阮曉東

產(chǎn)業(yè)資本紛紛布局儲(chǔ)能并推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將成為優(yōu)化電力資源配置、提高能源利用效率的重要路徑

伴隨我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸成為各方關(guān)注的重點(diǎn)。其中化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠以電池為載體將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，綜合協(xié)調(diào)分布式能源在大電網(wǎng)中的大量接入，并可以結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)的普及應(yīng)用，成為當(dāng)前能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)建設(shè)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。目前，儲(chǔ)能技術(shù)正朝著大容量、高轉(zhuǎn)換率和應(yīng)用低成本的方向發(fā)展，中國(guó)的產(chǎn)業(yè)資本也在紛紛布局儲(chǔ)能并推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將成為優(yōu)化電力資源配置、提高能源利用效率的重要路徑。

[背 景]

儲(chǔ)能是各國(guó)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

在人類(lèi)現(xiàn)代文明的發(fā)展中，電網(wǎng)是迄今為止建造的最復(fù)雜的系統(tǒng)工程之一，從發(fā)電、輸電、配電直到用電，電網(wǎng)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和普通百姓的日常生活無(wú)不息息相關(guān)。但目前實(shí)際狀況是：一方面?zhèn)鹘y(tǒng)電網(wǎng)存在智能化程度低、運(yùn)行效率低等諸多亟待解決的問(wèn)題，另一方面又面臨全球范圍內(nèi)氣候變暖、能源短缺的窘?jīng)r。

國(guó)務(wù)院參事、國(guó)家能源專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)主任徐錠明就認(rèn)為：“縱觀人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的歷史，人類(lèi)文明的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。推動(dòng)低碳循環(huán)發(fā)展，建設(shè)清潔、安全、高效的現(xiàn)代能源體系，實(shí)施近零碳排放示范區(qū)是我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)向下一階段發(fā)展的必經(jīng)之路?！?/p>

美國(guó)能源部曾經(jīng)在2003年提出了“智能電網(wǎng)”的概念，得到了世界范圍的普遍認(rèn)同。中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司也提出了在2020年之前分三個(gè)階段實(shí)施智能電網(wǎng)建設(shè)的具體規(guī)劃。發(fā)展智能電網(wǎng)的目標(biāo)是建設(shè)節(jié)能、環(huán)保、高效、可靠、穩(wěn)定的現(xiàn)代化電網(wǎng)，但是與智能電網(wǎng)相配套的一個(gè)很重要的核心環(huán)節(jié)就是發(fā)展大規(guī)模的電力儲(chǔ)能技術(shù)。

相關(guān)資料顯示，儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)是智能電網(wǎng)、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)以及電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展必不可少的支撐技術(shù)，可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，可以提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本，還可以作為促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)的一種手段。

一個(gè)非常好的例子是，中國(guó)現(xiàn)在風(fēng)電總裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)100GW，但是70—80%的風(fēng)能沒(méi)有很好利用，特別是后半夜的風(fēng)能全部放棄，損失的能量即使收回50%，也相當(dāng)于重建三到四個(gè)三峽水電站。

放眼世界，我們可以看到發(fā)達(dá)國(guó)家都在密切注意儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步并在積極拓展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的布局。其中美國(guó)與日本是兩個(gè)最主要的儲(chǔ)能示范應(yīng)用國(guó)家，他們分別占40%和39%的全球裝機(jī)容量份額。

為了建設(shè)智能電網(wǎng)，美國(guó)動(dòng)手比較早，目前擁有全球近半的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，并且若干儲(chǔ)能項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。美國(guó)在鋰離子電池制造及系統(tǒng)集成方面應(yīng)用較多，同時(shí)配以大規(guī)模的政府資金支持，美國(guó)又出現(xiàn)了特斯拉家用儲(chǔ)能電池這樣創(chuàng)新性非常強(qiáng)的產(chǎn)品。日本是一個(gè)對(duì)于能源問(wèn)題一直十分擔(dān)憂(yōu)的國(guó)家，核能曾經(jīng)是日本發(fā)展的重點(diǎn)。但是2011年福島核電站事故后，日本推動(dòng)戶(hù)用儲(chǔ)能作為產(chǎn)業(yè)扶持的重點(diǎn)。2012年4月日本出臺(tái)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)助金政策，在這項(xiàng)政策的支持下，越來(lái)越多的儲(chǔ)能系統(tǒng)獲得補(bǔ)助并投放市場(chǎng)。目前日本企業(yè)在鈉硫電池、液流電池和改性鉛酸電池儲(chǔ)能技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

能源問(wèn)題是歐洲安全和穩(wěn)定的核心問(wèn)題之一。長(zhǎng)期以來(lái)，歐洲長(zhǎng)期依賴(lài)中東的石油和俄羅斯的天然氣資源。受到地緣政治的影響，歐洲正在考慮增加新能源的供給量，其中德國(guó)、瑞典、丹麥、挪威等國(guó)家都在大力發(fā)展新能源項(xiàng)目。歐盟電網(wǎng)計(jì)劃（EEGI）發(fā)布的《歐洲儲(chǔ)能創(chuàng)新圖譜》報(bào)告現(xiàn)實(shí)，在過(guò)去5年，歐洲14個(gè)國(guó)家公共投資和受到歐盟委員會(huì)直接資助的項(xiàng)目總數(shù)達(dá)到391個(gè)，總投資額9.86億歐元。德國(guó)在推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)方面的動(dòng)作較大，2013年和2014年共計(jì)劃投資5000萬(wàn)歐元，對(duì)新購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶(hù)直接進(jìn)行補(bǔ)貼，目前已有30兆瓦的項(xiàng)目獲得補(bǔ)貼。由于這一儲(chǔ)能補(bǔ)貼計(jì)劃的出臺(tái)，德國(guó)在未來(lái)5年的儲(chǔ)能裝機(jī)容量有望達(dá)到2GW。2015年德國(guó)的用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)也變得十分活躍，在德國(guó)政府儲(chǔ)能安裝費(fèi)補(bǔ)貼、免征營(yíng)業(yè)稅和銀行低息貸款等政策支持下，戶(hù)用儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性變得十分明顯。據(jù)預(yù)測(cè)，光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)將從2014年的10000套上升至2015年的13000套，2017年有望達(dá)到60000套。

中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目近兩年發(fā)展較快，分別在可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)以及電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域部署了一些儲(chǔ)能項(xiàng)目。

有統(tǒng)計(jì)顯示，2014年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為93.7MW，2015年則達(dá)到13.5 MW，增長(zhǎng)率為13%。目前按裝機(jī)容量分，儲(chǔ)能在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域的比例最高，占51%，電力輸配、分布式發(fā)電及微網(wǎng)以及輔助服務(wù)也是應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，分別占比19%、8%及16%。伴隨著中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，儲(chǔ)能技術(shù)市場(chǎng)成為了一片“藍(lán)?！?。國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商中，除了比亞迪依然占據(jù)裝機(jī)第一的位置，其他主流技術(shù)廠(chǎng)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(guó)際戶(hù)用儲(chǔ)能市場(chǎng)和調(diào)頻市場(chǎng)的逐步啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商也逐步向國(guó)際市場(chǎng)滲透。

[焦 點(diǎn)]

持續(xù)創(chuàng)新，構(gòu)建能源供給新格局

可再生能源是今后世界能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向，但只有儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的配合，我們才可能真正邁進(jìn)可再生能源的時(shí)代。目前儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在全球范圍來(lái)看剛剛起步，因此中國(guó)需要把握機(jī)遇，將儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

事實(shí)上，儲(chǔ)能技術(shù)種類(lèi)較多，主要分為物理儲(chǔ)能（抽水儲(chǔ)能、 壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能）、化學(xué)儲(chǔ)能（鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池、鎳氫電池）和其他儲(chǔ)能（電化學(xué)電容器、超導(dǎo)儲(chǔ)能、燃料電池、金屬-空氣電池）等。但是從應(yīng)用前景考慮，化學(xué)儲(chǔ)能綜合優(yōu)勢(shì)最為明顯，主要體現(xiàn)在化學(xué)儲(chǔ)能具有建設(shè)周期短、運(yùn)營(yíng)成本低、對(duì)環(huán)境影響低、不受地理?xiàng)l件限制的優(yōu)點(diǎn)，適用于電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用，因此逐漸成為儲(chǔ)能的首選方案。

現(xiàn)在各種儲(chǔ)能電池技術(shù)層出不窮，比如美國(guó)前能源部長(zhǎng)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者朱棣文辭職后就回到斯坦福大學(xué)研究加密鋰電池。此外鈉硫電池、鐵鉻電池、全釩電池、鋅空氣電池、鋁空氣電池等儲(chǔ)能技術(shù)也出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

不過(guò)對(duì)電網(wǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用，鉛酸、液流（全釩和鈉硫電池）是兩種主要的已經(jīng)被市場(chǎng)認(rèn)可的商用技術(shù)。在這方面，中國(guó)也取得了一定的進(jìn)展。

2015年12月，全球最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用示范工程通過(guò)了遼寧電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院的驗(yàn)收，目前已經(jīng)全面投入運(yùn)行。業(yè)內(nèi)人士指出，在上述示范項(xiàng)目的良好帶頭作用下，中國(guó)將在全釩液流電池在核心技術(shù)研發(fā)、穩(wěn)定性、成本控制等諸多方面取得更大的突破，全釩液流電池將有望成為儲(chǔ)能行業(yè)的“黑馬”。

據(jù)悉，釩電池是一種新型清潔能源存儲(chǔ)裝置，經(jīng)過(guò)美國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)家的應(yīng)用驗(yàn)證，與市場(chǎng)中的鉛酸蓄電池、鎳氫電池相比，具有大功率、長(zhǎng)壽命、支持頻繁大電流充放電、綠色無(wú)污染等明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于再生能源并網(wǎng)發(fā)電、城市電網(wǎng)儲(chǔ)能、遠(yuǎn)程供電、UPS系統(tǒng)、海島應(yīng)用等領(lǐng)域。公開(kāi)資料顯示，釩電池一次性充電后，續(xù)航能力可達(dá)1000公里，充電時(shí)間只需3—5分鐘，成本造價(jià)是目前24V鋰電池的40%，從續(xù)航里程、充電時(shí)間與成本上均被譽(yù)為“完美電池”。據(jù)悉，在2017年，釩電池所應(yīng)用的風(fēng)電儲(chǔ)能設(shè)備和城市調(diào)峰儲(chǔ)能設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將在11000億元左右。釩電池的研發(fā)和推廣應(yīng)用，有望成為替代鋰電歷史性萬(wàn)億級(jí)新藍(lán)海產(chǎn)業(yè)。

另外，我國(guó)鈉硫電池也取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。在鉛酸電池、鋰電池、鈉硫電池、氫能源電池等多種技術(shù)門(mén)類(lèi)中，鈉硫電池的比能量（瓦時(shí)/千克）要顯著高于其他種類(lèi)的電池。其中，鈉硫電池為230，鉛酸電池為30-40，鋰電池約100，鎳氫電池為60-80。此外，鈉硫電池其余各方面的性能上都占據(jù)了相對(duì)優(yōu)勢(shì)，包括預(yù)期使用壽命，鈉硫電池為15年，鉛酸電池為3-5年，鋰電池為10年，鎳氫電池為7年。同時(shí)，鈉硫電池所需元素在地殼中含量較為豐富，開(kāi)發(fā)使用的空間巨大。2015年5月，秦唐科技的鈉硫儲(chǔ)能電池正式亮相，一舉打破了我國(guó)電池行業(yè)長(zhǎng)期落后的局面。長(zhǎng)期以來(lái)，鈉硫電池的核心技術(shù)主要掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家手中，發(fā)達(dá)國(guó)家不愿意賣(mài)給中國(guó)，為此秦唐科技十年來(lái)攻克每個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，包括真空密封技術(shù)、反腐蝕技術(shù)，核心技術(shù)從零開(kāi)始，現(xiàn)在已經(jīng)站在技術(shù)前沿了。該公司預(yù)計(jì)在2016年建成2兆瓦示范儲(chǔ)能電站，2018年前形成生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)年銷(xiāo)售額3億元。

真正影響未來(lái)能源大格局的是儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)能技術(shù)很可能就是下一個(gè)能源革命里面最重要的突破方向。目前，我國(guó)的儲(chǔ)能技術(shù)正朝著大容量、高轉(zhuǎn)換率和應(yīng)用低成本的方向發(fā)展。這為同時(shí)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和低成本生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的中國(guó)企業(yè)提供了難得的領(lǐng)先機(jī)遇。如果政策到位，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)既可快速成長(zhǎng)為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，又能極大地促進(jìn)國(guó)內(nèi)新能源的規(guī)模化發(fā)展。

[啟 示]

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重道遠(yuǎn)

三十年來(lái)，中國(guó)的能源經(jīng)濟(jì)取得了舉世矚目的成就。而在突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)背后，潛伏著一系列問(wèn)題：能源利用效率較低，消費(fèi)結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，能源危機(jī)初現(xiàn)端倪，中國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)在“新常態(tài)”下面臨著諸多挑戰(zhàn)。

2016年是“十三五”的開(kāi)局之年。作為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的中堅(jiān)力量，能源產(chǎn)業(yè)在“新常態(tài)”下如何把握機(jī)遇，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，這些問(wèn)題成為擺在中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)面前的重要挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，中國(guó)需要在未來(lái)大力發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生清潔能源已是刻不容緩。但是如何讓清潔能源成為安全、高效、友好、經(jīng)濟(jì)的智慧能源，儲(chǔ)能技術(shù)的配套運(yùn)用可謂是重中之重。

中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)起步晚，最近五年國(guó)家才開(kāi)始重視，而北美、日本20年前就有了儲(chǔ)能方面的產(chǎn)業(yè)政策，也已經(jīng)形成了各自的運(yùn)行機(jī)制。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了一些地區(qū)性規(guī)定，提供了一些發(fā)展機(jī)會(huì)和市場(chǎng)模式，但離整體產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展還有很大距離?，F(xiàn)階段中國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)仍面臨政策缺失、技術(shù)指標(biāo)尚待提高、系統(tǒng)容量較小、成本過(guò)高、應(yīng)用價(jià)值不明晰、參與電力市場(chǎng)的機(jī)制不健全等問(wèn)題，但作為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)，提高用電側(cè)能效的有利手段，未來(lái)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速應(yīng)用發(fā)展已成定局。儲(chǔ)能企業(yè)希望國(guó)家在政策層面能夠真正出臺(tái)一些可以落地的規(guī)定，并將儲(chǔ)能政策真正納入到電力體制改革，成為一個(gè)法規(guī)，這樣可以提高投資方參與的可靠性，也可以盡量減少投資風(fēng)險(xiǎn)。

此外，我國(guó)儲(chǔ)能設(shè)備和產(chǎn)品盡管產(chǎn)能非常大，但在品質(zhì)上還有待提高。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所某知名科學(xué)家說(shuō)，以?xún)?chǔ)能電池為例，我國(guó)產(chǎn)品的整體表現(xiàn)不錯(cuò)，在材料方面、電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)、BMS擁有一定實(shí)力，但在真正的系統(tǒng)集成、智能化方面，我國(guó)和國(guó)外優(yōu)秀產(chǎn)品仍有一定差距。尤其是智能控制這一部分，我國(guó)企業(yè)需要打通產(chǎn)業(yè)鏈，互相合作，打造中國(guó)品牌。除此之外，國(guó)外出口認(rèn)證也是非常重要的環(huán)節(jié)。

也有專(zhuān)家表示，我國(guó)目前還沒(méi)有完全確定在儲(chǔ)能方面什么技術(shù)是最具經(jīng)濟(jì)性、最有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)，即從商業(yè)角度來(lái)看最有前景的儲(chǔ)能技術(shù)還不確定。我們目前很多項(xiàng)目還在示范驗(yàn)證，目前還不清楚未來(lái)方向是液流電池、壓縮空氣還是鋰電池。目前從未來(lái)發(fā)展看，有兩類(lèi)主要技術(shù)方向值得探討，一是對(duì)長(zhǎng)壽命應(yīng)用的液流電池，二是對(duì)短壽命應(yīng)用的鋰電池。由于儲(chǔ)能設(shè)備需要可靠性的保證，因?yàn)轱L(fēng)電和太陽(yáng)能項(xiàng)目一般要運(yùn)行20年，所以?xún)?chǔ)能設(shè)備至少要有10年的壽命期。如果電池儲(chǔ)能不能使用10年以上，對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)來(lái)講沒(méi)有意義。如果壽命問(wèn)題和安全性解決不了，談價(jià)格也沒(méi)有意義。不過(guò)不論哪種技術(shù)，只有完成了科學(xué)實(shí)驗(yàn)階段，達(dá)到可以盈利，才能談得上大范圍的推廣應(yīng)用。

所以，在2016年乃至整個(gè)“十三五”時(shí)期，我國(guó)需要堅(jiān)持自主創(chuàng)新，引領(lǐng)儲(chǔ)能未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向。雖然我國(guó)現(xiàn)階段還沒(méi)有與儲(chǔ)能相關(guān)的政策體系和價(jià)格機(jī)制，但國(guó)家關(guān)于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃正在逐步建立中。目前由中科院物理所、中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)等單位開(kāi)展的儲(chǔ)能“十三五”規(guī)劃重大課題研究報(bào)告已經(jīng)上報(bào)國(guó)家能源局新能源司。中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)也啟動(dòng)編寫(xiě)國(guó)家儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃大綱。

作為新興產(chǎn)業(yè)，儲(chǔ)能已越來(lái)越受到政府能源部門(mén)和科技部門(mén)的關(guān)注和支持。隨著我國(guó)可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和儲(chǔ)能成本的逐步降低，儲(chǔ)能技術(shù)將從示范工程建設(shè)階段逐步延伸到商業(yè)化運(yùn)營(yíng)階段，在儲(chǔ)能廠(chǎng)商、電力系統(tǒng)和有關(guān)科研院所的共同努力下，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將得到持續(xù)不斷的發(fā)展。