電化學(xué)儲(chǔ)能：誰是主角

　　以累計(jì)投運(yùn)規(guī)模超過1吉瓦為標(biāo)志，中國電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)真正進(jìn)入了規(guī)?；?、快速發(fā)展的時(shí)代，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、儲(chǔ)能專用電芯也開始受到各方關(guān)注。

　　2018年稱得上是中國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的一個(gè)分水嶺。

　　在等待與醞釀多年之后，中國電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在2018年終于迎來真正意義上的元年——電化學(xué)儲(chǔ)能市場規(guī)模進(jìn)入了“GW/GWh”（吉瓦/吉瓦時(shí)）時(shí)代。

　　根據(jù)中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)暨中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫的不完全統(tǒng)計(jì)，2018年中國累計(jì)投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模為1.0185吉瓦/2.9123吉瓦時(shí)，是2017年累計(jì)總規(guī)模的2.6倍。專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2020年之后儲(chǔ)能商業(yè)化市場份額將快速提升。來自RCESIP（儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策研究中心）的預(yù)測(cè)表明，2025年中國電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到24吉瓦，市場份額將邁入千億級(jí)別。

　　這意味著中國電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)真正進(jìn)入規(guī)?；?、快速發(fā)展的時(shí)代，其背后的推動(dòng)力無疑是2017年10月五部委頒布的《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》。

　　2018年，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)真切地感受到了政策的刺激力量，因此這一文件以及后續(xù)將推出的配套政策，將繼續(xù)推動(dòng)中國電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

　　從全球來看，電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了新時(shí)代。截至2018年底，全球累計(jì)投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到4.8683吉瓦/10.7392吉瓦時(shí)，功率規(guī)模同比增長65%，提速明顯。

　　根據(jù)美國清潔能源與技術(shù)咨詢公司Mercom資本集團(tuán)的統(tǒng)計(jì)，2018年，全球?qū)?chǔ)能公司的風(fēng)險(xiǎn)投資增加了19%，企業(yè)融資總額為8.5億美元，2018年儲(chǔ)能獲得風(fēng)險(xiǎn)投資的企業(yè)數(shù)量由30個(gè)增加至49個(gè)。

　　在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈中，鋰電池公司和儲(chǔ)能系統(tǒng)公司成為最受關(guān)注的企業(yè)，2018年融資金額TOP5的儲(chǔ)能企業(yè)中，3家是鋰電池公司，2家為儲(chǔ)能系統(tǒng)公司。其中固態(tài)電池企業(yè)QuantumScape以1億美元的融資榮登2018年儲(chǔ)能企業(yè)融資榜首。

　　電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能后來居上

　　在快速發(fā)展的中國儲(chǔ)能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)中，結(jié)構(gòu)分布發(fā)生了明顯的變化，從2017年前以用戶側(cè)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪娋W(wǎng)側(cè)為主。

　　根據(jù)CNESA儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計(jì)，2018年新增投運(yùn)（不包含規(guī)劃、在建和正在調(diào)試的儲(chǔ)能項(xiàng)目）的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能規(guī)模為206.8兆瓦，占2018年全國新增投運(yùn)規(guī)模的36%，占各類儲(chǔ)能應(yīng)用之首。

　　電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的興起源于電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能的“剛需”。中國化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書長劉勇認(rèn)為，電力系統(tǒng)內(nèi)存在較大頻率波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)（如大容量直流、大容量機(jī)組等大電源丟失風(fēng)險(xiǎn)），而系統(tǒng)如果相對(duì)較小或系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻能力相對(duì)不足（如大規(guī)模新能源接入等），就需要儲(chǔ)能等快速充放電設(shè)備協(xié)助確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　劉勇認(rèn)為，建設(shè)儲(chǔ)能電站可緩解電網(wǎng)部分供電缺口，提高設(shè)備的利用效率，延緩為滿足短時(shí)最大負(fù)荷所需的電網(wǎng)建設(shè)投資。

　　在諸多儲(chǔ)能技術(shù)路線中，電化學(xué)儲(chǔ)能裝置響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，相對(duì)于水電、火電等常規(guī)功率調(diào)節(jié)手段具有較大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。電池儲(chǔ)能電站跟蹤負(fù)荷變化能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，控制精確，且具有雙向調(diào)節(jié)能力和削峰填谷的雙重功效，是重要的調(diào)峰電源。

　　從2018年電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的分布區(qū)域來看，江蘇、河南電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能市場爆發(fā)，年內(nèi)投運(yùn)規(guī)模位居全國前列，最受市場關(guān)注。湖南、甘肅和青海等地的項(xiàng)目正在逐步釋放，值得期待。

　　2018年7月18日，江蘇鎮(zhèn)江電網(wǎng)儲(chǔ)能電站工程正式并網(wǎng)投運(yùn)，該儲(chǔ)能電站規(guī)模為101兆瓦/202兆瓦時(shí)，是國內(nèi)規(guī)模最大的電網(wǎng)側(cè)電池儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，也是迄今建成的世界規(guī)模最大、功能最全的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目。作為全球首套毫秒級(jí)響應(yīng)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)組成部分，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能從“負(fù)荷”向“電源”的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)變，具備調(diào)頻、調(diào)峰、備用、黑啟動(dòng)等功能。2019年1月9日，國網(wǎng)江蘇省電力公司儲(chǔ)能二期工程蘇州昆山項(xiàng)目通過初設(shè)評(píng)審。該工程建成后，將成為全球最大的儲(chǔ)能電站。

　　2018年6月，國網(wǎng)河南省電力公司與平高集團(tuán)合作，選擇鄭州、洛陽、信陽等9個(gè)地市的16座變電站，采用“分布式布置、模塊化設(shè)計(jì)、單元化接入、集中式調(diào)控”的技術(shù)方案，建設(shè)規(guī)模為100.8兆瓦/125.8兆瓦時(shí)，共計(jì)84個(gè)電池集裝箱，目前該儲(chǔ)能電站已經(jīng)正式投入商業(yè)運(yùn)行。

　　中國能源研究會(huì)可再生能源專委會(huì)主任李俊峰表示，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的異軍突起在于電網(wǎng)自身建設(shè)功能性的儲(chǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施需求比較緊迫。

　　陽光電源副總裁吳家茂表示，從整個(gè)儲(chǔ)能市場的培育和市場機(jī)制的建立來看，單靠電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能是不夠的，期待2019年用戶側(cè)和電源側(cè)，尤其是“新能源發(fā)電+儲(chǔ)能”這種發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能蓬勃發(fā)展起來。

　　值得注意的是，根據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)的不完全統(tǒng)計(jì)，2018年在建和投運(yùn)的電源側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模有望超過150兆瓦。從儲(chǔ)能項(xiàng)目類型來看，調(diào)頻儲(chǔ)能類項(xiàng)目數(shù)量多，累計(jì)規(guī)模最大，其次是“可再生能源＋儲(chǔ)能”項(xiàng)，而調(diào)峰儲(chǔ)能項(xiàng)目屈指可數(shù)。

　　儲(chǔ)能專用電池登場

　　做出2018年是中國電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)元年的判斷，不僅是基于市場規(guī)模，更重要的是產(chǎn)業(yè)開始觸及一些關(guān)涉行業(yè)未來的根本性問題，比如儲(chǔ)能專用鋰電池研發(fā)應(yīng)用。

　　2018年11月，寧德時(shí)代副董事長黃世霖公開表示，未來動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池技術(shù)路線會(huì)分開。

　　對(duì)此，另外一家行業(yè)代表億緯鋰能儲(chǔ)能事業(yè)部總經(jīng)理陳翔則表示完全同意這一觀點(diǎn)。上海國軒新能源(合肥)儲(chǔ)能科技有限公司總經(jīng)理彭明鴻進(jìn)一步提出，市面上基本沒有真正的儲(chǔ)能電芯，各大動(dòng)力電池廠家都未投入專門的儲(chǔ)能電芯產(chǎn)線。

　　如果彭明鴻的說法是對(duì)的，那么我們經(jīng)常看到的各種機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)的儲(chǔ)能項(xiàng)目用的是什么鋰電池呢？顯然只能是動(dòng)力電池。

　　至此，這一業(yè)內(nèi)大家都在私下討論但很少有人主動(dòng)公開的重大命題進(jìn)入了公眾視野。無疑，這是行業(yè)的一個(gè)重大進(jìn)步。那么動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池有哪些分別呢？

　　第一，從應(yīng)用場景來看，動(dòng)力鋰電池主要用于電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車以及其它電動(dòng)工具領(lǐng)域，而儲(chǔ)能鋰電池主要用于調(diào)峰調(diào)頻電力輔助服務(wù)、可再生能源并網(wǎng)和微電網(wǎng)等領(lǐng)域。

　　由于應(yīng)用場景不同，電池的性能要求也有所不同。動(dòng)力鋰電池作為移動(dòng)電源，在安全的前提下對(duì)于體積（和質(zhì)量）能量密度都有高的要求，以達(dá)到更為持久的續(xù)航能力。同時(shí)，用戶還希望電動(dòng)汽車能夠安全快充，因此動(dòng)力鋰電池對(duì)于能量密度和功率密度都有較高的要求，只是因?yàn)槌鲇诎踩钥紤]，目前普遍采用1C左右充放電能力的能量型電池。對(duì)于儲(chǔ)能應(yīng)用而言，因?yàn)榻^大多數(shù)儲(chǔ)能裝置無需移動(dòng)，所以儲(chǔ)能鋰電池對(duì)于能量密度并沒有直接的要求，至于功率密度，不同的儲(chǔ)能場景有不同的要求。

　　中科院電工所儲(chǔ)能技術(shù)研究組組長陳永翀?jiān)赋?，?duì)于電力調(diào)峰、離網(wǎng)型光伏儲(chǔ)能或用戶側(cè)的峰谷價(jià)差儲(chǔ)能場景，一般需要儲(chǔ)能電池連續(xù)充電或連續(xù)放電兩個(gè)小時(shí)以上，因此適合采用充放電倍率≤0.5C的容量型電池；對(duì)于電力調(diào)頻或平滑可再生能源波動(dòng)的儲(chǔ)能場景，需要儲(chǔ)能電池在秒級(jí)至分鐘級(jí)的時(shí)間段快速充放電，所以適合≥2C功率型電池的應(yīng)用；而在一些同時(shí)需要承擔(dān)調(diào)頻和調(diào)峰的應(yīng)用場景，能量型電池會(huì)更適合些，當(dāng)然，這種場景下也可以將功率型與容量型電池配合一起使用。

　　第二，相對(duì)于動(dòng)力鋰電池而言，儲(chǔ)能鋰電池對(duì)于日歷使用壽命有更高的要求。新能源汽車的壽命一般在5~8年，而儲(chǔ)能項(xiàng)目的壽命一般都希望大于10年。動(dòng)力鋰電池的循環(huán)次數(shù)壽命在1000~2000次，而儲(chǔ)能鋰電池的循環(huán)次數(shù)壽命一般要求能夠大于3500次，并且希望通過開發(fā)新型的運(yùn)維再生技術(shù)，達(dá)到超長的日歷儲(chǔ)能壽命。

　　第三，在成本方面，動(dòng)力鋰電池面臨和傳統(tǒng)燃油動(dòng)力源的競爭，儲(chǔ)能鋰電池則需要面對(duì)傳統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)的成本競爭。另外，儲(chǔ)能電站的規(guī)?；旧隙际钦淄呒?jí)別以上甚至百兆瓦的級(jí)別，因此儲(chǔ)能鋰電池的成本要求比動(dòng)力鋰電池的成本更低，安全性也要求更高。

　　正是基于動(dòng)力鋰電池與儲(chǔ)能鋰電池有著眾多的區(qū)別，這些應(yīng)用場景為開發(fā)專用電芯提供了為可能。隨著中國儲(chǔ)能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)進(jìn)入大規(guī)模時(shí)代，儲(chǔ)能專用鋰電池的生產(chǎn)已如弦上之箭、蓄勢(shì)待發(fā)。據(jù)了解，國內(nèi)已有電池企業(yè)如合肥國軒、億偉鋰能正在進(jìn)行儲(chǔ)能專用電芯的研發(fā)。儲(chǔ)能應(yīng)用專用電池的步伐越來越近。