儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破點是技術創(chuàng)新

儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破點是技術創(chuàng)新2018年以來，我國電化學儲能市場出現(xiàn)爆發(fā)式增長，其中電網(wǎng)側儲能新增裝機比重首次超過用戶側，占比達到42.85%。但進入2019年，儲能產(chǎn)業(yè)罕見下滑，一季度，國內(nèi)新增投運電化學儲能項目的裝機規(guī)模僅為50.5兆瓦，同比下降13.7%，環(huán)比更是下降84.2%。我國電力儲能的市場前景如何?儲能商業(yè)化之路還要走多遠?華能清潔能源技術研究院儲能研究所所長劉明義認為，當前，我國電力行業(yè)儲能正呈現(xiàn)出平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢，突破安全和技術的關口后，儲能的商業(yè)化應用市場潛力巨大。儲能成電力行業(yè)“新寵”儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關鍵支撐技術。隨著各國政府對儲能產(chǎn)業(yè)的相關支持政策陸續(xù)出臺，儲能市場投資規(guī)模不斷加大，產(chǎn)業(yè)鏈布局不斷完善，商業(yè)模式日趨多元，應用場景加速延伸。電能具有發(fā)輸供用實時平衡的特點，儲能技術的出現(xiàn)，改變了電力工業(yè)即發(fā)即用的傳統(tǒng)模式。當前，儲能技術在電力系統(tǒng)細分領域的應用，主要包括可再生能源接入儲能、電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻儲能、配電側分布式儲能和用戶側分布式微網(wǎng)儲能。近年來，我國儲能市場規(guī)模保持高速增長。數(shù)據(jù)顯示，2011?2018年，儲能年均增長率約為50%。從裝機規(guī)模看，截至2018年底，中國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模31.3吉瓦，占全球市場總規(guī)模的17.3%。其中，抽水蓄能的累計裝機規(guī)模最大，為29.99吉瓦；電化學儲能的累計裝機規(guī)模位列第二；從地域分布看，抽水蓄能主要分布在華東地區(qū)、南方電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)各省份和華北地區(qū)，電化學儲能則主要集中于新能源富集地區(qū)和負荷中心地區(qū)；從應用場景看，抽水蓄能主要在電網(wǎng)側承擔調(diào)頻、事故備用、黑啟動等任務，電化學儲能則在電源側、電網(wǎng)側和用戶側都有應用。劉明義在接受記者采訪時指出，物理儲能的優(yōu)勢在于全生命周期造價低、安全性高，同時可以做大規(guī)模。他認為，抽水蓄能仍然是目前最成熟、最經(jīng)濟的儲能技術，短期內(nèi)，在儲能應用中仍將占據(jù)主導地位。而相較于物理儲能，電化學儲能效率更高、配置靈活、響應更快速，目前，各種應用場景正不斷被開發(fā)出來。近年來，隨著可再生能源裝機規(guī)模迅猛增長，棄水、棄風、棄光等問題日益突出，而儲能是解決這些問題最具有前景的技術?！皩﹄娏π袠I(yè)而言，儲能并不是剛需，如何發(fā)揮儲能優(yōu)勢，使它成為必需品，可再生能源是一個重要的點。在以清潔化、低碳化為總體目標的能源轉型發(fā)展之路上，我國需要發(fā)展風電、光伏發(fā)電等新能源。儲能在提升電網(wǎng)靈活性、安全性、穩(wěn)定性，提高可再生能源消納水平方面具有獨特優(yōu)勢，新能源發(fā)電市場的快速發(fā)展為儲能帶來了巨大的發(fā)展機遇?！眲⒚髁x表示。儲能技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有利于推動非化石能源大規(guī)模的應用，更有利于推進我國在全球新一輪能源技術革命和產(chǎn)業(yè)變革中搶占先機及國際影響力。讓能源轉型和應對氣候變化的藍圖成為現(xiàn)實，必須加快儲能技術與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。越是市場過熱之時，越需要冷靜思考。儲能產(chǎn)業(yè)背后的商業(yè)模式、市場機制、安全標準等是否足夠健全、能否支撐儲能產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，促成儲能產(chǎn)業(yè)真正商業(yè)化發(fā)展的條件是否具備等都是現(xiàn)階段需要透過項目建設熱潮進行深思的問題。目前，儲能已經(jīng)逐漸從電力行業(yè)的“新生兒”成長為“新寵”，通過近兩年總體發(fā)展的現(xiàn)狀來看，電化學儲能累計裝機規(guī)模仍維持增長，只是發(fā)展速度稍有波動。劉明義認為，一個新興市場出現(xiàn)這種情況十分正常，市場過熱發(fā)展反而不利于企業(yè)靜下心來認真思考，直線高速增長并非好事?！皟δ?可再生能源”組合模式是最大亮點近年來，隨著光伏、風電成本的下降，可再生能源的商業(yè)化應用逐漸成為可能。而可再生能源發(fā)電的瞬時性和不穩(wěn)定性以及消納問題嚴重拖慢了行業(yè)發(fā)展的步伐。隨著能源結構的調(diào)整，可再生能源占比不斷提升，而儲能的優(yōu)勢決定了其與可再生能源發(fā)展息息相關。劉明義表示，儲能與可再生能源的結合是我國乃至全球儲能技術應用的必然發(fā)展趨勢。實際上，國內(nèi)近幾年已經(jīng)出現(xiàn)了可再生能源與儲能結合的成功實踐。記者了解到，今年7月，青海全省實現(xiàn)連續(xù)15天全部清潔能源供電，打破全清潔能源連續(xù)供電時長世界紀錄。全清潔能源供電的背后，除了青海省良好的風光資源條件外，離不開儲能技術的強力支持。據(jù)悉，此次參與青?！熬G電15日”的儲能電站為魯能海西100兆瓦共享儲能電站，15天內(nèi)累計放電50.12萬千瓦時，有效發(fā)揮了調(diào)頻調(diào)峰、平衡輸出、緩解波動等作用。目前，除了青海，山西、江蘇、浙江等地區(qū)均已開展儲能應用示范等工作，推動儲能與光伏、風電等可再生能源結合的發(fā)展。據(jù)劉明義介紹，華能集團青海格爾木時代新能源光伏儲能電站項目，是中國首座規(guī)模最大的商業(yè)化光儲電站，主要包含光伏電站1座，儲能電站1座。其中光伏電站容量為50兆瓦，全部采用310瓦多晶組件，設立50個常規(guī)集中式1兆瓦子方陣，以5回35千伏電纜電路接入站內(nèi)35千伏母線，經(jīng)35千伏線路送至光伏園區(qū)110千伏匯集站，經(jīng)升壓后并入電網(wǎng)。該電站實現(xiàn)了以儲能技術平滑和調(diào)控波動電源、保障新能源發(fā)電高比例接入電力系統(tǒng)的成功應用示范，電站的儲能系統(tǒng)與光伏系統(tǒng)的結合，可有效彌補和抑制光伏發(fā)電的隨機性、間歇性和不穩(wěn)定性，對改善光伏發(fā)電品質，協(xié)助電網(wǎng)調(diào)峰，平滑輸出電能，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性等具有重要的作用?！半娬就ㄟ^兩年多的運行，充分驗證了大規(guī)模儲能和新能源聯(lián)合運行的良好效果，‘儲能+可再生能源’模式正在不斷發(fā)揮效應?！眲⒚髁x說。根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，新疆、甘肅和內(nèi)蒙古三省區(qū)棄風棄光電量超過300億千瓦時，占全國總棄風棄光電量90%以上。在破解這一困局的過程中，儲能的作用進一步凸顯，成為能源市場的“剛需”。西部地區(qū)因其特殊的地理位置與環(huán)境因素，清潔能源存在消納難、外送難、調(diào)控難等問題，儲能是清潔能源得以充分開發(fā)利用的最佳技術支撐和有效的解決途徑，且西部可再生能源對儲能技術應用的推動，勢必將成為中國儲能行業(yè)快速發(fā)展的重要支撐。華能集團布局的“兩線”、“兩化”戰(zhàn)略，在西部地區(qū)建設大型電網(wǎng)友好型清潔能源基地，積極研發(fā)大規(guī)模儲能技術，在大規(guī)模的能源基地配備一定比例的儲能系統(tǒng)，可以有效地起到平滑輸出、基地調(diào)峰、提升大型能源基地電能質量的作用。安全是目前產(chǎn)業(yè)亟需解決的難題2018年7月，韓國全羅南道靈巖風電場儲能電站的火災事故，引發(fā)了全球對于儲能系統(tǒng)安全問題的關注。火災爆炸是儲能系統(tǒng)最大的安全風險，止匕外，來自于電氣系統(tǒng)的高電壓和來自于電池系統(tǒng)的有害化學物質等也會對人體造成傷害。如同21世紀初期的光伏產(chǎn)業(yè)，當前的電池儲能行業(yè)也是一個體量不大但飛速增長的市場。據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年，中國的電化學儲能新增裝機超過600兆瓦。而截至2017年底，中國電化學儲能累計裝機才390兆瓦，2018年裝機量已經(jīng)超越了過去幾年的總和。過去兩年，儲能市場逐漸升溫，各路資本相繼進入，參差不齊。進入一個全新的行業(yè)，不少企業(yè)也是“摸著石頭過河”，需要和客戶一起挖掘市場，找到新型的應用場景，逐步探索出儲能的商業(yè)發(fā)展模式。在市場不成熟的前提下，從業(yè)主、投資商到設備商，更在意的是價格和成本，對產(chǎn)品的風險控制和安全并沒有足夠的認識。同時，在目前多種技術路線并存的情況下，安全性成為儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需要面對的一大難題。例如，大功率充放電對電池壽命的影響、頻繁充放對電池剩余電量的影響等。同時，儲能系統(tǒng)是一個復雜的體系，不同的技術路線所發(fā)生安全問題的原因不盡相同。劉明義認為，儲能行業(yè)的發(fā)展，安全性仍是至關重要的因素。目前，儲能的多重價值已初步顯現(xiàn)，具有廣闊的市場潛力，但在安全性方面依然面臨挑戰(zhàn)，未來仍需在技術上打好基礎。同時，在行業(yè)處于大規(guī)模應用的初期，儲能電池性能指標模糊、規(guī)劃設計簡單、儲能火災消防還欠缺研究和技術支撐，電化學儲能電站的性能及安全還存在很多關鍵問題亟待解決。業(yè)界迫切需要建立健全儲能技術標準和檢測認證體系為電站質量“保駕護航”。劉明義告訴記者，標準滯后已成為行業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。儲能行業(yè)的國家標準數(shù)量還太少，很多工作的開展依舊沒有規(guī)范可循，也沒有相應的安全制度與監(jiān)管。在經(jīng)歷過初創(chuàng)期的突飛猛進之后，儲能已經(jīng)蓄積了一定的市場規(guī)模，行業(yè)已經(jīng)到達了一個新的平臺期，市場發(fā)展初期積累的一些問題也開始逐步顯現(xiàn)。起火事件無疑給整個產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘，安全成為行業(yè)必須著手解決的問題。技術創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破點2019年7月1日，國家能源局、國家發(fā)改委、科技部、工信部四部門聯(lián)合印發(fā)《貫徹落實〈關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見〉2019?2020年行動計劃》。行動計劃提出，要加強先進儲能技術研發(fā)，集中攻克瓶頸技術問題，使我國儲能技術在未來5?10年甚至更長時期內(nèi)處于國際領先水平。劉明義指出，儲能行業(yè)能否持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展，最根本的是技術創(chuàng)新。要集中攻關一批關鍵核心技術，比如變速抽水蓄能技術、大規(guī)模新型壓縮空氣儲能技術、化學儲電的各種新材料制備技術、相變儲熱材料與高溫儲熱技術、儲能系統(tǒng)集成技術等。目前，電化學儲能技術憑借其高效率、靈活性、響應速度快等優(yōu)點，在電力儲能市場逐漸占有越來越重要的地位。據(jù)悉，目前的電化學儲能主要包括電池和電化學電容器的裝置實現(xiàn)儲能，常用的電池有鉛酸電池、鉛炭電池、鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池等。電池儲能作為電能存儲的重要方式，具有功率和能量可根據(jù)不同應用需求靈活配置，響應速度快，不受地理資源等外部條件的限制，適合大規(guī)模應用和批量化生產(chǎn)等優(yōu)勢，使得電池儲能在配合集中/分布式新能源并網(wǎng)，電網(wǎng)運行輔助等方面具有不可替代的地位。近年來，各種新型的蓄電池被相繼開發(fā)成功，并在電力系統(tǒng)中得到應用。記者在采訪中獲悉，國家風光儲輸示范工程是以“電網(wǎng)友好型”新能源發(fā)電為目標，是目前世界上規(guī)模最大，且集風電、光伏發(fā)電、儲能及輸電工程四位一體的可再生能源綜合示范工程。其中，一期工程建設風電98.5兆瓦、光伏發(fā)電40兆瓦和儲能裝置20兆瓦，并配套建設220千伏智能變電站一座。通過大規(guī)模儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對多種儲能設備的協(xié)調(diào)控制和能量管理，具備平抑可再生電源出力波動、輔助可再生電源按計劃曲線出力及調(diào)峰填谷等各項功能。“目前除抽水蓄能之外，我國儲能技術基礎薄弱，電池研發(fā)制造技術等關鍵節(jié)點與國際先進水平存在差距，部分技術還停留在實驗室階段，走向商業(yè)化應用還不夠成熟。當務之急，是要統(tǒng)一電池行業(yè)和電力行業(yè)的認識。”劉明義表示，技術的不斷進步也使儲能規(guī)模化商用成為可能。動力電池制造業(yè)研發(fā)水平的提升及產(chǎn)能的擴大使儲能產(chǎn)業(yè)從中受益。同時，各方研究機構正致力于海水蓄能、新型液流電池、有機鈉離子電池等新型儲能技術的研發(fā)，以滿足不同應用場景的需求。市場選擇才是長久之道2018年以來，我國儲能項目推進加快，近期行業(yè)對儲能市場發(fā)展偏向樂觀，主要有兩個方面的原因：一是對儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利的政策不斷出臺。包括2017年10月《促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，特別是2018年7月2日，國家發(fā)改委發(fā)布的《關于創(chuàng)新和完善促進綠色發(fā)展價格機制的意見》明確指出，要利用峰谷電價差、輔助服務補償?shù)仁袌龌瘷C制，促進儲能發(fā)展。利用現(xiàn)代信息、車聯(lián)網(wǎng)等技術，鼓勵電動汽車提供儲能服務，并通過峰谷價差獲得收益。完善居民階梯電價制度，推行居民峰谷電價。二是電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的效應。我國目前對儲能項目沒有補貼政策，而電動汽車的補貼政策刺激了電動汽車動力電池產(chǎn)能短期內(nèi)快速增長，儲能電池成本快速下降。特別是2018年以來，一些電池生產(chǎn)企業(yè)在激烈市場競爭中為保持產(chǎn)能利用率，降價電池銷售價格，從而為儲能提供成本較低的電池供應。記者了解到，不同于風電、光伏發(fā)展初期國家的補貼政策支持，國家對于儲能產(chǎn)業(yè)似乎并不打算進行直接的補貼，而是交由市場去決定。在《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見》中，提出“十三五”期間要使儲能產(chǎn)業(yè)達到商業(yè)化初期。劉明義告訴記者，儲能行業(yè)想要健康持續(xù)發(fā)展，最好脫離政府的政策補貼，交由市場自由競爭和選擇。事實上，在目前的階段，儲能的項目已然很多，但是主要的商業(yè)模式集中于發(fā)電側、用戶側以及輔助服務市場。盡管我國還處于電力市場的初級階段，輔助服務補償?shù)膬r格機制仍不明朗，但在輔助服務提供者、提供方式、調(diào)節(jié)和評估指標、結算方式等方面已基本形成有章可循的交易機制，因此部分區(qū)域的電力輔助服務市場已逐步打開。儲能商業(yè)化之路還要走多遠？“培育商業(yè)模式”已成為儲能行業(yè)的關鍵詞。而儲能產(chǎn)業(yè)真正實現(xiàn)商業(yè)化持續(xù)發(fā)展，完善的產(chǎn)業(yè)政策、健全的市場機制、齊備的安全標準等條件缺一不可。特別是電力市場環(huán)境的形成，對儲能商業(yè)化發(fā)展至關重要。劉明義認為，盡管儲能發(fā)展勢頭積極向好，但大部分儲能項目仍處于示范階段，尚未達到商業(yè)化應用水平?！澳壳埃覈鴥δ苌虡I(yè)化應用面臨成本偏高、技術路線不夠成熟、項目投資回報周期長、商業(yè)模式不清晰、系統(tǒng)安全性有待提升、缺少價格激勵政策等挑戰(zhàn)。也面臨諸多不穩(wěn)定、不確定的因素，需要應對很多可以預料和難以預料的風險挑戰(zhàn)?！眲⒚髁x表示。值得注意的是，成本高且不具備盈利性，是儲能產(chǎn)業(yè)化的最大“攔路虎”。絕大部分儲能項目普遍存在