目前,我國新型能源體系建設穩步推進(jìn),能源保障基礎不斷夯實(shí),現已建成全球最大的清潔能源系統。儲能是解決可再生能源規?;{和穩定輸出的重要技術(shù)手段,是新型電力系統的核心要素。相較于傳統的抽水蓄能,鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池、鈉離子電池、飛輪儲能等新型儲能,具有建設周期短、布局靈活、響應速度快等優(yōu)勢,可在電力系統運行中發(fā)揮調峰、調頻、調壓、備用、黑啟動(dòng)、慣量響應等多種功能。如今,新型儲能已成為構建新型電力系統的重要技術(shù)和基礎裝備,是實(shí)現碳達峰碳中和目標的重要支撐,也是催生國內能源新業(yè)態(tài)、搶占國際戰略新高地的重要領(lǐng)域,對構建清潔低碳、安全高效的能源體系,貫徹落實(shí)國家能源戰略具有重要意義。
我國新型儲能行業(yè)高速發(fā)展
過(guò)去5年,我國新型儲能行業(yè)高速發(fā)展,截至2024年底累計裝機量首次超越抽水蓄能,成為電力系統中繼火電之后的第二大靈活性調節資源。我國新型儲能行業(yè)發(fā)展呈現出以下幾個(gè)特征。
一是新型儲能行業(yè)發(fā)展迅速。在產(chǎn)業(yè)內生動(dòng)力、外部政策及碳中和目標等多重利好因素驅動(dòng)下,新型儲能發(fā)展步入快車(chē)道。據中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟全球儲能數據庫不完全統計,截至2024年底,我國已投運電力儲能項目累計裝機首次超過(guò)百吉瓦,達到137.9吉瓦,同比增長(cháng)59.9%;其中新型儲能累計裝機達到78.3吉瓦,功率規模同比增長(cháng)126.5%。
二是邁入規?;瘧秒A段。截至2024年底,我國累計注冊?xún)δ芟嚓P(guān)業(yè)務(wù)企業(yè)超過(guò)28萬(wàn)家,2024年新增注冊?xún)δ芟嚓P(guān)業(yè)務(wù)企業(yè)8.9萬(wàn)家,行業(yè)新增企業(yè)數量創(chuàng )新高,行業(yè)產(chǎn)能增加,儲能建設實(shí)現規?;l(fā)展。這其中,我國新型儲能建設規模實(shí)現了高速增長(cháng),鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池等多個(gè)不同新型儲能技術(shù)路線(xiàn)“世界之最”項目均在我國開(kāi)工、投運。從規模等級上看,單個(gè)項目裝機規模較以往大幅提升,百兆瓦級項目數量增速明顯,包括三百兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)、六百兆瓦級鋰電池儲能以及百兆瓦級鈉離子電池和液流電池技術(shù)等相關(guān)項目。
三是新型儲能技術(shù)多元化。鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池、鈉離子電池、飛輪儲能等技術(shù)路線(xiàn)在商業(yè)應用規模上不斷實(shí)現突破。其中,鋰離子電池在新型儲能中占比較高,非鋰儲能技術(shù)應用逐漸增多,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速;壓縮空氣儲能向更高功率規模等級方向加速發(fā)展,新增項目功率規模向三百兆瓦級及以上發(fā)展,儲能時(shí)長(cháng)從2小時(shí)、4小時(shí)至10小時(shí)發(fā)展;獨立飛輪儲能、重力儲能、液態(tài)金屬儲能等新技術(shù)也在落地實(shí)施,總體呈現多元化發(fā)展態(tài)勢。
我國新型儲能發(fā)展仍存在堵點(diǎn)
當前,面對新型電力系統高速發(fā)展態(tài)勢,我國新型儲能發(fā)展還面臨著(zhù)技術(shù)、市場(chǎng)以及政策上的問(wèn)題,主要表現在以下幾個(gè)方面。
一是技術(shù)水平尚不能滿(mǎn)足應用要求。我國新型儲能在安全、規模、成本、壽命等方面的技術(shù)先進(jìn)性、成熟度還不能完全滿(mǎn)足應用要求,部分核心技術(shù)尚未完全掌握。例如,電化學(xué)儲能的耐高溫隔膜材料制備技術(shù)、電池修復與回收再利用技術(shù)、飛輪儲能高速磁懸浮軸承技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)仍亟待突破;相關(guān)的材料和產(chǎn)品技術(shù)仍無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)大規模應用的要求。
二是市場(chǎng)和價(jià)格機制尚不完善。全國性的儲能價(jià)格機制還未形成共識,明確、系統、穩定的價(jià)格機制尚未形成。新型儲能行業(yè)市場(chǎng)和價(jià)格機制尚不足體現其在發(fā)、輸、配、用等環(huán)節的多重價(jià)值。例如,電源側,新型儲能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)不穩定,配套新型儲能調頻價(jià)格不確定性大;電網(wǎng)側,新型儲能主要用于緩解電網(wǎng)阻塞,但在發(fā)揮調峰、調頻、爬坡、慣量響應等多重應用功能的“一體多用,分時(shí)復用”的商業(yè)模式尚未建立;用戶(hù)側,新型儲能商業(yè)模式較單一,主要通過(guò)峰谷價(jià)差獲得收益,但存在分時(shí)電價(jià)機制不穩定、用戶(hù)投資積極性不高等問(wèn)題。
三是技術(shù)標準體系和行業(yè)規范不健全。我國新型儲能相關(guān)的法規和標準規范還不健全,檢測認證不充分,新型儲能項目準入和評價(jià)標準不完善,導致市場(chǎng)上的儲能產(chǎn)品和項目質(zhì)量良莠不齊。新型儲能項目全壽命周期管理體系尚未完全建立,缺少全流程、全要素的精細化和系統化管理,相關(guān)產(chǎn)業(yè)數據也相對缺乏。
促進(jìn)技術(shù)與市場(chǎng)深度融合
針對上述問(wèn)題,應立足我國新型儲能發(fā)展實(shí)際,在技術(shù)創(chuàng )新與市場(chǎng)驅動(dòng)兩個(gè)方面下功夫,促進(jìn)新型儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)邁向更高水平。
一是強化新型儲能技術(shù)創(chuàng )新。持續推動(dòng)新型儲能關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和系統集成示范,圍繞低成本、長(cháng)壽命、高安全性、高效率的總體目標,開(kāi)展儲能關(guān)鍵材料、單元、模塊等的技術(shù)研究及系統應用示范。構建新型儲能科技創(chuàng )新與技術(shù)儲備體系,推動(dòng)新型儲能先進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新中心、重點(diǎn)企業(yè)研發(fā)中心等創(chuàng )新載體建設。加強對新型儲能技術(shù)研發(fā)任務(wù)部署,集中攻克新型儲能的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,逐步形成系統、完整的技術(shù)布局。
二是制定可持續的市場(chǎng)發(fā)展機制。國家層面需要進(jìn)一步明確新型儲能行業(yè)的主體地位,完善新型儲能相關(guān)價(jià)格機制,營(yíng)造有利于新型儲能行業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境。加大支持新型儲能技術(shù)、裝備、制造等的政策力度,出臺支持新型儲能發(fā)展的財稅優(yōu)惠政策,增強新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈競爭力,在產(chǎn)、學(xué)、研、用等方面形成體系化的政策合力。產(chǎn)業(yè)層面,面向發(fā)電側、電網(wǎng)側和負荷側等不同應用場(chǎng)景,依托主管和行業(yè)機構系統制定新型儲能技術(shù)發(fā)展規劃,明確多元儲能技術(shù)的適用場(chǎng)景和價(jià)格機制。
三是健全技術(shù)標準和行業(yè)規范。加強新型儲能技術(shù)標準工作,推進(jìn)新型儲能技術(shù)創(chuàng )新與標準協(xié)同發(fā)展,并加強與現行能源電力相關(guān)標準的統籌銜接。開(kāi)展新型儲能檢測技術(shù)研究,開(kāi)發(fā)專(zhuān)用測試技術(shù)和測試設備,構建檢測認證體系。加快構建新型儲能行業(yè)全生命周期管理體系,保障新型儲能系統長(cháng)期安全穩定運行。
(作者系中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長(cháng))
責任編輯: 張磊