中國儲能網(wǎng)訊：儲能作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，既是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要保證，同時還是催生國內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國際能源新高地的重要支撐。2021年7月國家能源局頒布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），隨之同年9月出臺了《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021~2035年）》（以下簡稱《發(fā)展規(guī)劃》，今年3月又印發(fā)了《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》（以下簡稱《實施方案》），這三個文件分別從不同的角度和戰(zhàn)略的高度謀劃了新時期我國儲能發(fā)展的總體布局、重點任務(wù)、發(fā)展思路和實施路徑，給我國電力領(lǐng)域大力發(fā)展儲能業(yè)務(wù)帶來了新契機和提供了新動能。
圍繞一大任務(wù)
即圍繞建立新型電力系統(tǒng)這個根本任務(wù)不動搖。一方面，隨著碳達峰、碳中和目標的提出，以火電為主體的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已難以適應和支撐我國電力清潔低碳的發(fā)展要求，構(gòu)造以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)迫在眉睫，以確保更大規(guī)模的新能源得到充分利用和可靠保障。另一方面，新型電力系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的安全高效提出了更高要求和更嚴標準，需要從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)與負荷側(cè)全系統(tǒng)的統(tǒng)籌謀劃，否則“源荷互動、實時平衡”的電力運行規(guī)律就會被打破，甚至可能導致整個電力系統(tǒng)的崩潰。而儲能被視為確保新型電力系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、安全性和高效性不可缺少的核心要素和重要支撐。如果缺少了儲能這個削峰平谷“大能手”的有效調(diào)節(jié)和靈活調(diào)度，新型電力系統(tǒng)好比建在沙漠上一樣，地基不牢、地動山搖。
把握兩大方向
物理儲能。物理儲能包括抽水蓄能、蓄冷蓄熱儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等幾大類型。抽水蓄能作為最傳統(tǒng)的物理蓄能方式，具有技術(shù)成熟度高、使用壽命長、自放電率低、整體效率高、存儲成本低等優(yōu)勢，對解決電力系統(tǒng)日益突出的調(diào)峰問題和保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的作用巨大，但也存在能量密度低、受地理條件制約、投資成本高、回報周期長等不足；蓄冷蓄熱儲能主要包括水蓄冷、冰蓄冷、水蓄熱、熔鹽蓄熱等方式，同可再生能源分布式系統(tǒng)的耦合應用將是其未來發(fā)展的重要方向；壓縮空氣儲能兼具儲能容量大、周期長、效率高和單位投資較小等優(yōu)點，被認為是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模電力儲能技術(shù)；飛輪儲能具有技術(shù)成熟度高、高功率密度、長壽命、充放電次數(shù)無限以及無污染等優(yōu)勢，在電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量保障等方面意義重大。
電化學儲能及氫儲能。電化學儲能涵蓋鋰電池、鉛酸電池、鈉離子電池、全釩液流電池以及超級電容等不同類型，其中，鋰電池具有重量輕、能效高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，但存在安全穩(wěn)定性較差、成本高等劣勢;鉛酸電池雖然性價比較高、放電安全性能好，但也有使用壽命相對較短、容易帶來污染等不足，較廣泛應用于風電光伏等新能源發(fā)電側(cè)配儲能和用戶側(cè)儲能項目；鈉離子電池的能量密度要大于鉛酸電池，但小于鋰電池，未來同鋰電池和鉛酸電池存在較強的互補關(guān)系。全釩液流電池具有規(guī)模大、壽命長、成本低、效率高等優(yōu)點，在光風發(fā)電站配套儲能、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域應用很普遍。超級電容儲能具有效率高、功率大、充放電循環(huán)次數(shù)多等好處，不足在于能量密度不足、使用成本高，較多應用于風力發(fā)電、微電網(wǎng)和建筑節(jié)能領(lǐng)域。氫儲能發(fā)展前景廣闊，但目前仍處于探索起步階段，距離實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展仍然有較長的路要走。
圍繞三條主線
電源側(cè)。對電源側(cè)而言，儲能的需求終端是能源電力的生產(chǎn)商。由于不同的電力來源會對電網(wǎng)產(chǎn)生不同的影響以及負載端的不可預測性，從而導致發(fā)電和用電的動態(tài)不匹配等問題，形成電源側(cè)對儲能的需求場景各不相同，大體可劃分為能量型需求場景（能量時移、容量機組）、功率型需求場景（如負荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、備用容量）和能源型/功率型需求場景（如可再生能源并網(wǎng)）三大類需求場景和六小類應用場景。電源側(cè)儲能對改善新能源特性、平抑發(fā)電功率波動、減少棄風棄光、提高電能質(zhì)量、提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平等方面具有重要作用。
電網(wǎng)側(cè)。儲能在電網(wǎng)側(cè)的應用主要在輸配電領(lǐng)域，其應用類型從實際效果的角度來看更多地發(fā)揮替代效應，一般分為緩解輸配電阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴容及無功支持等三種類型。緩解輸配電阻塞是指將儲能系統(tǒng)安裝在線路上游，當線路負荷超過線路容量、發(fā)生線路阻塞時，把無法輸送的電能儲存到儲能設(shè)備中，一旦線路負荷小于線路容量時，儲能系統(tǒng)自動向線路放電；延緩輸配電設(shè)備擴容是指通過在傳統(tǒng)輸配電線路上內(nèi)加裝儲能設(shè)施，待其出現(xiàn)自身容量低于負荷的情況時，利用儲能系統(tǒng)通過較小的裝機容量達到有效提高電網(wǎng)的輸配電能力的目的；無功支持是指在輸配線路上通過注入或吸收無功功率而達到調(diào)節(jié)輸電電壓的目的。
用戶側(cè)。即在電力使用的終端領(lǐng)域，依托儲能配置達到優(yōu)化廣大用戶的用電需求、降低用戶的用電成本的目的：一是降低容量費用，是指用戶通過安裝儲能系統(tǒng)，發(fā)揮其在用電低谷時儲能、在高峰時負荷放電的作用，達到降低整體負荷和減少容量費用的目的；二是提升電能穩(wěn)定性，是指用戶側(cè)在電流、電壓不穩(wěn)定的情況下，依托儲能系統(tǒng)達到平滑電壓、頻率波動的目的；三是提高供電可靠性，是指發(fā)生停電故障時，借助儲能系統(tǒng)避免出現(xiàn)供電中斷，確保供電的連續(xù)性和不間斷性。
秉持四大原則
安全規(guī)范原則。儲能作為一項多學科交叉、多過程耦合的系統(tǒng)工程，一定要筑牢安全底線，確保系統(tǒng)可靠運行：一方面要把安全性作為儲能發(fā)展的先決條件，從本體安全、設(shè)計安全、過程安全和運維安全四大方面整體統(tǒng)籌考慮，確保做到萬無一失、警鐘長鳴；另一方面要建立健全行業(yè)標準規(guī)范，研究制定科學的儲能技術(shù)標準、管理模式、監(jiān)測機制、評估體系，明確各環(huán)節(jié)的安全責任主體，確保儲能全員、全方位、全過程安全管理。
經(jīng)濟高效原則。電力儲能發(fā)展要遵循全壽命周期使用成本最低的原則，結(jié)合電力項目開發(fā)特點、地域特征和行業(yè)要求，因地制宜選擇規(guī)模容量、技術(shù)路徑、儲能方式和商業(yè)模式，不能為了求大、求全而盲目做出選擇，科學制定出適宜投資、成本合理以及最佳效率的技術(shù)設(shè)計方案；與此同時，還要充分考慮在滿足現(xiàn)有儲能使用功能的基礎(chǔ)上，適當保留余地，讓儲能具備可拓展性，為其今后的使用、維護以及更新等活動提供便利條件。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)原則。既要統(tǒng)籌好儲能與可再生能源等清潔低碳能源的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，形成“新能源+儲能”發(fā)展格局，打開構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的“關(guān)鍵鑰匙”；又要統(tǒng)籌好傳統(tǒng)儲能與新型儲能的協(xié)調(diào)發(fā)展，形成抽水蓄能與新型儲能比翼齊飛的發(fā)展局面，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供基礎(chǔ)保障；還要統(tǒng)籌好新型儲能標準體系與現(xiàn)有能源電力系統(tǒng)相關(guān)標準規(guī)范的協(xié)調(diào)銜接，形成相互兼容和開放的發(fā)展路徑，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供強大的技術(shù)支撐。
合作共贏原則。儲能作為新興產(chǎn)業(yè)，需要各方面協(xié)同互補、通力合作：要積極打造開放包容的經(jīng)營環(huán)境，加強同儲能頭部企業(yè)、廣大同行和民營資本的戰(zhàn)略合作，共同推動儲能產(chǎn)業(yè)及商業(yè)模式的創(chuàng)新；要全面加強產(chǎn)業(yè)上下游分工合作，通過技術(shù)進步、資源共享和規(guī)?；l(fā)展，切實降低經(jīng)營成本；要大力推動產(chǎn)學研用融合發(fā)展，充分發(fā)揮政府、企業(yè)、金融機構(gòu)、技術(shù)機構(gòu)等各方面力量，聯(lián)合組建新型儲能發(fā)展基金和創(chuàng)新聯(lián)盟，筑牢發(fā)展根基。
推行五大舉措
以規(guī)劃為引領(lǐng)，從戰(zhàn)略高度把握儲能的大趨勢。根據(jù)初步測算，我國若在2030年實現(xiàn)碳達峰的目標，預計風光總裝機規(guī)模不會低于12億千瓦，屆時我國抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模將達到1.2億千瓦、新型儲能的規(guī)模大概會在“十四五”末的基礎(chǔ)上再翻一番。因此，無論是《發(fā)展規(guī)劃》《指導意見》還是《實施方案》，只是從不同角度對抽水蓄能和新型儲能作出重大部署和戰(zhàn)略安排，而上述三個文件的相繼發(fā)布同“十四五”規(guī)劃建設(shè)的九大新能源基地亦是緊密相聯(lián)的，形成相互依存、不可分割、打捆開發(fā)的新格局?？傮w來說，一方面“雙碳”目標為儲能產(chǎn)業(yè)孕育了前所未有跨越式發(fā)展的歷史機遇，另一方面打造新型電力系統(tǒng)為儲能行業(yè)催生出無限廣闊的美好前景，未來新型電力系統(tǒng)的建設(shè)必將精準勾畫出儲能發(fā)展的兩大“路線圖”：一條是圍繞新能源開發(fā)的現(xiàn)實需要，大力發(fā)展存儲容量大、持續(xù)放電時間長、系統(tǒng)效率高、循環(huán)性能好的集中式儲能，全面提高新能源的消納能力；一條是瞄準微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的客觀趨勢，加快分布式儲能規(guī)?；瘧茫l(fā)揮聚合效應，實現(xiàn)對電網(wǎng)多種需求的支撐能力，確保我國儲能發(fā)展步伐邁入“快車道”。
以創(chuàng)新為驅(qū)動，突破新型儲能發(fā)展的技術(shù)瓶頸。毫無疑問，我國在抽水蓄能技術(shù)開發(fā)上走在世界前列，全球十大抽水蓄能電站我國就占據(jù)七座，但不可否認的是，我國在新型儲能技術(shù)方面同國外先進同行相比存在不少差距，核心技術(shù)仍待突破，市場滲透性較低，突出表現(xiàn)在：一是綜合技術(shù)成熟度有待提升，雖然我國已初步建立了較完善的儲能產(chǎn)業(yè)鏈布局和形成多路徑的儲能技術(shù)并行研發(fā)的新格局，但部分儲能的核心部件和關(guān)鍵材料尚依賴國外進口，電化學儲能電池的模塊化、集成化、智能化程度還有較大的提高空間，一些前沿性技術(shù)還要加大攻關(guān)突破，同歐美發(fā)達國家相比存在較大代差；二是系統(tǒng)安全性亟待解決，尤其是這幾年電化學儲能電站的安全事故時有發(fā)生，敲響了新型儲能的安全警鐘，必須盡快建立健全儲能安全技術(shù)標準、運管體系、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、預警系統(tǒng)、考核機制，確保全壽命周期的全過程安全；三是儲能運行控制系統(tǒng)存在短板，關(guān)鍵基礎(chǔ)性軟件還掌握在外國人手里，電網(wǎng)風光儲協(xié)同控制技術(shù)成為制約儲能系統(tǒng)價值創(chuàng)造的“瓶頸”。一言以蔽之，高安全、長壽命、低成本、高效率、大規(guī)模、可持續(xù)是衡量新型儲能技術(shù)的主要維度，全方位、全鏈條、多層次、寬領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新之路仍任重而道遠。
以應用為導向，不斷創(chuàng)新優(yōu)化儲能的商業(yè)模式。除抽水蓄能外，我國新型儲能的商業(yè)模式仍處于探索階段，目前在電力領(lǐng)域的應用大體涵蓋以下四種模式：一是“新能源+儲能”模式，即在新能源場站內(nèi)配建一定比例的儲能設(shè)施，與新能源場站統(tǒng)一接受電網(wǎng)調(diào)度，這種模式的最大不足是利用率低、資源分散且運營成本高；二是租賃儲能模式，即發(fā)電企業(yè)在第三方市場購買儲能系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備建設(shè)儲能項目，并將儲能項目租賃給有需要的客戶?！秾嵤┓桨浮吩试S租賃儲能容量視作可再生能源儲能配額，為該模式的推廣提供了政策上的便利；三是共享儲能模式，即以電網(wǎng)為紐帶，將獨立分散的電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)、用戶側(cè)的儲能電站資源進行全網(wǎng)優(yōu)化配置，由電網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，借助市場化交易機制，推動源網(wǎng)荷各端儲能能力全面釋放。這種模式最大優(yōu)勢在于能夠讓市場發(fā)揮在資源配置中的決定性作用，可有效避免“一刀切”的強配做法；四是云儲能模式，即借助5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將原本分散在用戶側(cè)的儲能裝置集中到云端，從而達到共享儲能資源，并按使用需求支付相應的服務(wù)費。這種模式代表未來電力系統(tǒng)儲能的新業(yè)態(tài)，發(fā)展前景不可估量。
以成本為重點，切實降低儲能全生命周期費用。單位度電成本過高是制約儲能業(yè)務(wù)發(fā)展的最直接因素。據(jù)相關(guān)機構(gòu)測算，我國電化學儲能（以鋰離子電池為例）的初始投資成本在1.5元/瓦時左右，若按儲能時長3小時計，全生命周期平均度電成本大體在每千瓦時0.5元上下；抽水蓄能的初始成本在6000元/千瓦左右，若按年調(diào)節(jié)時長1000小時計，全生命周期平均度電成本在每千瓦時0.25元左右。特別是電化學儲能隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴大和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，成本的下降空間很大，具體而言主要有以下三大途徑：一是通過技術(shù)創(chuàng)新降本，重視新材料、新工藝、新設(shè)備的研發(fā)運用，加快推進技術(shù)迭代轉(zhuǎn)化，這是實現(xiàn)儲能降低成本的最大推力和最有效方式；二是嚴格控制項目造價，新型儲能的初始投資成本過高是影響儲能在電力系統(tǒng)大規(guī)模應用的關(guān)鍵所在，不少新能源項目因要求配置一定比例的儲能系統(tǒng)而導致項目收益率明顯下降，因達不到企業(yè)規(guī)定投資收益率的最低門檻而不得不放棄；三是盡量降低運維費用，加大系統(tǒng)日常維護管理力度，合理安排配品配件的庫存，不斷提升運維智能化和數(shù)字化建設(shè)水平，全面推行遠程監(jiān)控與定期巡檢相結(jié)合的方式，切實降低綜合運維成本。
以融合為支撐，全面打造儲能發(fā)展的“升級版”。獨木難成林，儲能發(fā)展離不開其他產(chǎn)業(yè)的積極配合和深度融合，這是加快推動儲能高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。一是與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展，在電源側(cè)加快推進“風光水火儲”和多能互補一體化建設(shè)，依托儲能打通高比例可再生能源基地外送通道和提升常規(guī)電站的調(diào)節(jié)能力，在電網(wǎng)側(cè)通過配置儲能提高大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平和提升系統(tǒng)應急保障能力，在用戶側(cè)配置新型儲能支撐分布式供能系統(tǒng)建設(shè)，為用戶提供定制化用能服務(wù)，提升用戶靈活調(diào)節(jié)能力；二是與交通運輸業(yè)的深度融合發(fā)展，通過在城市公共交通、高速公路、鐵路、內(nèi)河航運碼頭等交通節(jié)點上，加快部署儲能系統(tǒng)和充換電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，穩(wěn)步推進建設(shè)零碳交通示范區(qū)建設(shè)，實現(xiàn)綠色出行、低碳生活；三是與環(huán)保產(chǎn)業(yè)的深度融合，一方面要加大環(huán)保節(jié)能材料在新型儲能系統(tǒng)中應用推廣，全面提升儲能效率和降低儲能成本，另一方面要加快廢舊儲能電池、物資材料的回收和再利用，通過預處理、二次處理、深度處理將廢舊電池中鎳、錳、鈷、鋰、銅等可再生資源提煉出來循環(huán)利用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年05期，作者系中國能源建設(shè)集團投資有限公司總經(jīng)濟師
