能源轉型中儲能發(fā)展的幾點(diǎn)認識

當今世界能源發(fā)展朝著(zhù)清潔低碳、安全高效的方向不斷推進(jìn)，呈現轉型加快、跨界融合、創(chuàng )新活躍的大趨勢。逐步構建以可再生能源為主體的能源系統，并深度融合新型能源技術(shù)解決面臨的新挑戰已成為世界各國的共同選擇。為促進(jìn)新能源消納、提升電力系統靈活性，儲能廣泛應用于電力系統的發(fā)、輸、配、用各環(huán)節。但目前儲能存在技術(shù)經(jīng)濟性不高、位置獨立分散、利用率低下，且成本疏導途徑及盈利能力受限等問(wèn)題。為更好地促進(jìn)儲能發(fā)展，應緊密結合能源轉型的特點(diǎn)，厘清儲能發(fā)展內在邏輯、面臨的挑戰及需要的產(chǎn)業(yè)環(huán)境等問(wèn)題。

一、“新能源+儲能”將成為未來(lái)能源電力系統的基礎設施

能源發(fā)展正經(jīng)歷以煤、油等高能量密度為主的利用形式邁向以風(fēng)光等低能量密度能源為主的利用形式，該變化也是太陽(yáng)能的間接利用到直接利用的過(guò)程。太陽(yáng)能的直接利用省去了中間較多轉換環(huán)節，實(shí)現了能源“所見(jiàn)即所得”的規?；_(kāi)發(fā)利用，但其面臨著(zhù)能源來(lái)源的不確定性、利用的波動(dòng)性和存儲的不易性等挑戰。為實(shí)現低能量密度能源的高質(zhì)量利用，儲能將發(fā)揮能量“壓縮機、調制機”的功能，實(shí)現低密度、波動(dòng)性能源的高密度、可控性利用，達到“類(lèi)常規電源”的效果，故在能源轉型中“新能源+儲能”將成為能源的重要利用形式和基礎設施。

二、未來(lái)廉價(jià)的規?；瘍δ軐⒁砸淮文茉吹闹苯哟鎯橹?，而儲電等主要應用在高電能品質(zhì)要求等場(chǎng)景

廣義的儲能可根據存儲介質(zhì)的形態(tài)分為一次能源的存儲、中間能源的存儲和終端能源的存儲，且終端能源的存儲難度、時(shí)長(cháng)、成本較一次能源的直接存儲更大、更短和更昂貴1 。電化學(xué)儲能由于其物理活性遠高于直接存儲的一次能源，故其大規模應用必將引起成本大幅上升；而儲氫、抽蓄、壓縮空氣儲能、儲熱等是對原料或中間能源形式的存儲，其存儲成本較低，更容易實(shí)現規?；l(fā)展。因此，未來(lái)廉價(jià)的規?；瘍δ軐⒏嘁栽系拇鎯π问酱嬖?，而對能源品質(zhì)要求較高的則主要以?xún)﹄姷冉K端能源存儲的形式存在。為了更好利用儲電等高級能源形式，可采用儲能云等模式實(shí)現儲能的集群調度從而達到規?；瘧?。

三、需求的多樣性決定未來(lái)儲能朝著(zhù)技術(shù)多元化、應用場(chǎng)景廣泛化的方向發(fā)展

市場(chǎng)需求導向將很大程度影響儲能發(fā)展，當前行業(yè)將儲能經(jīng)濟性作為衡量?jì)δ馨l(fā)展能否取得重大突破的關(guān)鍵評判因素，導致儲能技術(shù)發(fā)展呈現單一化，僅蓄電池和鋰電池發(fā)展較快。隨著(zhù)新能源滲透率不斷提升、能源安全約束日益突出，從系統角度考慮，儲能將成為系統剛需。

綜合不同儲能技術(shù)的特點(diǎn)及應用場(chǎng)景可知，不同技術(shù)類(lèi)型的儲能可共同解決能源電力系統在不同時(shí)間尺度、空間范圍內的供給側與需求側平衡問(wèn)題，互為補充、相得益彰，部分剛需場(chǎng)景儲能經(jīng)濟性不再成為儲能發(fā)展的限制因素。以抽水蓄能和電化學(xué)儲能為例，抽蓄儲能主要解決大時(shí)間尺度、大區域范圍內的系統調峰平衡問(wèn)題，適用于集中式新能源發(fā)展；而電池儲能更多解決小時(shí)間尺度、局部地區的系統功率平衡問(wèn)題，適合分布式新能源發(fā)展；兩者并非完全替代關(guān)系，簡(jiǎn)單地將電池儲能和抽蓄儲能進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟性對標容易導致決策誤判。

四、應站在能源系統的高度看待未來(lái)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

當前儲能產(chǎn)品存在沿襲動(dòng)力電池制造體系的“路徑依賴(lài)”問(wèn)題，若僅認為儲能是電池行業(yè)的延伸，延續電池行業(yè)“生產(chǎn)—使用—回收”視角看儲能產(chǎn)業(yè)的思路，那么相關(guān)從業(yè)者將無(wú)法突破一般電池供應商的身份認知，產(chǎn)品創(chuàng )新、商業(yè)模式創(chuàng )新受到限制，業(yè)務(wù)鏈條難以向下游延伸。

未來(lái)，儲能產(chǎn)業(yè)的真正競爭壓力來(lái)自其他能源電力技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的市場(chǎng)空間擠壓，而并非僅僅同業(yè)間的技術(shù)路線(xiàn)之爭或產(chǎn)能比拼，只有站在整個(gè)能源行業(yè)的角度才能發(fā)現儲能在整個(gè)行業(yè)生態(tài)鏈中的真正價(jià)值空間。

五、儲能經(jīng)濟性的持續改善在于“開(kāi)源節流”

當前“新能源+儲能”相較于傳統化石能源的經(jīng)濟性不高是限制儲能進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素2，為促進(jìn)能源轉型，需通過(guò)“開(kāi)源”“節流”實(shí)現儲能經(jīng)濟性的不斷改善。

節流方面，主要通過(guò)提升儲能全壽命周期的技術(shù)經(jīng)濟性從而達到降低儲能成本的目的?？赏ㄟ^(guò)提高儲能循環(huán)壽命、研發(fā)新型廉價(jià)替代材料、標準化生產(chǎn)流程、儲能資源梯級利用和回收循環(huán)利用等手段實(shí)現儲能全壽命周期的技術(shù)經(jīng)濟性的改善。如實(shí)現鋰電池80%充放電深度下循環(huán)壽命超萬(wàn)余次；研發(fā)替代貴金屬鎳和鈷電極的新型電池技術(shù)；拓展儲能梯次利用場(chǎng)景，同時(shí)在技術(shù)層面上實(shí)現物盡其用，盡可能降低儲能退役時(shí)的剩余容量（如將原先80%剩余容量即退役的電池改善到剩余容量60%時(shí)再退役），從源頭上延緩電池退役；通過(guò)電池生產(chǎn)端的標準制定實(shí)現電池回收階段自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的標準化統一篩選、拆解、匹配等流程。

開(kāi)源方面，需通過(guò)多樣化儲能應用場(chǎng)景、豐富商業(yè)模式，實(shí)現儲能多功能復用下的價(jià)值挖掘；此外，借助新型能源技術(shù)進(jìn)一步激發(fā)儲能價(jià)值發(fā)揮。儲能作為一種靈活性極強的調節資源，其具備功率價(jià)值（power value）、容量?jì)r(jià)值（capacity value）和能量?jì)r(jià)值（energy value），在電力系統不同環(huán)節、不同場(chǎng)景通過(guò)單種或多種功能組合發(fā)揮不同作用。

當前由于市場(chǎng)機制不完善、儲能價(jià)值評估方法欠缺、受益對象難以識別、各利益主體間價(jià)值分攤原則尚未明確等因素，導致儲能存在“打黑工”的情況，儲能的靈活性未能充分發(fā)揮出來(lái)，且其價(jià)值未能全部量化補償，故應從以下兩方面著(zhù)手推進(jìn)儲能經(jīng)濟性的改善。

首先，建立完善儲能價(jià)值評價(jià)體系。研究?jì)δ芟到y提供各類(lèi)服務(wù)的直接效益和間接效益；基于儲能受益對象識別方法，研究多元受益主體間的價(jià)值分攤技術(shù)，并提出適合不同儲能應用場(chǎng)景的儲能價(jià)值評估方法，為儲能價(jià)值量化評估提供新思路，進(jìn)一步豐富儲能價(jià)值發(fā)揮。

其次，盈利模式豐富方面，可通過(guò)完善市場(chǎng)機制、開(kāi)發(fā)儲能靈活BMS、EMS管理系統實(shí)現儲能的多功能復用，實(shí)現儲能價(jià)值疊加?；诙鄨?chǎng)景復用盈利模式下的儲能綜合價(jià)值不再是原先從項目角度分析的單一直接價(jià)值，而是從單一價(jià)值到綜合價(jià)值的拓展。單個(gè)儲能多功能復用、多個(gè)儲能集中調度管控及多渠道成本回收的多元價(jià)值構成是未來(lái)儲能主要盈利模式。由單一商業(yè)價(jià)值到綜合商業(yè)價(jià)值，不僅儲能成本回收渠道拓寬，而且利益分配模式及其衍生出的一系列價(jià)格機制將帶來(lái)儲能商業(yè)邏輯的根本性變化。

六、能源新技術(shù)的應用將成激發(fā)儲能發(fā)展的催化劑

在能源領(lǐng)域，各國都在積極搶占能源技術(shù)創(chuàng )新和商業(yè)模式創(chuàng )新的制高點(diǎn)，如何將人工智能、區塊鏈、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、5G等現代信息通信技術(shù)和控制技術(shù)深度融合能源系統，解決能源電力轉型中的新困難、新挑戰，并促進(jìn)儲能相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，是當前亟需解決的又一難題。新技術(shù)的引入正在為儲能綜合解決方案及商業(yè)模式創(chuàng )新提供新的思考維度。

例如，通過(guò)引入區塊鏈等新技術(shù)實(shí)現將主體不同（電網(wǎng)企業(yè)、用戶(hù)自建、社會(huì )資本投資等）、位置分散（電源側、電網(wǎng)側、用戶(hù)側）、類(lèi)型各異（集中式儲能、分散式儲能、移動(dòng)式儲能）的儲能資源聚合，促進(jìn)分散儲能的跨時(shí)空功能共享，發(fā)揮儲能系統級價(jià)值。構建電網(wǎng)與“新能源—儲能—用戶(hù)”的共享網(wǎng)絡(luò )體系，依托區塊鏈技術(shù)為廣域儲能交易構建安全接入、公開(kāi)透明的系統平臺，實(shí)現儲能的跨時(shí)空功能共享，最終達到源網(wǎng)荷儲多方利益共贏(yíng)的利益共享。

上圖中各情景定義如下：

情景1：?jiǎn)蝹€(gè)儲能電站在不同時(shí)段以多功能復用的方式實(shí)現時(shí)間上的功能共享；情景2：歸屬同一主體但地理位置分散的分布式儲能，其通過(guò)在多個(gè)分布式儲能間進(jìn)行同種功能的分攤實(shí)現空間上的功能共享，如河南16個(gè)儲能電站同時(shí)進(jìn)行河南電網(wǎng)調峰，實(shí)現單個(gè)儲能電站難以發(fā)揮的功能；情景3：歸屬不同主體且地理位置分散的多種儲能形式，通過(guò)場(chǎng)景1和場(chǎng)景2中功能共享模式實(shí)現多主體儲能的跨時(shí)空功能共享。

隨著(zhù)儲能發(fā)展及電力市場(chǎng)的不斷完善，儲能發(fā)展逐漸從單個(gè)儲能電站發(fā)揮單種功能過(guò)渡到情景1中單個(gè)儲能電站發(fā)揮多種功能共享和情景2位置分散儲能的功能分攤和聚合；未來(lái)，隨著(zhù)儲能商業(yè)模式的不斷豐富及儲能云的興起，儲能與新能源電站及用戶(hù)將進(jìn)入多主體儲能的跨時(shí)空功能共享階段。

七、儲能的安全性、標準化及評價(jià)機制將是約束儲能發(fā)展的三大關(guān)鍵因素

安全性方面，儲能本體的安全性及其與能源電力系統交互時(shí)的安全性是影響儲能發(fā)展的關(guān)鍵制約因素。標準化方面，標準化涵蓋儲能技術(shù)（儲能本體技術(shù)、集成應用、運維技術(shù)、梯次利用及回收技術(shù)等）的標準化及儲能數據庫標準化。評價(jià)機制方面，應包含儲能建模仿真平臺評價(jià)、儲能可行性評價(jià)、儲能價(jià)值評價(jià)等方面。

參考資料與注釋

1.從物理活性及熵原理角度考慮，能源的利用形式越高級其對應的物理活性越大，存儲的難度也越大。如火電廠(chǎng)中的煤可視為一種原料形式的儲能，其存儲時(shí)長(cháng)、成本都較儲電更容易實(shí)現。由于當前風(fēng)光無(wú)法實(shí)現直接存儲，故風(fēng)光的存儲更多以?xún)﹄姷男问酱嬖凇?/p>

2.化石能源經(jīng)濟性好主要是未考慮化石能源形成的漫長(cháng)時(shí)間成本。