左志強

(新疆大學 建筑工程學院，新疆 烏魯木齊 830047)

0 前 言

在今后十年期間，我國將實現(xiàn)電力系統(tǒng)能源存儲從示范研發(fā)逐步走向初期商業(yè)化，再由初期商業(yè)化發(fā)展向規(guī)?；l(fā)展。目前，電力市場主體已經(jīng)表現(xiàn)出對儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)與發(fā)展的足夠關(guān)注，但是規(guī)?；虡I(yè)推廣的趨勢還不夠明確，究其原因是儲能技術(shù)成本相對較高、政策機制有待完善、市場開發(fā)程度的限制等。本文從國內(nèi)外儲能行業(yè)切入，著重分析我國儲能行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。

1 全球儲能行業(yè)現(xiàn)狀

依據(jù)全球儲能項目庫統(tǒng)計，從2010年開始，全球電池化學儲能行業(yè)開始逐漸增長，到2017年達到33%的復(fù)合增長率，到2018年末，全球累計裝機儲能項目規(guī)模為175.4 GW，增長45%，抽水蓄能系統(tǒng)占比最大為96%，較去年下降1%，電池化學儲能裝機增長最快，達到2 926.6 MW，增長45%，為總裝機量的1.7%，較2017年增長0.5%。

縱觀全球，儲能產(chǎn)業(yè)主要在美國、澳大利亞、韓國、英國、中國、德國等30多個國家和地區(qū)得到大力推廣(見圖1)，在這些國家，政策保障體系的逐步完善，清潔能源被普遍使用及智能化能源系統(tǒng)的快速發(fā)展等共同推動了儲能商業(yè)化進程。市場的發(fā)展進一步刺激負荷集成商、能源服務(wù)商、電能服務(wù)及售電服務(wù)商等參與到儲能市場中，用戶側(cè)節(jié)能意識在電費支出減少的過程中同步提高，形成了良性循環(huán)的市場-技術(shù)應(yīng)用。

圖1 2018年新增投運電池化學儲能項目裝機規(guī)模前10名國家或地區(qū)

2 我國儲能行業(yè)現(xiàn)狀

我國已經(jīng)擁有的儲能裝機量為28.9 GW，增長19%，其中抽水蓄能占比98%，電池化學儲能累計裝機389.8 MW，增長45%，占比1.3%。鋰離子電池占58%、鉛蓄電池占36%、液流電池占4%、超級電容占2%、鈉硫電池0.1%。

2017年到2108年，我國新增投入電池化學儲能裝機規(guī)模達到121MW，較2016增長了16%，新規(guī)劃和在建項目裝機規(guī)模也達到705.3MW。各個儲能供應(yīng)商業(yè)務(wù)在政策和市場還不完善的情況下已經(jīng)率先啟動，市場需求也在逐漸提升，預(yù)計在短期內(nèi)，電池化學儲能繼續(xù)保持增長勢頭。我國新投運電池化學儲能項目主要分布在全國20多個省市(見圖2)，其中江蘇省、西藏自治區(qū)、山西省、甘肅省、青海省、陜西省等發(fā)展最快。除了開展綜合能源示范和偏遠地區(qū)應(yīng)用儲能以解決用電難題外，北京市、廣東省、江蘇省等峰谷差價優(yōu)勢明顯的區(qū)域已成為用戶側(cè)儲能項目部署的重點。江蘇省與廣東省有良好的市場環(huán)境，項目落地阻力較小，而在北京市開展項目應(yīng)用還有利于企業(yè)對外的業(yè)務(wù)復(fù)制和推廣。

圖2 2017—2018年我國10省份電化學儲能項目裝機規(guī)模

3 我國儲能市場發(fā)展趨勢

目前，儲能在我國各領(lǐng)域中的應(yīng)用還受到市場機制和政策環(huán)境的一定限制，這主要體現(xiàn)在建設(shè)層面和商業(yè)化模式上，在建設(shè)層面，雖然用戶側(cè)分布式儲能系統(tǒng)部署完畢，但是，由于地方缺少操作規(guī)程而難以快速落地實施。并且，現(xiàn)有商業(yè)模式對用戶要求較高、項目投資存在一定風險，技術(shù)進步和用戶知識水平的提升要同步進行。在指導(dǎo)意見所設(shè)定目標內(nèi)，結(jié)合國家能源互聯(lián)、多能互補、電能替代等戰(zhàn)略部署，集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域綜合示范項目必將成為新階段國家和地方支持的重點；并且在電力市場化改革的推動之下，調(diào)峰調(diào)頻輔助服將成為儲能獲取價值增值的主要方式；而隨著儲能技術(shù)成本的下降，工商業(yè)用戶側(cè)價差收益、需量電費收益、需求響應(yīng)收益將推動該領(lǐng)域應(yīng)用初步實現(xiàn)商業(yè)化，而結(jié)合配售電市場放開，儲能行業(yè)將成為配售電公司提供增值服務(wù)的一個重要環(huán)節(jié)。

3.1 綜合能源示范項目中的儲能系統(tǒng)應(yīng)用

從我國能源互聯(lián)網(wǎng)、新能源微網(wǎng)、多能互補示范項目(首批多能互補集成化示范工程共23個，其中涉及儲能系統(tǒng)的“風電-光伏-水電-火電-儲能多能互補系統(tǒng)”6個；首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項目56個，有34個項目包含儲能系統(tǒng);28個“新能源微網(wǎng)”項目新增電儲能裝機超過150 MW)中可以發(fā)現(xiàn)，儲能系統(tǒng)已經(jīng)成為我國綜合能源示范項目中重要的技術(shù)支撐部分。未來，國家和地方在推進能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補、電能替代和微電網(wǎng)試點項目建設(shè)中，勢必考慮儲能技術(shù)與其他能源技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用，實現(xiàn)“建成一批不同技術(shù)類型、不同應(yīng)用場景的典型項目”的發(fā)展目標。實現(xiàn)儲能設(shè)備與電網(wǎng)系統(tǒng)及可再生能源系統(tǒng)的優(yōu)化協(xié)調(diào)運行，實現(xiàn)對儲能設(shè)備的友好并網(wǎng)和經(jīng)濟性管理，發(fā)揮儲能系統(tǒng)在不同能源形式間靈活轉(zhuǎn)化的積極作用。為此，《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出加快優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源設(shè)備和儲能設(shè)備的建設(shè)，加快突破電網(wǎng)平衡和自適應(yīng)等控制運行的技術(shù)。

3.2 電力市場中儲能系統(tǒng)的新機遇

在2016年《電力中長期交易基本規(guī)則(暫行》發(fā)布，提出創(chuàng)建以電力現(xiàn)貨交易和中長期交易相結(jié)合的市場化電量平衡機制，文件引入了“獨立輔助服務(wù)提供者”的概念，而需求側(cè)資源和儲能設(shè)備都是符合的具有潛力的“獨立輔助服務(wù)提供者”。2016年6月國家能源局正式下發(fā)的《關(guān)于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補償(市場)機制試點工作的通知》，首次明確了儲能系統(tǒng)獨立的電力市場主體地位。2017年國家能源局發(fā)布了《完善電力輔助服務(wù)補償(市場)機制工作方案》，對我國電力系統(tǒng)輔助服務(wù)，制定了階段性的目標和主要任務(wù)。

2018年國家商務(wù)部、國家科技部、國家工業(yè)和信息化部、國家環(huán)境保護部及國家能源局等聯(lián)合發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》，要求構(gòu)建回收重復(fù)利用的可持續(xù)發(fā)展體系，不斷探索多種商業(yè)模式，鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)有效地溝通與密切地合作，從而滿足市場需求和資源重復(fù)利用價值的最大化目標。穩(wěn)定長期的商業(yè)運營模式推動形成動力蓄電池階梯形利用的市場機制。同年，《寧夏電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則(試行)》提出電儲能裝置可參與調(diào)峰獲得補償，《廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場交易規(guī)則(試行)》指出第三方輔助服務(wù)提供者指具備提供調(diào)頻服務(wù)能力的裝置，包括儲能設(shè)備、儲能系統(tǒng)等；2019年分別有六個行業(yè)規(guī)范推出：《電力儲能用鋰離子電池》、《電力儲能用鉛炭電池》、《電池化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、《電動汽車充換電設(shè)施接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》、《電力系統(tǒng)電池化學儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》、《電池化學儲能系統(tǒng)運行指標及評價》。

儲能系統(tǒng)已經(jīng)獲得輔助服務(wù)方面市場的獨立主體地位，調(diào)頻與調(diào)峰已經(jīng)成為我國儲能系統(tǒng)在電力市場的重要驅(qū)動和力突破口，儲能系統(tǒng)參與輔助服務(wù)的應(yīng)用價值還需要在實際項目中予以驗證。

3.3 配售電公司增值業(yè)務(wù)中儲能或?qū)⒊蔀橹?/h3>

新一輪電力體制改革在輸配售電價改革、直接交易等方面持續(xù)推進。當電力市場購買與銷售電差價空間逐漸減小，用戶側(cè)對價格敏感性的增強，使得售電公司所提供的增值服務(wù)成為售電市場競爭的關(guān)鍵要素，獲得較低的購電價格和獲得更可靠的電力供應(yīng)成為用戶側(cè)的重要目標。儲能技術(shù)對配電公司的價值還表現(xiàn)在以下方面。

1)儲能系統(tǒng)參與創(chuàng)造額外收益：售電公司通過提高用戶的用電效率，將額外的富余電量銷售給其他用戶，即在總銷售電量不變的情況下，降低用戶和自身購買電量的成本從而能創(chuàng)造更多的商業(yè)價值。

2)儲能系統(tǒng)參與電力穩(wěn)定供應(yīng)：儲能系統(tǒng)能為售電公司提供更優(yōu)質(zhì)的負荷曲線，提升售電公司與發(fā)電企業(yè)的博弈能力，同時儲能技術(shù)作為穩(wěn)定輸出和提供備用的關(guān)鍵技術(shù)，將成為售電公司降低電力供應(yīng)風險的主要方法之一。

3)儲能系統(tǒng)延緩配電資產(chǎn)投資：目前電網(wǎng)公司投資配電資產(chǎn)數(shù)額巨大，投資回收期長，可能面臨較大的投資風險，安裝儲能系統(tǒng)可緩解配電資產(chǎn)投資，永久削減區(qū)域內(nèi)高峰負荷。

4)儲能系統(tǒng)節(jié)省用戶投入：儲能設(shè)備的參與可進一步降低用戶在降低配電公司投入的同時，間接降低了終端電費的平均值。而且配電網(wǎng)運營商還可利用額外的獎勵資金與用戶進行分享，進一步降低用戶支出。

5)儲能系統(tǒng)提升客戶服務(wù)質(zhì)量：配售電公司要確保用戶能夠安全穩(wěn)定的用電，避免停電事故發(fā)生。儲能系統(tǒng)很大程度上降低了風險事故的發(fā)生，在高峰期釋放電能緩解用電壓力，低谷期儲存電能可充當應(yīng)急電源，提高配電網(wǎng)運行的可靠性。

3.4 用戶側(cè)規(guī)?；瘧?yīng)用儲能系統(tǒng)將推動實現(xiàn)初步商業(yè)化

在電力市場末完全開放的情況下，隨著電能儲存成本的下降，固定峰谷電價下獲取充放電收益成為電能存儲應(yīng)用的主要價值來源，而需量電費管理和儲能參與需求響應(yīng)也為系統(tǒng)應(yīng)用提供了額外收益，此類收益疊加使儲能技術(shù)投資回收期在7～9年(主要是電池化學儲能項目)。

儲能系統(tǒng)綜合分析收益計算公式如下 ：

EA=E1+E2-E3

式中，EA為儲能系統(tǒng)全部收益；E1為發(fā)-輸-配-售環(huán)節(jié)的收益；E2為政府補貼；E3為設(shè)備折舊費。

而與分布式能源相結(jié)合的儲能應(yīng)用，特別是分布式光儲應(yīng)用已成為部分產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目的“標配”，例如，上海電力學院臨港新校區(qū)在2018年9月被國家發(fā)改委、國家能源局列為“新能源微電網(wǎng)示范項目”，在校園內(nèi)，都配置光伏發(fā)電、風力發(fā)電等新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)。這些新能源將承擔校園內(nèi)17%的電力供應(yīng)，避免了斷電、離網(wǎng)對數(shù)據(jù)存儲、安全監(jiān)控等。

用戶側(cè)儲能在以下三類地區(qū)的應(yīng)用。

1)第一類地區(qū)是良好電價環(huán)地區(qū)。廣東、江蘇、北京等省市具有良好的峰谷電價政策，并且有良好的項目推廣價值，用戶節(jié)能降耗意識強，市場環(huán)境與政策都支持儲能系統(tǒng)參與需求響應(yīng)或電力市場并獲取收益。

2)第二類地區(qū)是國家政策支持地區(qū)。江西省宜春市、河北省邯鄲市、遼寧省大連市三市已發(fā)布關(guān)于促進儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見，貴州省畢節(jié)市、湖南省、北京市等地也相繼出臺儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)政策，這些地區(qū)還有望在未來幾年落實直接資金支持政策，進一步帶動儲能實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

3)第三類地區(qū)是電力市場，特別是輔助服務(wù)市場優(yōu)先開放地區(qū)。東北、張家口和其他輔助服務(wù)市場開放區(qū)域為聯(lián)合儲能，即發(fā)電側(cè)儲能和用戶側(cè)儲能參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)獲取收益提供了平臺，內(nèi)蒙古自治區(qū)、廣東省、浙江省、山東省、山西省、甘肅省、四川省等七省區(qū)有望率先實現(xiàn)電力現(xiàn)貨市場交易。

3.5 工商業(yè)用戶側(cè)是儲能技術(shù)重點應(yīng)用領(lǐng)域

從電價分類可以看出，各地區(qū)一般工商業(yè)用戶或大工業(yè)用戶峰谷價差最大，儲能系統(tǒng)重點是第三產(chǎn)業(yè)用戶和部分非24小時三班生產(chǎn)的工業(yè)用戶，城鄉(xiāng)居民側(cè)雖有儲能應(yīng)用需求，但是經(jīng)濟性較差；第二產(chǎn)業(yè)中，已知材料制造、設(shè)備制造、石化加工、食品制造、水泥制造、和采礦行業(yè)均有調(diào)峰需求；在第三產(chǎn)業(yè)中，大部分以商業(yè)、住宿、餐飲為經(jīng)營業(yè)務(wù)的建筑主體均存在儲能應(yīng)用空間，其中以公共管理、醫(yī)療教育等其他社會保障為出發(fā)的社會主體由于缺少峰谷價機制或持續(xù)提供保障性服務(wù)而缺少運行調(diào)整的靈活性，部分醫(yī)院與校園負荷穩(wěn)定同樣具有儲能應(yīng)用空間。

綜上所述，儲能技術(shù)用戶側(cè)應(yīng)用重點為工商業(yè)用戶側(cè)，工業(yè)用戶還要考慮用戶實際樓宇、商業(yè)建筑、酒店等大型綜合建筑具有較大儲能應(yīng)用潛力。此類主體將成為儲能應(yīng)用重點開發(fā)用戶群體。

3.6 獨立電儲能初具商業(yè)價值

獨立儲能系統(tǒng)在用戶側(cè)應(yīng)用廣泛，在各省、市、自治區(qū)峰谷分時電價支持下，其獲益點較為清晰。在《關(guān)于完善兩部制電價用戶基本電價執(zhí)行方式的通知》指導(dǎo)下，電價計費方式調(diào)整成為用戶側(cè)儲能技術(shù)應(yīng)用的重要獲益點，通過儲能優(yōu)化用戶負荷降低最大需量電費支出也成為系統(tǒng)集成商與用戶分享價值收益的關(guān)鍵。

“十三五”初期，隨著國家對儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)注，加快部署用戶側(cè)“商業(yè)化”儲能項目，例如北京市以其較高的峰谷電價差和良好的示范效應(yīng)為能項目的重要地區(qū)。目前，鉛碳電池和鋰離子電池項目的投資回收期在7～9年。隨著儲能技術(shù)成本的下降和各地方直接資金支持政策的出臺，已初具商業(yè)價值的用戶側(cè)獨立儲能項目將率先在全國鋪開。

3.7 分布式光儲顯現(xiàn)優(yōu)勢

近年來，隨著國家對可再生能源開發(fā)的支持，特別是給予分布式光伏上網(wǎng)補貼，分布式能源在用戶側(cè)得到規(guī)?；_發(fā)和利用，儲能系統(tǒng)應(yīng)用既提高了分布式能源發(fā)電的穩(wěn)定性，又提高了可再生能源的利用率。同時，在示范項目的支持下，要保障可再生能源高滲透率和提高波動性可再生能源接入配電網(wǎng)的比例，同時在可再生能源規(guī)?；们闉闆r下，要保證盡量“自發(fā)自用”，形成微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部高度“自治”能力，必然要引進儲能技術(shù)應(yīng)用。

4 結(jié) 論

與全球儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用情況不同，國內(nèi)大型儲能示范項目多在可再生能源并網(wǎng)側(cè)體現(xiàn)。由于儲能在提高輸出質(zhì)量和促進消納等方面的利益難以得到準確衡量，該應(yīng)用領(lǐng)域全部以示范應(yīng)用形式體現(xiàn)，并且我國電力市場開放程度有限，市場化價格機制和現(xiàn)貨市場交易機制尚未完全形成，雖然一定程度上制約了儲能技術(shù)的靈活應(yīng)用，但是也為儲能技術(shù)應(yīng)用提供了保護，固定峰谷電價、需量電費管理和即將全面推廣的需求響應(yīng)，能為儲能技術(shù)應(yīng)用提供較為固定的收益，隨著儲能技術(shù)成本的下降，項目投資回收期將縮短，用戶側(cè)也成為了最具有商業(yè)化基礎(chǔ)的應(yīng)用領(lǐng)域，最終系統(tǒng)將應(yīng)用于發(fā)輸配售全部環(huán)節(jié)。

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