儲能的2020年:方向之考

被稱為“管理哲學之父”的英國經濟學家查爾斯·漢迪(Charles Handy)曾在《第二曲線》中提出一個觀點:新興行業、組織和市場的增長總會遵循“S型曲線”,在導入期進步緩慢,經過破局點後會快速增長,走向曲線頂端,但這時也會出現增長放緩。

儲能在“十三五”前幾年中的發展路徑,正是這樣的一個“S型”。

2016年11月,儲能首次以專項規劃形式被納入《可再生能源發展“十三五”規劃》中,與此同時,儲能技術的升級也推進了成本下降。

2018年,隨著電網側儲能“強勢出擊”,國內儲能產業迎來真正的破局點。此外,以壓縮空氣、蓄冷蓄熱、飛輪儲能等為代表的物理儲能技術實現了技術突破。

2019年,行業整體仍然保持了發展態勢。根據中國能源研究會儲能專委會、中關村儲能產業技術聯盟數據的統計,截至2019年三季度,中國已投運儲能項目累計裝機規模為31.69吉瓦,電化學儲能的累計裝機規模達到1.27吉瓦。但在下半年,受《輸配電定價成本監審辦法》等政策和市場因素影響,電化學儲能的增速明顯放緩。

在此情況下,儲能行業需要如何調整方向、迎接挑戰?

電力仍是方向

儲能在“十三五”前幾年的最大突破,無疑是真正從示範走進商業化初級階段。而圍繞電力相關產業實現應用,則是推動商業化落地的最大動力。2019年,儲能行業的應用仍然集中在電力行業產業鏈。

在發電側,光伏配置儲能(光儲)、風電配置儲能(風儲)、火電聯合儲能(火儲)是三種主要模式,且三種模式都有發展前景。

火儲參與調頻輔助服務項目發展最快,截至2019年9月,已併網的火儲項目規模為69兆瓦,發佈的簽約項目規模超過810兆瓦,其中廣東市場規模最大,總量超過364兆瓦。如果現有單邊市場政策不變,預計市場很快會趨於飽和, 但隨著更多地區輔助服務政策和現貨市場機制出臺,未來仍有新的發展潛力。圍繞火電構建的靈活性電源的新模式能夠為可再生能源發展提供必要支撐。

風儲最早的應用模式出現在2013年,代表項目是遼寧臥牛石風電場儲能項目,當時電網給予了調度優先的試行政策;2019年,最新的應用是江蘇的海上風電和安徽的陸上風電,這些地區都給予配備儲能的新建項目優先併網權,該方式有望在2020年推動風儲應用的規模發展。

從2018年開始,多家新能源公司佈局光儲應用,已有多個光儲項目併網。2019年10月,新疆給予配置儲能的光伏項目額外100小時的上網優惠政策,但核算下來,按現有儲能成本收益有限,激勵效果不明顯。青海創造了使用區塊鏈技術共享儲能模式,把光伏儲能通過大電網實現交易與互聯,該模式增加了新能源廠商對未來電力市場機制的期望值,被長期看好。

在用戶側,雖然2018年全球和中國的儲能市場達到了一個高潮,年增長超過以往15年總和,而且國外的用戶側儲能發展很好,但中國的用戶側儲能發展不快。2019年第三季度,國內用戶側項目的新增併網項目為60.6兆瓦。電池成本的下降並未明顯改善用戶側儲能的收益,非技術成本較高,安全事故引發的用戶顧慮,以及電價波動額外帶來的風險都影響了項目開發速度。

在電網側,輔助服務項目是新增項目中的亮點。從2019年前三季度的統計數據看,輔助服務新增投運項目的裝機佔比最大,為53.7%,與去年同期和環比今年二季度,均增長了133.3%。

不難看出,電力系統用儲能需求的增加帶動了儲能產業的發展,儲能技術在電力系統發輸配用各個領域找到了價值點,但仍然存在三方面問題。

第一,由於電力市場開放程度相對有限,利於儲能等新技術參與電力市場的環境尚不完備,各領域儲能技術商業化應用舉步維艱。

第二,儲能獨立市場主體地位尚未落實,雖然國家層面文件已明確儲能電站的獨立市場主體地位,但從系統建設角度來看,各地方和部門鮮有操作規程,尚不明確如何對儲能項目進行綜合認定和落地。從運行角度來看,儲能參與市場的交易、調度和結算體系尚未與之匹配。

第三,化學儲能安全問題已經備受關注。眾所周知,安全可靠是儲能規模化發展的基本條件,迫切需要從儲能電池本體安全、系統集成安全和電力系統調度安全等多方面入手,進一步提高化學儲能技術應用中的安全問題。

效率亟待提升

目前,國內儲能產業發展進入關鍵時刻,儲能產業高速發展的過程中暴露出一些問題,為了保障儲能產業持續健康的發展,不僅需要政府給予政策支持,更需要儲能產業不斷完善自身。

完善自身、挖掘潛力,正是查爾斯·漢迪對“S型曲線”下滑的破解之道——趕在第一條曲線逐漸消失之前,開始一條新的S型曲線。從儲能行業看,這條新的S型曲線將來自技術領域。

2019年,我國化學儲能技術取得了重要進展,鋰電池技術突破了鋰補償規模量產技術,單體循環壽命得到提升,液流電池能量密度進一步提高,儲能型固態鋰離子電池和固態鈉離子電池技術研發取得新進展。

2019年,物理儲能技術也取得多項突破。國際首套10兆瓦先進壓縮空氣儲能通過科技部驗收,國際首套的100兆瓦先進壓縮空氣儲能項目在張家口正式開工;蓄熱技術多點開花,2兆瓦級飛輪儲能並聯機組實現軌道交通的工程示範,國產250千瓦高速飛輪應用於UPS示範,單機400千瓦高速電機關鍵技術取得了突破。

2020年,化學儲能技術需要進一步提高壽命、效率和安全性,有望在高安全鋰電池、固態鋰電池、高能量密度液流電池技術方面取得新進展;物理儲能技術需要進一步提高規模、效率和推廣應用,有望在100兆瓦先進壓縮空氣儲能、高密度複合儲熱、400千瓦高速飛輪儲能關鍵技術方面取得實質性進展;無論物理儲能還是化學儲能,都需要進一步降低成本,來推動儲能的商業化。

最近十年,主流儲能技術成本每年降低10~20%,預計2020年將延續這一趨勢,但儲能技術的成本不會無限下降,達到一定規模後儲能成本將趨於穩定。更重要的是,掌握自主知識產權的原創技術,我國的儲能技術才能有核心競爭力,我國的儲能產業發展才能有根基。

在提升核心競爭力方面,行業需要從以下四方面入手:

針對化學儲能技術,尤其是發展比較快的鋰離子電池,在單體電池性能不斷提升前提下,著重提升系統產品的安全性、使用壽命、環境適用性和可靠性,滿足客戶的需求;按照儲能應用領域的不同開發不同儲能專用電池產品,另外隨著儲能市場的不斷釋放,需要儘早建立儲能電池產品回收產業鏈。

針對物理儲能技術,包括新型壓縮空氣儲能技術、蓄冷蓄熱、飛輪儲能技術等,應重點支持開展系統示範和應用推廣工作。

此外,儲能技術標準方面仍需要不斷完善,“十三五”期間我國初步建立了儲能技術標準體系,後續仍然需要進一步完善儲能技術標準體系尤其儲能技術本體及系統安全標準的建立。

在儲能技術人才培養方面,儲能作為一個多學科交叉的產業,涉及學科眾多,有物理、化學等不同學科。但目前,產業內多學科複合型人才不足,需要加強複合型人才的培養。

“新兵”尚需支持

2020年後,可再生能源行業將全面進入平價時代。可再生能源併網比例的提高,或將使儲能應用從“錦上添花”變成“不可或缺”的關鍵支撐技術。因此,儲能將有望得到更大需求。

商機很多,但我們也要認識到,無論是光伏、風電還是儲能仍然是電力領域的“新兵”,發展潛力巨大,但發展過程不是一蹴而就,在2020年乃至“十四五”期間,行業還需要市場機制的持續完善和政策的持續支持。

首先,要加強組織領導和政府的頂層規劃,將儲能納入國家能源發展規劃,設置儲能專項全面規劃產業技術和應用發展,建立完善扶持政策,切實推動各項措施落實到位,形成政、產、學、研、用結合的發展局面。

其次,保證峰谷電價差、調頻價格基本穩定,明確不得收取儲能電站的容量費等。同時,加快推動儲能參與電力市場交易獲得合理補償的政策,建立與電力市場化運營服務相配套的儲能服務補償機制。推動儲能參與電力輔助服務補償機制試點工作,建立相配套的儲能容量電費機制。同時,建立健全補償監管機制,嚴懲違規行為等。

第三,加快儲能市場化應用,在主要應用領域儘快理順“誰受益,誰付費”、加快建立儲能等靈活性資源市場化交易機制和價格形成機制,鼓勵儲能直接參與市場交易,通過市場機制實現盈利,激發市場活力等。

第四,建立廢舊電池處置機制和研究電池儲能系統回收機制,杜絕儲能電池產業鏈可能帶來的環境汙染,確保儲能產業的綠色和可持續發展等。

(作者分別系中關村儲能產業技術聯盟理事長、常務副理事長、監事長)

中關村儲能產業技術聯盟


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