨(dú)特性。相對于追求高能量密度的動力電池，儲能電池對安全性的考慮更多。2023年，國家能源局建議“中大型儲能電站應(yīng)選用技術(shù)成熟、安全性能高的電池，審慎選用梯次利用動力電池”。
一般而言，儲能技術(shù)要盡可能滿足規(guī)?；⒏甙踩?、低成本、長壽命、無地域限制等要求，鋰離子電池儲能技術(shù)可以在現(xiàn)有技術(shù)條件下滿足前四種需求，成為了目前最適合快速大規(guī)模發(fā)展的儲能技術(shù)。在可預(yù)見的未來，儲能行業(yè)的發(fā)展仍將為儲能電池行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步所驅(qū)動，并向更高安全、更低成本的方向進(jìn)步。
（三）新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的需求驅(qū)動
除了生產(chǎn)端的技術(shù)驅(qū)動，儲能行業(yè)還受到下游巨大需求的推動。隨著風(fēng)光發(fā)電量的增加，新能源配儲需求逐步增多。同時，數(shù)據(jù)中心、5G基站、通信基站、智慧園區(qū)、光儲充電站等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也在不斷增加用電負(fù)荷，儲能不僅可以作為備用能源使用，還可以提高電力運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)用場景不斷向更多領(lǐng)域滲透。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新型儲能的應(yīng)用場景包括電源側(cè)的新能源配儲、火儲聯(lián)合、獨(dú)立儲能，電網(wǎng)側(cè)的共享儲能和獨(dú)立儲能，以及用戶側(cè)的聚合商、電價管理等。
在歐洲，近年來能源危機(jī)推動了戶儲需求的快速發(fā)展；在美國，光伏配儲需求是儲能發(fā)展的重要驅(qū)動力。而在中國，各地的發(fā)展差異則使儲能行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。在內(nèi)蒙古等新能源發(fā)展較快的省區(qū)，新能源配儲發(fā)展迅速；在山東等系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求較大的省區(qū)，獨(dú)立儲能和共享儲能裝機(jī)規(guī)模占比不斷提升；在廣東等工商用戶靈活用電需求較大的省區(qū)，用戶儲能迅速發(fā)展。
除應(yīng)用場景外，盈利模式的發(fā)展也刺激了對新型儲能的需求。當(dāng)前，歐洲正加快電力市場的改革，美國已經(jīng)建立較完善的電力市場，儲能的盈利模式得到極大豐富。目前中國儲能行業(yè)的盈利模式有電量消納、輔助服務(wù)、現(xiàn)貨市場、容量補(bǔ)償、容量租賃、峰谷電價等。限于早期國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場的完善程度，儲能的利潤主要通過提供輔助服務(wù)來獲取。隨著中國電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展，下游需求側(cè)的盈利空間將進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于儲能行業(yè)的不斷發(fā)展。
產(chǎn)業(yè)政策支持是大多數(shù)戰(zhàn)略性新興行業(yè)的又一重要驅(qū)動力[5][6]，對新型儲能行業(yè)也是如此。歐洲的REPowerEU計(jì)劃、美國的ITC政策、IRA細(xì)則及FERC的841號法案，對提高儲能設(shè)施盈利能力、刺激儲能需求都起到了重要的作用。在中國，中央政府和地方政府都制定了多項(xiàng)政策以促進(jìn)新型儲能行業(yè)的發(fā)展。
早在2016年，國家能源局就發(fā)布文件鼓勵試點(diǎn)地區(qū)儲能用戶參與輔助服務(wù)市場，拉開了新型儲能商業(yè)化的序幕。此后，國家各部委在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、調(diào)整分時電價、建設(shè)電力現(xiàn)貨市場、新能源配儲、儲能獨(dú)立地位、配儲轉(zhuǎn)獨(dú)立儲能等方面都出臺了鼓勵政策，以提高新型儲能的盈利能力，并促進(jìn)行業(yè)的市場化競爭。
此外，地方政府還會結(jié)合本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，推出符合本地發(fā)展水平的政策。從2020年開始，可再生能源儲量豐富的內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地率先發(fā)布新能源配儲政策，開啟了新型儲能大規(guī)模布局的時代。除強(qiáng)制配儲外，地方政府的補(bǔ)貼政策也很普遍，涉及設(shè)備補(bǔ)貼、電價補(bǔ)貼、調(diào)峰補(bǔ)貼、需求響應(yīng)補(bǔ)貼等多種補(bǔ)貼方式。但由于補(bǔ)貼無法保證長期的盈利能力，從2022年開始，各地密集出臺了分時電價改革政策以及新型儲能獨(dú)立參與電力市場的政策，新型儲能盈利空間得到極大提升。由此，電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量迎來了爆發(fā)式增長（如圖3）。
三、中國新型儲能行業(yè)未來發(fā)展方向
目前，國際新型儲能市場主要由中、美、歐三方主導(dǎo)，發(fā)展路徑存在一定的差異。隨著全球新型儲能行業(yè)快速發(fā)展，新型儲能市場將引來更加激烈的競爭。中國應(yīng)該借鑒各方長處，從政策和市場方面促進(jìn)儲能行業(yè)上下游協(xié)同發(fā)展。
（一）發(fā)展電力現(xiàn)貨市場
對比美國等電力現(xiàn)貨市場發(fā)達(dá)的國家，當(dāng)前國內(nèi)新型儲能面臨盈利能力不足問題，通過輔助服務(wù)獲得的盈利難以覆蓋建設(shè)成本，而允許儲能參與多樣化的市場交易可提高其盈利能力。未來的電力現(xiàn)貨市場應(yīng)該更加活躍，減少企業(yè)持有電力現(xiàn)貨的流動性成本。同時，對儲能開放的服務(wù)品種也應(yīng)該更加多元化，通過輔助服務(wù)、容量補(bǔ)償、容量租賃、峰谷套利等多種方式讓儲能用戶獲利?。這樣，電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)儲能的積極性都會得到提高，從而進(jìn)一步促進(jìn)電力現(xiàn)貨市場的活躍度，增強(qiáng)儲能行業(yè)下游需求支撐。
（二）從強(qiáng)制配儲轉(zhuǎn)向“獨(dú)立+共享”
參考海外市場經(jīng)驗(yàn)，“獨(dú)立+共享”儲能模式可提升參與電力市場的積極性，是一種盈利較快的方式。當(dāng)前，我國大部分省市都出臺了強(qiáng)制配儲政策，這些政策在初期確實(shí)可以起到增加儲能裝機(jī)量的作用，但由于目前配儲成本的疏解渠道還沒有打通，這種政策會給企業(yè)帶來一定的虧損，導(dǎo)致市場整體配儲積極性不高。而將儲能設(shè)備作為電力市場上的獨(dú)立主體運(yùn)營，空余容量就可以在電力市場實(shí)現(xiàn)容量共享。未來，規(guī)?；ㄔO(shè)的獨(dú)立儲能電站在參與調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)的同時，可以將儲能容量租賃給風(fēng)光發(fā)電企業(yè)等容量需求方，實(shí)現(xiàn)“獨(dú)立+共享”的多樣化盈利模式。
（三）垂直整合與技術(shù)國產(chǎn)化
按照世界各國的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，儲能產(chǎn)業(yè)鏈的中游集成商更容易整合上下游資源進(jìn)行一體化布局。未來，新型儲能行業(yè)的中游企業(yè)應(yīng)該發(fā)揮已有優(yōu)勢，整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，在電芯模組、管理系統(tǒng)、變流器等環(huán)節(jié)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展?。此外，新型儲能市場產(chǎn)業(yè)鏈的成熟還要有核心技術(shù)支撐。目前中國新型儲能行業(yè)部分設(shè)備和芯片仍依賴進(jìn)口，如高精度膜頭、干法極片等設(shè)備仍然需要進(jìn)口供給?。未來，要實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)成本的進(jìn)一步降低，需要在產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合以及關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化上下功夫。
（四）探索新的技術(shù)路線以提升安全性
新型儲能的安全性也是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要特別關(guān)注的。2017年到2022年全球共發(fā)生60多起儲能安全事故，僅2022年上半年就發(fā)生了17起?。雖然鋰離子電池儲能存在一定的安全性問題，但目前還沒有更好的替代方案。中國在2023年通過發(fā)布指導(dǎo)意見引導(dǎo)企業(yè)使用安全性較高的儲能電池，但在技術(shù)上還沒有實(shí)現(xiàn)重大突破。未來，新型儲能行業(yè)應(yīng)該加快上游技術(shù)路線創(chuàng)新，研發(fā)更加安全可靠的儲能系統(tǒng)，如固態(tài)電池因其固態(tài)電解質(zhì)不易泄露、燃爆的特性而安全性較高。
（五）在海外發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)鏈合作模式
國際市場開拓是中國新型儲能電池發(fā)展的重點(diǎn)，但面臨的國際競爭壓力和目的國政治壓力較大，亟需發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)鏈合作模式。比如，寧德時代繼2023年與福特通過技術(shù)授權(quán)模式合作建廠后，目前正與通用等國外公司推進(jìn)技術(shù)授權(quán)模式合作，這種不占股份只出技術(shù)的合作模式有助于免受政治地緣干擾，而且能因技術(shù)應(yīng)用場景增多和該技術(shù)路線生產(chǎn)規(guī)模增大而提高寧德時代的市場地位。
