中國儲能網(wǎng)訊：2015年是國家“十二五”收官之年，也為下一個五年的發(fā)展指明了方向。在11月3日發(fā)布的《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》的“堅持綠色發(fā)展，著力改善生態(tài)環(huán)境”部分提出了推進能源革命，加快能源技術創(chuàng)新，提高非化石能源比重，加快發(fā)展風能、太陽能，加強儲能和智能電網(wǎng)建設，發(fā)展分布式能源，推行節(jié)能低碳電力調(diào)度，實施新能源汽車推廣計劃等重點工作。能源轉型，能源消費革命勢在必行！可再生能源的發(fā)展、分布式能源的推進、電動汽車的推廣、儲能系統(tǒng)的建設，無一不是激勵儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。蓄勢待發(fā)，是2015年儲能產(chǎn)業(yè)最突出的表現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要原動力，政策催生市場
從2009年美國政府通過ARRA法案以1.85億美元的投資資助16個示范項目，撬動了市場上約5.87億美元的資本助力儲能示范，到加州規(guī)劃1.325GW的儲能安裝量，美國儲能技術產(chǎn)業(yè)化政策經(jīng)歷了從推動示范項目到制定發(fā)展規(guī)劃再到提供一系列支持和補貼的發(fā)展過程。其中，加州的AB2514法案，和自發(fā)電激勵計劃(SGIP)分別從規(guī)劃電力運營商對儲能的應用和對分布式能源項目安裝儲能的補貼入手，利用行政手段和經(jīng)濟手段推動了儲能的應用。
近期，加州的幾家電力公司分別向加州公用事業(yè)委員會(CPUC)提交了各自的分布式發(fā)電發(fā)展計劃，明晰了未來加州分布式發(fā)電及微電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展路線和思路。這是加州的電力公司按照2013年出臺的AB327法案所做的分布式能源的規(guī)劃工作。通過AB327法案的執(zhí)行，加州政府希望加強分布式發(fā)電及微網(wǎng)與大電網(wǎng)的協(xié)同工作，使微網(wǎng)成為電力系統(tǒng)的一個重要部分，也為儲能規(guī)?；貞糜谖⒕W(wǎng)奠定了基礎。加州政府對儲能的支持也為美國其他地區(qū)，乃至全球其他國家推動儲能發(fā)展提供了參照，同時也激勵了全球儲能市場的發(fā)展。加拿大、澳大利亞、日本、韓國等國家也不斷推出政策和補貼措施，深化對儲能產(chǎn)業(yè)的推動和支持。
表1：近年不同地區(qū)對儲能的支持政策
經(jīng)過了“十二五”五年時間的沉淀，我國相關政府部門對儲能的重視程度不斷增加，在“十三五”期間，儲能被納入能源局、科技部及地方政府的發(fā)展規(guī)劃中，包括科技部“十三五規(guī)劃”、能源局“能源科技創(chuàng)新十三五規(guī)劃”等。今年7月，國家能源局《關于推進新能源微網(wǎng)示范項目的指導意見》出臺后，激勵了光儲模式的成熟和發(fā)展；下一步隨著細則的制定，含儲能技術的微網(wǎng)有望得到政策和補貼的支持，這將助力儲能技術更廣泛、更有效地參與到新能源微網(wǎng)建設中。2015年3月，《中共中央國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(簡稱電改9號文)正式出臺，11月底又發(fā)布了6個配套文件，隨著新一輪電力體制改革的部署和深化，電力存儲環(huán)節(jié)也將逐步加入到靈活、市場化的電力體系建設和運行中，多種儲能技術應用前景廣闊。
全球儲能發(fā)展平穩(wěn)，中國持續(xù)高速增長，在國際市場嶄露頭角
據(jù)CNESA(中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟)項目庫不完全統(tǒng)計，預計到2015年12月底，全球累計運行的儲能項目裝機規(guī)模144.8GW，其中抽水蓄能為142.1GW；電化學儲能項目318個，累計裝機量(2000-2015年)為891MW。從2010年起，全球儲能產(chǎn)業(yè)增速趨穩(wěn)，年復合增長率(2010-2015年)為17%。在儲電市場快速發(fā)展的同時，儲熱市場的熱度也不斷增加。據(jù)CSP Today統(tǒng)計與預測，到2015年底，全球光熱發(fā)電裝機規(guī)模為5GW，其中投運的熔融鹽儲熱項目裝機量超過1.3GW，另有超過1.3GW的儲熱項目正在部署中，主要分布在西班牙、南非、智利、中東、美國等地區(qū)。
據(jù)CNESA項目庫不完全統(tǒng)計，預計到2015年底，中國儲能市場的累計裝機量(2000-2015年)為21.9GW，其中抽水蓄能為21.8GW；電化學儲能項目裝機106MW，占全球電化學儲能項目裝機總容量的12%，與2012年的4%相比，有大幅提升。近五年，中國電化學儲能市場的增速明顯高于全球市場，年復合增長率(2010-2015年)為110%，是全球的6倍。
中國光熱發(fā)電市場中熔融鹽儲熱的應用熱度也很高，但落實的項目有限。據(jù)光熱發(fā)電網(wǎng)(CSPPLAZA)研究中心統(tǒng)計，截至2015年上半年，我國累計在建、規(guī)劃中的光熱發(fā)電項目近40個，總裝機規(guī)模超過3GW，并且絕大部分項目都配置了儲能系統(tǒng)，儲能時長1-16小時不等，但礙于電價政策，大部分項目的實際推進進度十分緩慢。今年11月，我國首批太陽能熱發(fā)電示范項目啟動，示范項目的總容量在1GW以內(nèi)，申報電價集中在1.18元-1.25元之間，能源局領導指出，并不是單純要建設一批光熱示范項目，重要的是要帶動國產(chǎn)技術和設備的產(chǎn)業(yè)化，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下基礎，實現(xiàn)2020年1000萬千瓦的光熱建設目標。最終的電價政策將在項目評審完成后制定出臺。隨著光熱市場機制和價格體系的逐步形成，高溫儲熱市場的發(fā)展將步入正軌。
圖1：全球儲能項目累計裝機規(guī)模(2000-2015)
圖2：全球電化學儲能項目累計裝機規(guī)模(2000-2015)
截止到2015年12月底，美國、日本和中國的電化學儲能累計裝機量位列全球前三名，占比分別為44%、35%和12%。智利是唯一進入全球儲能裝機規(guī)模前十名的南美洲國家，德國則是歐洲儲能裝機比重最大的國家。國際市場中，鋰離子電池和鈉硫電池的裝機比例接近，分別為39%和38%；鋰離子電池的增速較快。而在中國市場，鋰離子電池裝機份額最大，為66%，其次是鉛蓄電池和液流電池，比例分別為15%和13%。目前，國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池、全釩液流電池、閥控鉛酸及鉛炭電池具有較強的國際競爭力。進一步提升電池轉化效率、能量密度和循環(huán)壽命并保持國際領先性是各類主流技術的努力目標。
圖3：中國儲能項目累計裝機規(guī)模(2000-2015)
圖4：中國電化學儲能項目累計裝機規(guī)模(2000-2015)
從全球廠商格局來看，鈉硫電池技術廠商NGK依然占據(jù)榜首位置，鋰電技術廠商表現(xiàn)搶眼，在全球裝機前十名的廠商中占據(jù)五席，包括*A123、比亞迪、Saft、LG Chem和三星SDI。國內(nèi)廠商中，除了比亞迪依然占據(jù)裝機第一的位置，其他主流技術廠商，包括南都電源、大連融科、中航鋰電等也在快速發(fā)展。隨著國際戶用儲能市場和調(diào)頻市場的逐步啟動，國內(nèi)廠商也逐步向國際市場滲透。
2015儲能的應用與發(fā)展模式創(chuàng)新層出不窮
光伏+儲能模式在全球多國落地2013年以來，儲能越來越多地應用到可再生能源發(fā)電與微網(wǎng)項目中，在中國市場這一現(xiàn)象尤為突出。據(jù)CNESA不完全統(tǒng)計，分布式發(fā)電及微網(wǎng)領域的儲能項目在我國全部儲能項目中的占比從2013年的24%，提高到2015年的46%，究其原因，主要有四點：國家制定了非常積極的屋頂光伏發(fā)展計劃并給予電價補貼；分布式項目從成本和技術特性兩方面都更適合現(xiàn)階段的儲能技術參與；從國際經(jīng)驗看分布式能源發(fā)電的最終目標是自發(fā)自用，儲能的應用必不可少；光儲模式存在很多創(chuàng)新點和潛在盈利機會，是投融資機構最關注和樂于參與的領域。
據(jù)GTM/ESA報告，2014年美國用戶側儲能只占全部儲能項目的10%，但其增長速度將比電網(wǎng)側和發(fā)電側儲能都快，有望在2019年占總裝機的45%。電費管理(包括電量電費和容量電費)是儲能在用戶側應用的重要因素。以美國加州為例，截止到2014年底，在SGIP激勵下開展的儲能項目(包括規(guī)劃、審批、在建和投運)總量達到1118個，容量為75MW。Solarcity的光儲創(chuàng)新模式打開了儲能在美國用戶側市場的應用之門，也使得其他國家的光伏和儲能公司爭相在本國打造光伏儲能新模式，以期把市場需求、政策和金融整合起來，盡快實現(xiàn)光儲項目的商業(yè)化應用。
近期德國的用戶側儲能市場也變得十分活躍，在德國政府儲能安裝費補貼、免征營業(yè)稅和銀行低息貸款等政策支持下，戶用儲能的經(jīng)濟性變得十分明顯。據(jù)預測，光伏+儲能系統(tǒng)將從2014年的10，000套上升至2015年的13，000套，2017年有望達到60，000套。澳大利亞和日本市場用戶側儲能的發(fā)展也很快。
從應用廣泛性和經(jīng)濟性角度看，我國光儲模式的發(fā)展還有較大的努力空間。首先，我國的光伏發(fā)電要想成長為一個可持續(xù)發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)，就必須完善政策和補貼措施、創(chuàng)新商業(yè)和融資模式。目前國內(nèi)主流分布式光伏商業(yè)模式仍然延續(xù)地面電站開發(fā)的模式，即項目業(yè)主自有資本金+銀行融資的模式，新的融資渠道拓展有限，尚未形成光伏資產(chǎn)和社會資本之間的對接，通過產(chǎn)業(yè)投資基金撬動項目開發(fā)的模式仍處于討論階段。另外，從儲能參與光伏項目角度看，由于缺乏儲能相關政策支持，且儲能成本較高，使得合理配備儲能的項目不具備盈利性，也缺乏收益點來吸引資本市場的投入。最后，用戶側儲能的一些附加價值，例如，利用較大的峰谷差實現(xiàn)低存高賣的套利、通過參與需求響應獲得額外收益等一時在我國市場也很難實現(xiàn)。
因此，包括提高峰谷電價差、儲能安裝補貼、儲能電價補貼等在內(nèi)的政策支持是光儲項目建設的一個不可或缺的因素；同時也希望已經(jīng)開啟的新一輪電改會為儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一個更靈活和市場化的電力應用平臺，更多地實現(xiàn)儲能作為一個快速響應電源的價值。儲能技術的完善和成本降低也是一個重要的儲能應用推動因素；電動汽車的發(fā)展，促進了動力電池的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，有利于降低成本；各種儲能技術在電信、交通、采礦、物流等領域的發(fā)展也會有利于降低技術成本，提高技術指標。只有在國家補貼政策的框架下，技術廠商和金融機構應通力合作，充分利用自身的專業(yè)能力、資金實力和市場經(jīng)驗，才能引導和推動適合中國市場的光儲模式的發(fā)展。
需求側管理為儲能帶來新價值
儲能技術的應用從來都不是孤立存在的，它的發(fā)展往往與可再生能源滲透率的提高、電力供應與消費效率的優(yōu)化、低碳綠色生存環(huán)境的建立息息相關?；茉磪T乏、環(huán)境污染日益嚴重是全球面臨的主要問題，作為經(jīng)濟高速發(fā)展國家，這些問題在中國尤為突出。2014年6月，習近平總書記提出要推動生產(chǎn)和消費革命，其中首要的便是“推動能源消費革命，抑制不合理能源消費。堅決控制能源消費總量，有效落實節(jié)能優(yōu)先方針，把節(jié)能貫穿于經(jīng)濟社會發(fā)展的全過程和各領域”。*電力需求側管理作為降低能源消費量、提高能源使用效率的最有效手段之一，在需求側的消費革命中會有很大的發(fā)展機會，前景不容忽視。
電力需求側管理指的是政府通過政策措施、電價機制等引導用戶采取能效措施、改變用電行為，從而達到降低高峰用電、提高供電效率、優(yōu)化用電方式等目的。電力需求側管理包括能效管理和負荷管理兩個部分。能效管理指通過用戶采用先進技術和高效設備，實行科學管理，提高終端用電效率，減少電量消耗，取得節(jié)約電量效益和減少污染排放的效益。負荷管理即電力需求響應，具體指電力用戶在調(diào)度信號、激勵機制的驅動下，在尖峰用電時段或者電網(wǎng)不穩(wěn)定時，改善自己的用電方式，從而降低高峰用電、維護電網(wǎng)穩(wěn)定。
其實需求側管理或者電力需求響應并不是新鮮事務， 美國是目前世界上需求響應開展較好的國家之一。美國市場上，需求響應主要分為基于價格機制的需求響應和基于激勵機制的需求響應?；趦r格機制的需求響應資源一般來自于居民用戶，基于激勵機制的需求響應資源一般來自于工商業(yè)用戶。美國各電力公司根據(jù)自身特點，設置并提供了豐富多彩的需求響應項目供電力用戶選擇性參加，例如太平洋燃氣與電力公司(PG&E)就設置了針對小型公司的需求響應項目：智能空調(diào)項目、家庭和商務區(qū)域聯(lián)網(wǎng)項目；針對大中型公司的需求響應項目：商務刺激項目、集成方項目、補貼項目。
目前，這種方式也為國外的用戶側儲能項目提供了增值機會，支持了一些儲能系統(tǒng)集成商建立創(chuàng)新商業(yè)模式。在加州、紐約州等需求響應和用戶側儲能業(yè)務發(fā)展較早的地區(qū)，已經(jīng)有UPS、Shore Hotel、7-11等多家公司安裝并應用儲能系統(tǒng)，與*Green Charge Network公司達成電力能效協(xié)議，通過Green Charge Network公司統(tǒng)一管理儲能系統(tǒng)的充放電行為，參與需求響應，并獲得相應補貼。通過聚集分布式資源參與加州需求響應市場來增加額外的收益也是Stem公司提出的“儲能即服務”模式中的一個重要應用。
我國電力需求側管理潛力巨大，全國共裝有電力負荷管理系統(tǒng)裝置超過30萬臺，投資規(guī)模約250億元?？杀O(jiān)測負荷約1.5億kW，監(jiān)測面積達到大工業(yè)和非普工業(yè)的50%，可控制負荷近0.5億kW，70%以上的電力缺口通過需求側管理措施解決。從我國近年來的電力持續(xù)負荷統(tǒng)計來看，全國95%以上的高峰負荷年累計持續(xù)時間只有幾十個小時，采用增加調(diào)峰發(fā)電裝機的方法來滿足這部分高峰負荷很不經(jīng)濟。如果采用電力需求側管理的方法削減這部分高峰負荷，可以緩解電力供應緊張的壓力。
目前，需求響應在中國電力市場開展的十分有限，但其重要性已經(jīng)在中國的能源戰(zhàn)略以及新一輪電改文件中得到了體現(xiàn)，北京、上海、唐山和蘇州四個城市也成為需求側管理試點城市。2015年8 月12 日，北京市電力需求響應綜合試點工作首次啟動并順利實施，試點當天北京市最大電力負荷高達1843萬千瓦，創(chuàng)歷史新高。本次試點響應累計削減電力負荷約7萬千瓦，減少了電網(wǎng)的高峰負荷壓力。包括中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟在內(nèi)的共17家負荷集成商、74家用戶參與了此次響應工作，其中一些帶有儲能的微網(wǎng)項目作為優(yōu)質(zhì)資源快速響應了調(diào)度命令，在保證用戶正常用電的情況下，有效地降低了電力用戶從電網(wǎng)的取電負荷。
盡管我國需求響應市場還存有不少發(fā)展障礙，但需求響應必將在中國贏得很大的發(fā)展空間，一個主要原因是更合理、完善的峰谷電價機制，將激勵需求響應的開展。《關于完善電力應急機制做好電力需求側管理城市綜合試點工作的通知》中明確表示，“為吸引用戶主動減少高峰用電負荷并自愿參與需求響應，可以制定、完善尖峰電價或季節(jié)電價”。峰谷電價的覆蓋范圍和地區(qū)有望擴大，價格型需求響應將受激勵。另一個原因則是電能服務企業(yè)的參與將增強市場活力，允許多種形式的售電主體進入電力終端銷售市場，這也是新一輪電改重點之一。目前，由于儲能價格昂貴，大部分需求響應項目中并未使用電池儲能技術，但隨著未來儲能技術的進步、成本的下降、可再生能源的滲透率提高以及電網(wǎng)對系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、靈活性提出更高的要求，儲能在需求響應中的作用將更加明顯，甚至會成為最主要的需求響應技術。
發(fā)展前景
近期，多個研究機構從不同領域預測了未來儲能系統(tǒng)的裝機規(guī)模，雖然定義有差別，但共同表明了對未來儲能市場高速發(fā)展的信心。據(jù)Navigant Research數(shù)據(jù)，2015年，全球新增儲能+可再生能源的裝機容量約為196.2MW，隨著儲能技術成本不斷下降以及補償機制的實施，預計到 2025 年，全球新增儲能+可再生能源裝機容量將突破12.7吉瓦。 矢野經(jīng)濟研究所 (Yano Research Institute)的研究結果表明，由于戶用儲能市場的驅動，日本儲能市場將會快速增長，市場規(guī)模在2017 年和 2020年將分別達到1.196GWh和3.307GWh。摩根斯坦利則預測，澳大利亞的儲能市場將價值240億澳元，將有240萬用戶采用戶用光儲系統(tǒng)。
據(jù)CNESA預測，到2020年中國儲能市場規(guī)模將達到66.8GW，其中抽水蓄能的規(guī)模為35GW，包含參與車電互聯(lián)的電動汽車動力電池在內(nèi)的其他儲能技術的市場規(guī)模將超過31GW。抽水蓄能100%用于電網(wǎng)側，近14%的儲能用于集中式可再生能源并網(wǎng)(集中式光伏電站、CSP電站及風電場)，儲能在用戶側的應用比例為20%，預計將有12%的儲能裝機來自于應用到車電互聯(lián)領域的動力電池。
從應用角度看，在我國政府部門的推動下，以電力網(wǎng)絡為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)體系的建設將是未來的發(fā)展重點。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將助力儲能技術的廣泛應用，并實現(xiàn)裝機規(guī)模的高速發(fā)展。此外，在能源互聯(lián)網(wǎng)中，不僅僅是儲電技術，還有儲熱、儲氣、儲氫技術等都將起到重要作用。與國家的能源消費革命、電力改革相結合，近期中國有望在分布式能源、微網(wǎng)、需求側管理、合同能源管理、基于數(shù)據(jù)的能源服務等領域率先實現(xiàn)能源與互聯(lián)網(wǎng)的初步融合。
在國家近年來不斷加大力度推廣和應用電動汽車的大背景下，作為一種移動的儲能單元，電動汽車也將在能源互聯(lián)網(wǎng)的架構下發(fā)揮更大的作用。近年來大規(guī)模接入的可再生能源和新能源汽車正分別從輸電側和配電側沖擊和威脅著傳統(tǒng)電網(wǎng)的結構和運行安全。作為調(diào)節(jié)發(fā)電側電力供給與用電側電力負荷的一種有效思路，需求響應可以將可再生能源和新能源汽車有效整合起來，對于解決電動汽車充電負荷、幫助電網(wǎng)實現(xiàn)削峰填谷，同時接入更多的可再生能源都具有重要意義。
雖然現(xiàn)階段中國的儲能產(chǎn)業(yè)仍面臨政策缺失、技術指標尚待提高、系統(tǒng)容量較小、成本過高、應用價值不明晰、參與電力市場的機制不健全等問題，但作為實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)，提高用電側能效的有利手段，未來儲能產(chǎn)業(yè)的快速應用發(fā)展已成定局。如果2015年是儲能產(chǎn)業(yè)微風漸起、儲能技術蓄勢待發(fā)的一年，那么“十三五”期間，則是儲能實現(xiàn)價值突破、建立可持續(xù)發(fā)展模式、實現(xiàn)商業(yè)化運營的新紀元。
