新型儲能成為“新動能”還要邁過幾道坎？
【谷騰環保網訊】2024年政府工作報告中首次出現了“發展新型儲能”。
在國家能源局不久前舉行的2024年一季度新聞發布會上，國家能源局能源節約和科技裝備司副司長邊廣琦在介紹2023年我國新型儲能發展情況時指出：“新型儲能日益成為我國建設新型能源體系和新型電力系統的關鍵技術，培育新興產業的重要方向及推動能源生產消費綠色低碳轉型的重要抓手。”
根據國家能源局發布的最新數據，新型儲能發展迅速，已投運裝機超3000萬千瓦。截至2023年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%，近10倍于“十三五”末裝機規模。從投資規模來看，“十四五”以來，新增新型儲能裝機直接推動經濟投資超1000億元，帶動產業鏈上下游進一步拓展，成為我國經濟發展“新動能”。
進入快速發展階段的新型儲能又面臨著哪些機遇與挑戰?記者日前采訪了相關專家。
“雙碳”目標催生新型儲能發展
“儲能有很多類型，比如，抽蓄、新型儲能、物理的、化學的等各種方式。”華北電力大學教授王鵬說。
邊廣琦介紹說，新型儲能新技術不斷涌現，技術路線“百花齊放”。鋰離子電池儲能仍占絕對主導地位，壓縮空氣儲能、液流電池儲能、飛輪儲能等技術快速發展，2023年以來，多個300兆瓦等級壓縮空氣儲能項目、100兆瓦等級液流電池儲能項目、兆瓦級飛輪儲能項目開工建設，重力儲能、液態空氣儲能、二氧化碳儲能等新技術落地實施，總體呈現多元化發展態勢。截至2023年底，已投運鋰離子電池儲能占比97.4%，鉛炭電池儲能占比0.5%，壓縮空氣儲能占比0.5%，液流電池儲能占比0.4%，其他新型儲能技術占比1.2%。
“新型電力系統是一項系統工程，需要處理好火電機組有序退減、風光等可再生能源有序滲透、靈活性資源合理配置三方面的關系。”國網新源控股有限公司抽水蓄能技術經濟研究院規劃評審中心室主任張云飛表示，“雙碳”目標和建設新型電力系統的目標提出以來，我國的抽水蓄能建設開始蓬勃發展。我國提出2030年風光總裝機達到12億千瓦以上的目標。按照15%配置儲能的規模估算，至少需要1.8億千瓦的儲能。“目前，新型儲能和抽水蓄能的發展規模都相對滯后，需要促進抽水蓄能與新型儲能的協同發展。”
自然資源保護協會（NRDC）與中關村儲能產業技術聯盟（CNESA）共同發布的《雙碳背景下發電側儲能綜合價值評估及政策研究》（以下簡稱《報告》）指出，儲能的價值跨越了電力系統價值鏈（發電、輸電、配電和用戶）之間的界限，具有明顯的“外部性”。隨著新型電力系統建設的深入推進，加之電力市場化改革進程的加速，儲能帶來的外部價值有望逐步得到認可，潛在收益獲得體現。
“十四五”能源規劃則提出要“加快推進抽水蓄能電站建設，力爭到2025年抽水蓄能電站裝機容量達到6200萬千瓦以上、在建裝機規模達到6000萬千瓦左右”“加快新型儲能技術規模化應用，大力推進電源側儲能發展，優化布局電網側儲能，積極支持用戶側儲能多元化發展”。據國家能源局預測，2025年新型儲能裝機規模將超過3000萬千瓦，年均增長50%以上。
新型儲能解決風光發電靠天吃飯難題
中國能源研究會能源政策研究中心主任林衛斌認為，按照“三步走”的構建，預計風光新能源發電量到2030年將超過20%、2040年達到35%左右、2040年超過煤電成為第一大主體電源。要實現從現在的12%到超過20%、35%，甚至將來在碳中和情景下達到60%左右的比重，其中一個非常重要的支撐條件是要靠儲能的發展。
“電力系統的電源側和需求側發生的變化，對儲能的發展提出要求。”北京智中能源互聯網研究院副院長白建華認為，電源側接入大量靠天吃飯的風光發電資源，以及需求側終端部門的電能替代，極大地改變了負荷曲線。需要綜合考慮電力需求總量、特性、區域分布等特點，對負荷曲線進行適應性的調整和分析，從而確定所需要的儲能規模。
據粗略估計，到2060年，電力系統需要的儲能大概在10億千瓦左右，其中抽水蓄能、新型儲能、電動汽車的V2G將扮演重要角色。白建華介紹說：“在儲能發展方面，重點要關注幾方面：一、關注混合型的發展趨勢，即水電、抽蓄、風光電的組合開發，具有很大的潛力；二、關注兩部制電價的發展，相比較于輔助服務市場定價簡單易行，可以有力地調動新型儲能的積極性；三、從全生命周期角度，關注新型儲能的安全、壽命和成本問題，并判斷與抽水蓄能的合作和競爭關系。”
國網山西電科院新能源所所長郭強表示，電池循環壽命與使用環境、使用場景息息相關，不同廠家生產的電芯循環壽命差別也比較大。“山西每天一次調頻次數約800—1000次，應根據場景需求選擇合適的儲能技術。對于一次調頻，飛輪和鋰電池響應都是毫秒級沒有太大區別，但對電網的慣量響應，毫秒級是有區別的。所以說，儲能是一個整體系統，技術產品的響應性能指標是由整個系統決定的。”
郭強介紹說：“2018年，我們探索了適合高頻次快充快放的技術，通過技術路線和示范應用的具體實驗參數，提出了性價比較高‘飛輪＋鋰電’混合儲能技術。山西省現在新能源裝機容量占比48%點多，但是實時發電占比很高，最高瞬時發電占比應該在80%以上。新能源間歇性和波動性比較強，我們最終希望盡快建立一種調節資源。”
新型儲能仍需進一步提升
“山西省規劃到2035年新能源裝機容量8000萬千瓦，消納對于電網來說壓力也比較大。”郭強感慨說，“而山西省一次調頻市場規則出臺1年多了，幾乎沒有項目進入市場，主要還是現有市場主體性能難以滿足需求。”
“目前，儲能已經從商業化初期進入規模化發展階段，應用場景也越來越豐富，但對于建設新型電力系統來說，無論是量還是質都需要進一步提升。”自然資源保護協會（NRDC）氣候與能源項目經理黃輝舉例說，儲能和新能源的比例不到10%，相對偏低，設備利用率也不高；另外，在當前技術水平和市場調度規則下，大部分新型儲能項目的平均度電成本仍高于0.5元/度，經濟競爭力不足。
由于儲能在不同應用場景下的減煤、減碳機理不同，《報告》認為，新能源單獨配儲、火儲聯合調頻、共享儲能是目前國內發電側儲能的主要應用場景。區域上看，不同地區電源的結構類型、裝機規模和出力特性等是影響發電側儲能配置的關鍵因素，應根據本地電源基礎數據，并結合電網需求，選擇儲能技術及確定規模。
《報告》建議，建立和完善體現儲能間接綠色價值的政策，理順“電力—綠證—碳交易”市場的關系，建立“電—碳—證”市場協同機制，使儲能的綠色價值得到充分體現。在此基礎上，還需要在多元化儲能技術研發和應用、混合儲能技術研發及應用等方面發力。
萬里智庫高級研究員王自強從資本市場的角度談儲能的發展。他表示，股市是行業的晴雨表，儲能板塊的異軍突起，反映出儲能企業發展活躍。“從資本市場看，必須利用市場手段來發展儲能，尤其是新型儲能，要產生經濟效益。在發展過程中，要重點關注兩個問題。其一，為配合新能源發展，需要因地制宜的配套儲能，避免盲目上馬新基建，造成不必要的浪費。其二，避免對儲能技術的過度保護，需要通過市場化手段，提升儲能技術的市場競爭力。”
“要立足我國能源資源稟賦來發展儲能。”資深能源專家許江風提出，他認為，在2060年新型電力系統中，除抽水蓄能和新型儲能電力變異儲能體系外，還存在三大儲能與靈活調節電源體系：一、城市電動車儲能集群是可以直接儲存過剩電力并能夠為電力系統平谷和調峰的儲能系統，且具有經濟性；二、以本土氣源（天然氣與綠氫可以摻混）為主體的地下儲氣庫、管網與調峰氣電廠是最為可靠、可以托底并可以直接儲存的能源，而且啟停靈活，預計有大發展；三、生物質和垃圾是為了環境優美必須利用和燒掉的儲能和靈活電源體系。“在儲能發展路徑當中，電動車儲能集群和生物質垃圾儲能與發電將優先得到發展。”
“國家能源集團針對綜合能源業務形成了以發電側為主，貼近主責主業的發展原則。”國家能源集團電力產業管理部高級主管范蕊表示，所有的綜合能源業務都是為了提升火電產業的創效能力，以及提升新能源消納能力，包括產業鏈的內循環能力，采取的三個主要方式包括火電+，新能源+，產業鏈+，形成三橫三縱的管理。國家能源集團作為投資方、業主方，最關心儲能的成本問題。“集團多元化發展儲能,在電化學、飛輪、熔巖蓄熱、壓縮空氣等技術路線方面均有探索。”
專家的話：
首航新能源副總裁余峰：
除了原材料價格的變動外，產業鏈企業在近幾年不斷有新的技術推出，來提高成本競爭力。從更大的電芯單體、更長壽命的電芯、更高的系統能量密度，以及通過熱管理水平的提升，來提高系統整體效率。在循環壽命在提升過程中，技術還是在不斷革新的。我們現在看到儲能系統效率從早年83%～84%，提高到了目前主流液冷廠商的85～86%水平。通過多種手段來降低綜合成本是系統集成企業始終聚焦的核心問題，我們對于成本的理解不只是初始投入成本，更多是儲能系統全生命周期成本LCOS。我們能通過產業鏈企業的共同努力實現有序降本，以支持多種場景友好接入。儲能有電芯壽命和系統壽命，按照行業經驗數據，系統壽命是電芯標稱壽命的80%左右。
遠景能源有限公司儲能事業部總經理鄭漢波：
原來電芯循環壽命6000次，我們后來做到8000次，遠景今年又推出1.2萬次的電芯，有了很多方面技術的提升，為系統降本做技術支撐。
江蘇天合儲能有限公司戰略市場總經理李秉文：
在2022年做戰略預測的時候，已經預測到電化學儲能成本會快速下降。2025年鋰電儲能的度電成本將會低于0.2元，低于抽水蓄能的水平。
電化學儲能將來會是一個最主流新型儲能方向。第一，電化學現在不安全其實并不表明未來不安全，與三元電池相比，磷酸鐵鋰本身產生問題的概率本身就很低。第二，整個行業從去年開始同質化很嚴重，唯一能打出差異化的東西就是在安全性。第三，安全性問題對于大型儲能來講，近兩年可能會取得非常大的進展。
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