2020年10月29日，浙江长兴县，在10千伏长兴雉城储能电站内，工作人员在蓄电池室检测并网后单个蓄电池电压。图/新华
2020年10月29日，浙江长兴县，在10千伏长兴雉城储能电站内，工作人员在蓄电池室检测并网后单个蓄电池电压。图/新华
储能的疯狂与窘境
本刊记者/霍思伊
发于2021.12.20总第1025期《我国新闻周刊》
在本年的“拉闸限电”中，东北的情况最为严重，专家以为，这与当地风电占比过高有关。2021年1~7月，东北风电发电量在全国风电发电中的占比高达23%;2021年1~5月，东北风电发电占工业用电量的比重则高达33.9%。一起，另一组数据显现，东北风电月度发电量动摇极大，谷底时仅为峰值一半左右。2021年6月以来，受气候因素影响，东北风电发电量骤减。因为新动力改革过快，又缺少足够的煤电来托底，于是只能采取最终的手法：拉闸。
根据国家规划，预计到“十四五”末，新动力将成为各地的主力电源，可再生动力发电装机占电力总装机的份额将超越50%，到2030年，风电和光伏的装机将不低于12亿千瓦。但新动力发电“靠天吃饭”，具有随机性、动摇性和间歇性的特色，而跟着风景在未来的大规划高份额并网，怎么保障电力安稳供应并完成高水平消纳利用，成为要害难题。
强配储能“大势所趋”
储能，望文生义，便是在电力富余时将其存储下来，在需求时放出，实质是经过充放电来完成电网的实时平衡，类似于一个大型“充电宝”。当前，首要的储能方案是选用抽水蓄能，用电低谷时经过电力将水从下水库抽至上水库，用电顶峰再放水发电。在不同的储能技能道路中，抽水蓄能的技能最老练，本钱也最低，合适大规划开发，但因为受地舆条件的约束，无论是开发潜力，仍是添加空间，都不如这几年涨速更快的新式电化学储能技能。而在新动力阵营里，因为光伏对储能的需求更高，以及考虑到本钱问题，现在通行的做法是光伏企业配备电化学储能。
电化学储能有多流行?
从一组对比激烈的数字中能够找到答案。中关村储能工业联盟(CNESA)数据显现，到2020年底，在全球已投运储能的累计装机中，尽管抽水蓄能占的份额最大，为172.5吉瓦(1吉瓦=100万千瓦)，但增速极低，同比添加只要0.9%;而全球电化学储能的累计装机规划只要14.2吉瓦，但同比添加高达49.6%。
我国是全球最大的电化学储能商场，2020年首次次超越美国，在全球商场的占有率到达了33%。2015~2020年，我国电化学储能装机复合添加率超越80%，2020年电化学储能的同比添加乃至到达了91.2%。假如说全球电化学储能还只是在高速路上奔驰，我国的电化学储能是在“飞”。
但就在2019年，我国电化学储能增速还只要59.4%。2020年终究产生了什么?
2020年上半年的一天，山东省某光伏开发企业董事长王杨忽然被叫去参加了一个会议。会议由山东省动力局安排，国网山东的人也在，王杨发现，当地一些“叫得上号”的新动力企业悉数参加。省动力局的人说，最近，山东电网的调峰功能现已急剧恶化，当下迫切要处理的是电网不安稳、不平衡的问题。
王杨一听就理解了，这个“处理方案”便是“新动力+储能”。果然，几个月后，2020年6月5日，国网山东发布要求，2020年山东参加竞价的光伏电站项目，“储能配备规划要按项目装机容量的20%考虑，储能时间2小时”。到了2021年2月，山东省动力局再度发文规则，配套份额“原则上不低于10%”，在措辞上愈加强硬。
实际上，此前，电网一般会与新动力开发商在私下里达成协议，规则配备储能能够优先并网，这是业界不成文的常规。但从2020年下半年开端，多地的政府和省网公司将这一条件摆到了台面上，纷繁在新动力竞价的招标方案中写明配备储能的份额。
比方，国网湖南2020年3月23日发布规则，要求储能项目与省内风电项目同步投产，配备份额为20%，时长为2小时。三天今后，内蒙古自治区动力局也在《2020年光伏发电项目竞争配备方案》中写明：优先支持光伏+储能项目建造，光伏电站储能容量不低于5%，储能时长在1小时以上。此后，河南、山西、新疆、河北、江西等地也相继发文。
记者统计各省区方针发现，2020年，全国先后有17个省市区出台了相关方针，而进入2021年以来，至今已有20个省市区提出了“风景储一体化”。各大央企、国企，以及部分民企纷繁布局，比方，国家动力集团2021年新开发了五个一体化项目，华能集团有八个新项目，其间包含位于安徽蒙城的“风景储一体化新动力基地”，总规划到达2吉瓦。现在，各省区的储能配备份额基本都在5%~20%之间，一般要求储能时长为2小时。
从各地规则来看，大部分区域新动力“强配”储能措施由暗到明，到2021年成为大势所趋。
我国新动力电力投融资联盟秘书长彭澎对《我国新闻周刊》指出，各地一致要求“强配”储能，首要是为了处理风景难以消纳的问题。
到2020年底，全国可再生动力发电装机到达9.34亿千瓦，占悉数发电装机的42.5%，但同期，可再生动力发电量只要2.2万亿千瓦时，占悉数发电量的29.1%。“可再生动力的装机规划特别大，可是发电量很小。”厦门科华数能科技有限公司商场总监陈超对《我国新闻周刊》说。
陈超指出，本年各地一再的“拉闸限电”和全国范围内的电力缺口，其实反映出风景等新动力并没有充沛承担起在电力体系中的职责。而在“双碳”方针下，国家提出要加速构建以新动力为主的新式电力体系。而储能作为一种重要的电网灵活性调理资源，它的开展约束着更高份额和更大规划可再生动力的并网进度。简而言之，假如储能“跟不上”，新动力装机量再大，实际发电量也上不来。
再以山东为例，该省过去曾因煤炭消费占比高、煤电装机占比高的“两高”问题被批评，因而近几年活跃开展新动力。到2021年9月底，山东光伏装机达2868万千瓦，居全国第一，但山东电网的灵活性调理资源却不足1%，远低于全国6%的平均水平。
在2021年4月举行的第十届储能世界峰会暨展览会开幕式上，国家电网公司总工程师陈国平强调，2030年我国要想完成12亿千瓦的新动力装机容量，至少需求匹配2亿千瓦的储能。现在我国的抽水蓄能装机在4000万千瓦左右，受制于建造周期，到2030年我国抽蓄电站装机最多只能到达1亿千瓦。
“那么，剩余的1亿千瓦的储能要怎么完成?”
2021年12月13日，河北秦皇岛市抚宁区，施工中的抚宁抽水蓄能电站。图/新华
2021年12月13日，河北秦皇岛市抚宁区，施工中的抚宁抽水蓄能电站。图/新华
商业模式窘境
陈国平抛出的疑问，王杨也在考虑。他并非不知道储能对山东的重要性，但站在企业角度，假如从储能中“赚不来钱”，则没有动力自动去配，而假如企业一向不配，消纳问题就难以处理。他理解方针要求“强配”储能背面的无奈，但问题是，也别让咱们亏太多。”他说。
王杨为自己算了一笔账，建一个光伏电站，比较理想的情况下，收益率“能到达10%就现已不错了”，大约需求10年来回收本钱，假如再配上20%的储能，投本钱钱会再添加10%~20%，收益率也随之从10%降到了6%~7%。
根据山东电力工程咨询研究院裴善鹏等人在一篇论文中的最新测算，假如建造一个500兆瓦的新动力项目，按照20%、时长2小时的储能配比要求，直接投资将添加4亿元，共添加本钱6.7亿元。
2021年是“风景平价”元年，风景的电价补助年代现已在2020年底完毕，现在，风电和光电履行的是燃煤标杆上网电价，相当于要和火电在同一个起跑线上去竞争。在这样的布景下，本来光伏企业的日子就不好过，强配储能方针更是落井下石，让他们的赢利空间进一步紧缩。在本钱的压力下，王杨还观察到，近几年新动力的项目越来越向大型的央企、国企集聚，民营光伏企业只能在“缝隙中艰难生存”。
王杨的纠结指向一个储能行业多年的痛点：缺少有用的商业模式。
现在，光伏企业在储能这块的首要收入来历是供给调峰服务。因为电力体系的特性是有必要保持实时平衡，宣布的电和运用的电同步，所以发电机组需求不断改变出力来适应时刻改变的用户负荷，这便是调峰，也便是一种短时电力调理。
储能参加调峰的“收入”在各省虽有差异，但都在1元/kWh(千瓦时)以下，且几个报价较高的省份还进一步下调了价格，比方青海2020年12月将储能调峰每度电的补偿价格由0.7元下调至0.5元，湖南也在同期从0.5元/kWh降至0.2元/kWh。山东的储能有偿调峰报价上限只要0.4元/kWh。
华北电力大学经济与办理学院教授袁家海对《我国新闻周刊》指出，按照现在的补偿规范，企业没有动力供给调峰服务，“怎么算都不合算”。因为储能电池一度电的贮存本钱在0.5~0.6元，假如再加上它的运转本钱和能量损耗，本钱要到0.8~0.9元/kWh，大部分的调峰补偿价格都比这个数字要低。“我去底层了解储能项目运转的实际情况，因为缺少经济性，大部分储能项目都宁可趴着晒太阳，也不愿意调用来参加调峰。”他说。
但即便补偿规范进步，专家指出，处理储能商业化问题的要害，也并非如此简单。
在我国，调峰商场归于电力辅佐服务商场的一部分。所谓“辅佐”，是在正常电能出产、输送、运用外，为了保护电力体系安稳运转而供给的额定服务。我国电力辅佐服务商场的交易品种包含调峰、调频、备用、自动发电控制(AGC)、无功调理、备用和黑发动服务等。2020年，我国已有22个省发动电力辅佐服务商场，但都在商场建造初期，首要的交易品种便是调峰，部分区域辅以调频。
但在外国的电力辅佐服务商场中，并没有调峰这项服务。袁家海解说说，在美国，实时电价的改变会自然而然地引导发电企业去自动参加调峰，让发电体系“滑润”出力，不需求一个额定的调峰产品。
因而，调峰辅佐服务是在电价还没有彻底铺开的我国的特色产品。长时间重视我国储能商场和方针的埃信华迈高档研究剖析师梅根·詹金斯对《我国新闻周刊》指出，我国的调峰商场是在电力现货商场实施之前的一种供给平衡功能的过渡性商场结构。
当下，我国的电力现货商场改革刚刚起步，只要广东、蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等八个区域是试点，大部分省仍是以“方案电量+中长时间合同电量”为根底，实时电价没有铺开。在浙江和广东，都现已不再有调峰商场。
在袁家海看来，只要树立了老练的电力现货商场，并且商场上有非常敏锐的价格信号时，储能的商业模式才干走通，“比方经过峰谷电价套利，每度电能够有0.2~0.3元的赢利，假如再算上参加调频等辅佐服务的收益，企业就更有动力了。”
中关村储能工业技能联盟常务副理事长俞振华指出，现在我国储能设备的体系性本钱与收益，以及相关受益主体没有得到详细且清楚的评估，本钱也未疏导至“闯祸方”或受益主体，导致方针的有用性和可持续性较差。应推进树立合理的本钱疏导机制，按照“谁收益，谁付费”以及“谁闯祸，谁付费”的原则。
此外，到现在为止，政府对储能的补助仅限于少量地方层面的方针，而在国家层面一向没有对储能发放补助。梅根·詹金斯指出，从方针设置来看，国家一向强调要运用“基于商场的机制”来补偿储能。从一开端，这就和风景“大规划补助”的方针逻辑不同。但问题在于，在缺少足够商场环境的布景下，这种对储能商场化的“一厢情愿”的希冀是否能够完成?
本年7月，国家发改委、动力局两部分联合发文称，探究将电网代替性储能设备本钱收益纳入输配电价回收。“这意味着，国家在方针上释放出一个信号，或许未来会把这个事铺开。”陈超说。
“最好的年代”?
对于“方针式”上马储能项目，王杨说，新动力企业现在的心理很矛盾。一方面因为“被逼着”建，不得不建;另一方面也在想，万一今后国家“出一个好方针”，假如现在不建，就失去了先机，“占坑的心理很遍及”。
专家忧虑，在这种心理下，或许会带来整个工业的无序开展，呈现“劣币驱逐良币”的现象，尤其在缺少规范的情况下，企业为了紧缩本钱，形成低技能水平储能产品的大规划运用，会加剧安全风险。
据不彻底统计，到2021年，近10年间，全球共产生32起储能电站起火爆破事故。其间，日本1起、美国2起、比利时1起、我国3起、韩国24起。
2021年4月16日正午，北京丰台区最大规划的商业储能电站在毫无预兆的情况下突发爆破，爆破当量相当于26千克TNT。事故形成1名值班电工遇难、2名消防员献身、1名消防员受伤，直接财产损失到达1660.81万元。
事发半年多今后，11月22日，北京市应急办理局终于公布了事故的调查结果，认定“4·16”较大火灾是一起职责事故，起火直接原因是磷酸铁锂电池产生内短路故障，引发电池热失控。
储能安满是一个体系性问题，不只和电池质量本身有关，还触及电池办理体系、电缆线束、体系电气拓扑结构、预警监控消防体系、运转环境、安全办理等多个方面。
当下，全球进入大规划储能年代。跟着储能集成体系变得“更大”，也对其安全性提出了更高的要求。据我国动力研究会储能专委会/中关村储能工业技能联盟(CNESA)全球储能项目库不彻底统计，到2020年底，全球只要9个百兆瓦级的储能项目，但在建的百兆瓦级项目超越60个。到了2021年，这种趋势愈加明显，本年上半年，我国百兆瓦以上规划的项目个数是去年同期的8.5倍;吉瓦等级项目也被列入开发日程。
在“双碳”国家战略方针驱动下，储能作为支撑新式电力体系的重要技能和根底配备，其规划化开展现已成为必然。
2021年7月15日，国家发改委、动力局正式发布《关于加速推进新式储能开展的指导定见》。这是国家在方针层面第一次清晰新式储能的装机方针，提出了“两步走”战略：到2025年，完成新式储能从商业化初期向规划化开展改变，装机规划达3000万千瓦以上。到2030年，完成新式储能全面商场化开展。新式储能指的是抽水蓄能以外的储能，以电化学储能为主。
俞振华指出，3000万千瓦的开展方针，也就意味着未来五年，新式储能商场规划要扩展至现在水平的10倍。假如按复合添加率50%的保存估计，到2025年，储能工业规划将到达35吉瓦，在达观场景70%的复合添加率下，工业规划将跃升至55吉瓦。
看起来，电化学储能正步入“最好的年代”。本钱现已蠢蠢欲动，储能被以为是继光伏、电动车之后的下一个万亿赛道，撒下去的资金在各地全面开花。
但专家质疑，上马这么多储能，终究是否和本地的风景规划和电网规划相适应?
江苏苏源高科技有限公司综合动力事业部高档项目经理杨李达指出，前几年因为国家有补助，光伏和风电装机“大迸发”，而各地的储能没有及时跟上，所以频繁呈现弃光弃风。为了处理这个问题，现在各地要上储能。但这些“旧账”终究有多少?方针之外的企业自建的屋顶光伏装机有多少?未来电网的规划是怎样的?五年之内要扩容多少，是一步到位仍是分期实施?
“这些因素都会影响到对储能容量的规划。也便是说，储能是跟着走的，应该从总体上更好地统筹规划，而不是像现在这样，比方东部某省每一个市的国资委都在建光伏电站、储能电站。为什么?因为要完成双碳方针，不建，电就上不了网。”杨李达说。
我国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇对《我国新闻周刊》建议说，每个省份现在都应该考虑，结合本地的电力体系，究竟需求多少储能容量来支撑?这些容量能够保证多少新动力装机?未来五年的长时间规划是什么?
在技能上，当下也存在很多挑战。国家应对气候改变战略研究和世界合作中心首任主任李俊峰对《我国新闻周刊》指出，储能现在只能处理新动力出力的滑润问题，也便是把电力体系里的“小毛刺”去掉，但未来，更需求处理的是“有无”问题，比方接连遇到七天阴天怎么办?
埃信华迈清洁技能首席剖析师荣佑民博士对《我国新闻周刊》解说，在储能的不同技能道路中，从现有的技能潜力剖析，因为庞大电动车终端商场的驱动，锂电池储能至少在未来5~10年内将会主导储能工业的开展。与之比较，抽水蓄能受地舆条件的约束太大，氢能在技能上还不老练，钠离子电池、飞轮储能、紧缩空气等还在试验阶段，且这些技能的本钱现在远高于锂电池。
但锂电池最多只能做到小时级的储能，全球的平均水平大约在4~6小时，将来或许打破8~10小时。假如再进一步，完成以日、周和季度为单位的长时储能，现在的技能瓶颈还很大，也很难预判哪一条技能道路更有期望，“或许要到几十年之后才干看到一条相对清晰的途径。”荣佑民说。
从长时间来看，长时储能技能是未来开展趋势，但还有很长的路要走。
(王杨为化名)我国新闻周刊 作者：霍思伊
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储能
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