可再生能源發(fā)展提速電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能已重啟 中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)未來可期

所有參與能源系統(tǒng)平衡的儲(chǔ)能設(shè)施的能源來源，也必須是可再生能源。

2015年簽署的《巴黎協(xié)定》讓世界各國(guó)達(dá)成共識(shí)，一同應(yīng)對(duì)氣候變化，將全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高幅度控制在低于2℃的目標(biāo)，并為1.5℃溫控目標(biāo)而努力。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，進(jìn)一步提高可再生能源在能源消費(fèi)中的比例是一個(gè)主要手段，100%可再生能源的提法也應(yīng)運(yùn)而生。

從假設(shè)到目標(biāo)和手段

當(dāng)今，100%可再生能源目標(biāo)已經(jīng)不再只是一個(gè)學(xué)術(shù)界的假設(shè)，許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)付出努力。到2019年年底，全球已經(jīng)有超過60個(gè)國(guó)家宣布并實(shí)施了不同類型的100%可再生能源的目標(biāo)。在城市和區(qū)域?qū)用?，全球已?jīng)有至少318個(gè)城市或區(qū)域提出了自己的100%可再生能源目標(biāo)。

可再生能源包括所有的可再生的能源來源，比如水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?/strong>、海洋能等。100%可再生能源是指在一個(gè)特定的地點(diǎn)、區(qū)域或者國(guó)家，一年365天所有用戶的能源需求都來自可再生能源。這些滿足本地最終用戶的用能需求(電力、冷熱、交通)可以是由本地的可再生能源提供，也可以是從區(qū)域以外通過輔助技術(shù)設(shè)施來提供，包括電網(wǎng)、氫能、熱能等。所有參與能源系統(tǒng)平衡的儲(chǔ)能設(shè)施的能源來源，也必須是可再生能源。

近10年來，可再生能源，尤其是風(fēng)電和光伏的迅猛發(fā)展，讓這一目標(biāo)看起來更加接近現(xiàn)實(shí)。2017年，全球范圍內(nèi)，尤其是在電力領(lǐng)域，可再生能源占比達(dá)到24.4%(IRENA，2019c)，預(yù)計(jì)2018年已經(jīng)達(dá)到26%(REN21，2019a)。在可再生能源供熱(冷)和交通領(lǐng)域，2016年分別實(shí)現(xiàn)了24.1%和3.3%。

如今，100%可再生能源不只是一個(gè)目標(biāo)，而成為一個(gè)實(shí)現(xiàn)清潔可持續(xù)發(fā)展的手段，每個(gè)國(guó)家都在或多或少、或快或慢地努力前行。截至2019年年底，有58個(gè)城市或地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100%可再生能源的目標(biāo)，其中36個(gè)城市或地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100%可再生能源供電的目標(biāo)。131個(gè)城市和區(qū)域?qū)?030年設(shè)為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的截止時(shí)間，114個(gè)城市把實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的時(shí)間設(shè)為2050年。

按照最終用能品類劃分的話，絕大部分的目標(biāo)是聚焦在100%可再生能源電力板塊，而提出在電力、冷熱和交通三個(gè)領(lǐng)域全目標(biāo)的城市主要集中在歐洲(42個(gè))和北美(28個(gè))。

根據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)的預(yù)測(cè)，可再生能源供電會(huì)從當(dāng)今的25%提高到2050年的86%。當(dāng)然，這些可再生能源供電容易受氣候影響，其出力具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，同時(shí)可再生能源的大比例增加會(huì)給整個(gè)能源系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)、不同的時(shí)間尺度帶來挑戰(zhàn)(一天中的不同時(shí)段或者一年當(dāng)中的不同季節(jié)和天氣)。其本質(zhì)是，維持供需平衡將成為一個(gè)最大的挑戰(zhàn)。

儲(chǔ)能要承擔(dān)平衡重任

應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，需要多領(lǐng)域多維度的創(chuàng)新舉措，包括關(guān)鍵技術(shù)、市場(chǎng)設(shè)計(jì)、商業(yè)模式等方面。其核心是，在不斷變化的形勢(shì)下保持既經(jīng)濟(jì)又可靠的供需平衡，提升整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。儲(chǔ)能技術(shù)，不論是供給側(cè)(發(fā)電側(cè))、電網(wǎng)側(cè)還是需求側(cè)，都是靈活性的關(guān)鍵來源。

發(fā)電側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以穩(wěn)定可再生能源電源的輸出，同時(shí)通過規(guī)模儲(chǔ)能以及電能到其他形式的應(yīng)用(如電制氫)，儲(chǔ)存多余的可再生能源發(fā)電，減少棄風(fēng)、棄光和棄水，同時(shí)增加供應(yīng)側(cè)的靈活性。

電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以提供輔助服務(wù)，增加調(diào)頻、調(diào)峰和黑啟動(dòng)的能力，改善電網(wǎng)側(cè)的靈活性。

需求側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，則通過終端用戶領(lǐng)域的智能電氣化來提高靈活性。

未來，我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)要助力可再生能源發(fā)展，不能忽視以下三個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

一是進(jìn)一步降低儲(chǔ)能的商業(yè)投資成本，增加儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性。在大部分已建成的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，其經(jīng)濟(jì)收益、非經(jīng)濟(jì)收益已經(jīng)和項(xiàng)目投資取得了平衡，但是大部分的項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)性可行性上不高。在電化學(xué)儲(chǔ)能中，鋰電池技術(shù)一直獨(dú)占鰲頭，也是受益于電動(dòng)汽車的高速發(fā)展所帶來的電池技術(shù)提升，以及電池成本的下降(雖然動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的技術(shù)要求存在較大差別)，大型鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)造價(jià)已經(jīng)突破200美元每兆瓦時(shí)。對(duì)于儲(chǔ)能項(xiàng)目，可以借鑒可再生能源的發(fā)展模式，前期依靠一定水平的補(bǔ)貼，后期通過市場(chǎng)的充分競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)平價(jià)盈利。

二是搭建一個(gè)讓儲(chǔ)能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的政策框架。現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)邏輯是實(shí)現(xiàn)供需平衡，而儲(chǔ)能的作用是存儲(chǔ)或者釋放電能，和現(xiàn)有的框架較難融合。未來，儲(chǔ)能系統(tǒng)的所有權(quán)、經(jīng)營(yíng)模式等系列問題還需要逐步明晰，以確保儲(chǔ)能服務(wù)提供商能夠有廣泛并順暢的收入渠道和來源。

三是需要更多的示范項(xiàng)目來提升全系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能的認(rèn)知。對(duì)于一項(xiàng)剛剛發(fā)展的技術(shù)，示范項(xiàng)目對(duì)理解技術(shù)功能、積累運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)、探討商業(yè)模式特別重要。這方面我國(guó)具備天然優(yōu)勢(shì)：我們有足夠大的市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景，也有足夠多的市場(chǎng)參與方。有一些地區(qū)會(huì)要求可再生能源發(fā)電企業(yè)配備一定比例的儲(chǔ)能設(shè)施，對(duì)配有儲(chǔ)能設(shè)施的電源進(jìn)行優(yōu)先調(diào)度。這在客觀上給可再生能源發(fā)電企業(yè)增加了成本，但也讓更多的企業(yè)直接參與到儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的拓展中來，成為儲(chǔ)能市場(chǎng)化的重要推動(dòng)力量。比如金風(fēng)科技正在從一家風(fēng)電企業(yè)向綜合能源服務(wù)企業(yè)轉(zhuǎn)型，在金風(fēng)科技園中就建有儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，把風(fēng)電、光伏和不同類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行耦合調(diào)試，積累了大量的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。陽(yáng)光電源也從一家提供光伏逆變系統(tǒng)的供應(yīng)商，變身提供儲(chǔ)能解決方案的提供商，進(jìn)一步延伸至全套清潔能源解決方案的提供商。

不能忽視的表后儲(chǔ)能

我國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直在波折中不斷前行。2017年，五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正式啟動(dòng)。2018年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)取得了爆發(fā)式的發(fā)展，眾多民營(yíng)企業(yè)和市場(chǎng)主體紛紛登場(chǎng)。2019年5月，國(guó)家發(fā)改委明確儲(chǔ)能設(shè)施投資不能計(jì)入輸配電定價(jià)成本，儲(chǔ)能行業(yè)遇冷，2019年上半年新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模僅為116.9兆瓦，環(huán)比2018年下半年下降79.2%。

據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布的最新報(bào)告顯示，截止到2019年年底，我國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為32.3吉瓦，占全球的18%，其中抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)占比為93.7%，電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)1592.3兆瓦，占比4.9%。

需要提醒業(yè)界重視的是，雖然當(dāng)今的儲(chǔ)能裝機(jī)以電網(wǎng)側(cè)和發(fā)電側(cè)的大型儲(chǔ)能設(shè)施為主，但在未來，電表前的大型儲(chǔ)能(FTM，in front of the meter,包括電網(wǎng)側(cè)和發(fā)電側(cè))和電表后的需求側(cè)儲(chǔ)能(BTM, behind the meter)應(yīng)該是兩分天下的。

原因在于，其一，需求側(cè)的電氣化水平越來越高，需求側(cè)提供靈活性的潛力也越來越大，自然會(huì)帶動(dòng)儲(chǔ)能的需求;其二，電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，讓V2G(Vehicle to Grid)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)指日可待，未來基于此技術(shù)的電動(dòng)汽車，通過充換電平臺(tái)可能成為巨大的儲(chǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施。

最為重要的是，儲(chǔ)能是未來能源體系中的重要環(huán)節(jié)，區(qū)別于傳統(tǒng)能源的資源和路徑依賴，技術(shù)創(chuàng)新和突破會(huì)是儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的最大動(dòng)力。需求側(cè)的創(chuàng)新也會(huì)來自跨界企業(yè)的推動(dòng)，比如特斯拉近日就高調(diào)進(jìn)軍分布式光伏市場(chǎng)，打造完全能源獨(dú)立的分布式家庭能源系統(tǒng)。需求側(cè)的創(chuàng)新會(huì)倒逼電網(wǎng)企業(yè)更加快速地向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型?？梢灶A(yù)見，在未來會(huì)有越來越多的需求側(cè)儲(chǔ)能設(shè)施納入電力系統(tǒng)，成為靈活性資源，助力實(shí)現(xiàn)發(fā)電、電網(wǎng)和需求側(cè)的有機(jī)耦合。

儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)100%可再生能源目標(biāo)眾多解決之道中最直接、最有效也是最有基礎(chǔ)的一個(gè)。今年2月份，國(guó)家電網(wǎng)有限公司投資近80億元的山西垣曲抽水蓄能電站正式開工，進(jìn)一步釋放電網(wǎng)投資儲(chǔ)能的樂觀信號(hào)。3月17日，國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合司法部發(fā)布了《關(guān)于加快建立綠色生產(chǎn)和消費(fèi)法規(guī)政策體系的意見》，將促進(jìn)能源清潔發(fā)展作為一項(xiàng)主要任務(wù)，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“加大對(duì)分布式能源、智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能技術(shù)、多能互補(bǔ)的政策支持力度”。

政策東風(fēng)已來，可再生能源發(fā)展在提速，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能已重啟，中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的未來可期。

(作者系中國(guó)能源研究會(huì)分布式能源專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng))