淺析雙碳目標(biāo)下儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢及架構(gòu)研究

安科瑞 陳聰

【摘要】儲(chǔ)能技術(shù)是解決電力規(guī)模存儲(chǔ)及調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性具有重要作用。隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電上網(wǎng)規(guī)模的不斷增加，電力系統(tǒng)將面臨較大的波動(dòng)。儲(chǔ)能技術(shù)能夠在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)發(fā)揮平衡供需的作用，有效提高風(fēng)電、光伏發(fā)電的可靠程度。當(dāng)前，我國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了完善的產(chǎn)業(yè)鏈，且在國際市場上處于優(yōu)勢地位，具有突出的產(chǎn)業(yè)鏈競爭力。為了維持并增強(qiáng)這種競爭優(yōu)勢，我國需要在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策扶持、技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)等多個(gè)方面發(fā)力，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的競爭力提升。

【關(guān)鍵詞】儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)能技術(shù)能源系統(tǒng)

0.引言

儲(chǔ)能是指通過特定裝置或介質(zhì)將能量存儲(chǔ)并利用的技術(shù)。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的興起與電力發(fā)展密切相關(guān)。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電、輸配電、用電需要保持實(shí)時(shí)平衡狀態(tài)。儲(chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn)深刻地改變了電力的生產(chǎn)消費(fèi)方式。例如，我們可以將儲(chǔ)能簡單地理解為一個(gè)大型電池，其可以暫時(shí)儲(chǔ)存電力，當(dāng)消費(fèi)者需要時(shí)再供應(yīng)電力。為了應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)，在未來全球各國的新型能源系統(tǒng)中，風(fēng)電、光伏將成為主要的發(fā)電能源。但是，受氣溫、氣壓、風(fēng)力等氣象因素影響，風(fēng)電、光伏出力有很大的不穩(wěn)定性。在“雙碳”目標(biāo)下，我國風(fēng)電、光伏技術(shù)快速進(jìn)步，裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大。從成本角度來看，風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本進(jìn)一步下降，發(fā)電經(jīng)濟(jì)性已顯著提高。鑒于可再生能源將大規(guī)模并網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)情況，儲(chǔ)能能夠有效地提高風(fēng)電、光伏發(fā)電的可靠程度。因此，儲(chǔ)能將成為新型能源系統(tǒng)的重要組成部分。從更多樣的應(yīng)用場景來看，儲(chǔ)能技術(shù)不只是解決風(fēng)電、光伏大規(guī)模接入電網(wǎng)產(chǎn)生波動(dòng)的重要技術(shù)，也是分布式能源、能源互聯(lián)網(wǎng)等新興模式發(fā)展所的技術(shù)基礎(chǔ)。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界各國實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。我國的儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈目前已經(jīng)處于國際*水平，但仍需要保持優(yōu)勢和未來競爭力。

1.儲(chǔ)能行業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局

儲(chǔ)能相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈分布較為廣泛。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的上游主要是原材料供應(yīng)行業(yè)以及設(shè)備制造商等，包括儲(chǔ)能電池供應(yīng)以及電池管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能變流器等支持設(shè)備，主要涵蓋電化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能等主要技術(shù)。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的中游主要是系統(tǒng)集成商，部分設(shè)備制造商、專業(yè)集成商均參與該環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)將不同種類的儲(chǔ)能部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造以及集成，*終整合為符合各類場景需求的儲(chǔ)能系統(tǒng)。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)下游包括發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、各類工商業(yè)分布式儲(chǔ)能和家庭用戶儲(chǔ)能等，例如鋰電池儲(chǔ)能電站、壓縮空氣儲(chǔ)能電站的運(yùn)行維護(hù)等。

儲(chǔ)能上游產(chǎn)業(yè)中的原材料主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液等。鋰電池是目前儲(chǔ)能電池的主要生產(chǎn)方案。正極材料與鋰電池的電化學(xué)性能密切相關(guān)，其決定了電池的能量密度和安全性能。一般來說，正極材料的成本占比較高，占鋰電池材料成本的30%左右。作為產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵部分，儲(chǔ)能電池行業(yè)的競爭十分激烈。目前，我國儲(chǔ)能電池行業(yè)的競爭優(yōu)勢比較明顯，以寧德時(shí)代、比亞迪為代表的企業(yè)市場*占比較大。

儲(chǔ)能的中游產(chǎn)業(yè)一般是指儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，即根據(jù)各類場景要求，設(shè)計(jì)優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)。該環(huán)節(jié)按照用戶需求，選擇合適的儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品，并針對(duì)儲(chǔ)能單位進(jìn)行組合利用，從而應(yīng)用于工商業(yè)用戶側(cè)、發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)等各類場景。當(dāng)前，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成一般為多樣化項(xiàng)目，即根據(jù)具體的應(yīng)用場景進(jìn)行電池選擇、系統(tǒng)控制合成以及管理系統(tǒng)搭建。相比于一般的電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成更為復(fù)雜精密，涵蓋電池管理、熱安全管理、智能監(jiān)控運(yùn)行等多個(gè)因素。從國內(nèi)市場競爭格局來看，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成行業(yè)的總體集中度不高。此外，當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)的商業(yè)模式多是投資、運(yùn)營一體化的方式。一些公司正進(jìn)一步進(jìn)行業(yè)務(wù)細(xì)分，轉(zhuǎn)而關(guān)注儲(chǔ)能電站的智能運(yùn)維以及精細(xì)化管理。

儲(chǔ)能下游產(chǎn)業(yè)按照應(yīng)用場景可以分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能主要由華能、華電、大唐、國電投、能源集團(tuán)等國有電力集團(tuán)完成。目前電網(wǎng)側(cè)的集成廠商主要是以南瑞、中天、許繼為代表的電力企業(yè)。這些電力企業(yè)是電網(wǎng)的長期合作伙伴，了解電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況。目前，我國用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模較小，且多為工商業(yè)用戶，家庭用戶較少。此外，電化學(xué)儲(chǔ)能的資源回收和利用還未得到充分的市場發(fā)掘和重視，未來這將會(huì)成為儲(chǔ)能下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要增長點(diǎn)。

2.當(dāng)前我國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展環(huán)境

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到外部市場、政策支持和技術(shù)進(jìn)步等多方面的影響。本文主要選取儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場環(huán)境、政策環(huán)境和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

在市場環(huán)境方面，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭較好，未來發(fā)展前景較為廣闊。當(dāng)前，儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)逐步邁入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段，不同應(yīng)用場景下的儲(chǔ)能技術(shù)迎來加速增長。隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，新能源電力的快速發(fā)展帶動(dòng)了儲(chǔ)能的規(guī)?；鲩L。從宏觀層面來看，全社會(huì)整體用電量還在持續(xù)增長。同時(shí)，由于發(fā)電側(cè)的風(fēng)電、光伏等可再生能源技術(shù)快速進(jìn)步，新能源裝機(jī)的比例上升將加劇電力供給的波動(dòng)性。此外，從電力需求端來看，居民用電和三產(chǎn)業(yè)用電占比不斷提高。電力系統(tǒng)需要從適應(yīng)工業(yè)負(fù)荷逐漸過渡到適應(yīng)民用負(fù)荷。工商業(yè)用電規(guī)模較大、運(yùn)行規(guī)律穩(wěn)定，相對(duì)容易預(yù)測負(fù)荷。而居民用電規(guī)模小、運(yùn)行不規(guī)律，所以難以準(zhǔn)確預(yù)測電力需求。在居民電力需求不斷上升與電力需求波動(dòng)增大的新形勢下，儲(chǔ)能市場將會(huì)迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。

在政策環(huán)境方面，近年來，我國出臺(tái)了一系列的利好政策支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)提高自身競爭力。早在2014年，國務(wù)院就發(fā)布了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》，指出儲(chǔ)能是未來重點(diǎn)創(chuàng)新領(lǐng)域之一。2016年，能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)電儲(chǔ)能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》，嘗試將儲(chǔ)能與電力市場改革進(jìn)程相結(jié)合。2017年，發(fā)改委、能源局等五部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，該指導(dǎo)意見是針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展的鼓勵(lì)性政策。當(dāng)前，主要的儲(chǔ)能扶持政策可以分為兩類，一是給予儲(chǔ)能補(bǔ)貼，二是劃定配儲(chǔ)比例。全國多地都對(duì)電網(wǎng)側(cè)或者用戶側(cè)儲(chǔ)能實(shí)施補(bǔ)貼政策，主要針對(duì)固定投資、技術(shù)研發(fā)、調(diào)峰運(yùn)營等多個(gè)方面進(jìn)行支持。在劃定配儲(chǔ)比例上，目前我國正從鼓勵(lì)建立可再生能源配套儲(chǔ)能試點(diǎn)，轉(zhuǎn)向要求新建光伏、風(fēng)電項(xiàng)目同時(shí)配置批量化的儲(chǔ)能設(shè)施。值得一提的是，歐美也在針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行政策扶持。目前，美國主要通過市場化的手段來推動(dòng)儲(chǔ)能的規(guī)模化發(fā)展。美國要求電力公司支持大客戶利用儲(chǔ)能來替代電網(wǎng)調(diào)峰，建立了電力零售市場的服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制，制定出了一套適用于儲(chǔ)能市場化的電力市場規(guī)則。此外，歐盟各國紛紛頒布了多樣化的扶持政策推動(dòng)用戶側(cè)儲(chǔ)能的普及。具體來說，歐盟使用的扶持手段主要包括直接補(bǔ)貼終端客戶、對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝實(shí)施稅收減免等。

在技術(shù)發(fā)展方面，儲(chǔ)能技術(shù)目前以抽水蓄能技術(shù)*為成熟，電池儲(chǔ)能技術(shù)處于快速發(fā)展階段，其他一些儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展較為緩慢，有的仍處于示范階段。從電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模看，鋰電池仍是裝機(jī)規(guī)模*大的儲(chǔ)能技術(shù)。鋰電池在電化學(xué)儲(chǔ)能中占有優(yōu)勢，*主要原因是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)顯著降低了動(dòng)力鋰電池的綜合成本。其他如壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目仍處于技術(shù)驗(yàn)證的示范階段，且都沒有商業(yè)投運(yùn)，仍處于小規(guī)模的示范中。飛輪儲(chǔ)能雖然有商用項(xiàng)目，但是容量較小，其固有的技術(shù)特征導(dǎo)致成本較高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。總體來看，在各類儲(chǔ)能技術(shù)中，電化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用前景*好，鋰電池已經(jīng)成為儲(chǔ)能的中堅(jiān)力量。

3.儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊

隨著氣候治理的迫切性加大，儲(chǔ)能技術(shù)正成為推動(dòng)全球能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的重要引擎。早期，儲(chǔ)能市場主要集中于抽水蓄能。如今，電化學(xué)儲(chǔ)能已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的增長潛力。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的不完*統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，全球已經(jīng)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)年增長率達(dá)到80%。其中，鋰離子電池展現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長勢頭，其年增長率超過85%。具體到我國情況來看，截至2022年底，我國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占全球市場總規(guī)模的25%。其中，新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的年增長率達(dá)120%。綜合而言，當(dāng)前我國儲(chǔ)能市場正處于快速發(fā)展階段，其中電化學(xué)儲(chǔ)能將成為關(guān)鍵的市場增長點(diǎn)。我國作為新興儲(chǔ)能市場將迎來蓬勃發(fā)展。

儲(chǔ)能回收市場具有較大的發(fā)展?jié)摿?。從生命周期流程來看，隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來電池回收產(chǎn)業(yè)也將有較大發(fā)展空間。電池梯次利用是提高資源使用效率、實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)發(fā)展的重要手段。梯次利用的回收收益高于原材料的直接回收收益，不少布局電池回收的企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在回收業(yè)務(wù)上的盈利。未來電池回收產(chǎn)業(yè)將通過相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和回收利用機(jī)制的不斷完善實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開政策的大力支持和黨戰(zhàn)略部署。一直以來，我國對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)都有積極的政策支持。2021年，發(fā)展改革委、能源局出臺(tái)了“十四五”期間層面的綜合性儲(chǔ)能政策——《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，規(guī)劃了新型儲(chǔ)能在未來十年的總體發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)一步提出到2025年我國新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模要達(dá)到3000萬千瓦以上的發(fā)展目標(biāo)。在《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中，提出了新型儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)，到2025年做到規(guī)模化發(fā)展、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件，到2030年做到緊跟市場化發(fā)展。這些政策明確了儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模目標(biāo)、市場地位、商業(yè)模式，未來隨著可再生能源加速發(fā)展，我國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。

具體到相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)來看，電化學(xué)儲(chǔ)能中的鋰電儲(chǔ)能將成為先鋒力量。電化學(xué)儲(chǔ)能的靈活性使其在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)以及微電網(wǎng)側(cè)都可以得到廣泛應(yīng)用。近年來，由于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，鋰電池的成本水平已逐步下降，初步具備規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的可行性。在鋰電池中，從電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性要求以及電池成本綜合來看，磷酸鐵鋰電池是*具優(yōu)勢的。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)顯示，2020年磷酸鐵鋰電池占據(jù)我國鋰電池出貨量的九成以上，預(yù)計(jì)未來磷酸鐵鋰電池在鋰電儲(chǔ)能應(yīng)用的地位將進(jìn)一步得到延續(xù)。

未來，儲(chǔ)能可能會(huì)向以下三個(gè)方向發(fā)展，分別是發(fā)電側(cè)平衡電網(wǎng)調(diào)峰、用戶側(cè)備用調(diào)峰以及回收端再利用。

一，有效利用大型儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”保障可再生能源的有效消納。隨著電氣化在各行各業(yè)的深入推進(jìn)，以風(fēng)電、光伏為主的可再生能源電力需要大規(guī)模并網(wǎng)消納。由于風(fēng)電和光伏的間歇性特征，其出力存在較大的波動(dòng)，因此發(fā)電側(cè)需要建立相對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。業(yè)界普遍認(rèn)為電化學(xué)儲(chǔ)能是解決可再生能源電力消納、穩(wěn)定其出力曲線的關(guān)鍵技術(shù)。我國電力系統(tǒng)正加快向新型能源系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)變，電力系統(tǒng)總體靈活性要求逐年提升。③由于風(fēng)電、光伏發(fā)電輸出依賴于可預(yù)測性較差的自然資源，出力波動(dòng)性較大。以新能源為主體的電力系統(tǒng)無法與用電負(fù)荷及時(shí)匹配，所以需要搭配具有調(diào)頻、調(diào)峰功能的靈活性電源。例如，可以在發(fā)電側(cè)部署電池儲(chǔ)能、抽水蓄能、燃?xì)怆娬镜褥`活調(diào)節(jié)電源。但是，我國此類靈活電源裝機(jī)比例較低，靈活調(diào)節(jié)能力仍然存在短板。因此，為了增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性，電池儲(chǔ)能等靈活調(diào)節(jié)電源需要大規(guī)模布局。2021年發(fā)展改革委、能源局發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確提出要積極利用存量常規(guī)電源，合理配置儲(chǔ)能，統(tǒng)籌各類電源規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營，優(yōu)先發(fā)展新能源。未來在政策引導(dǎo)和市場需求的共同作用下，大型儲(chǔ)能系統(tǒng)將迎來更多發(fā)展機(jī)遇。

二，用戶側(cè)儲(chǔ)能迎來新的發(fā)展機(jī)遇。用戶側(cè)儲(chǔ)能是指在用戶側(cè)安裝儲(chǔ)能設(shè)備，通過儲(chǔ)存用戶產(chǎn)生或購買的電力來滿足用電需求，從而降低用電成本并提高可靠性。簡而言之，用戶可以在需要用電時(shí)釋放儲(chǔ)存在電池中的能量，從而避免在用電高峰時(shí)購買高價(jià)電力，節(jié)省用電成本。此外，用戶側(cè)儲(chǔ)能還可用于應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，如在停電時(shí)，提供備用電力以維持關(guān)鍵設(shè)施運(yùn)行和滿足基本生活需求，減少在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)的保供壓力。對(duì)于支持新能源發(fā)電，用戶側(cè)儲(chǔ)能也能發(fā)揮重要作用，通過存儲(chǔ)多余的可再生能源并在需要時(shí)釋放，以維持供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。工商業(yè)主和家庭用戶是用戶側(cè)儲(chǔ)能的主要目標(biāo)客戶群體，他們使用儲(chǔ)能的目的主要是緊急備用、分時(shí)電價(jià)管理等。目前，用戶側(cè)儲(chǔ)能在工商業(yè)和個(gè)人用戶等下游應(yīng)用中逐漸擴(kuò)大。在工商業(yè)方面，商場和辦公大樓等可以利用用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，在谷時(shí)儲(chǔ)存電量以降低成本。對(duì)于個(gè)人用戶，用戶側(cè)儲(chǔ)能同樣能有效降低用電成本，節(jié)約家庭用電支出。此外，用戶側(cè)儲(chǔ)能還可以與分布式光伏、風(fēng)電等可再生能源設(shè)備結(jié)合，提高工商業(yè)和個(gè)人用戶的自給自足能力。例如，在數(shù)據(jù)等場景中建立儲(chǔ)能電站模式。除了提供備電服務(wù)外，還可以利用儲(chǔ)能容量參與調(diào)峰，參與需求側(cè)響應(yīng)。儲(chǔ)能電源既可以做不間斷電源，又可以做儲(chǔ)能電站發(fā)電，在不改變配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，用戶可以通過儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

三，未來儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展*點(diǎn)還包括動(dòng)力電池回收梯次利用，這是我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。一般來說，退役動(dòng)力電池具有一定的額定容量，可以對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行多情景利用。當(dāng)前，我國鼓勵(lì)新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)、動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、梯次利用企業(yè)共同參與退役動(dòng)力電池的回收利用。相關(guān)企業(yè)可以將動(dòng)力電池應(yīng)用基站備電、儲(chǔ)能、充電等領(lǐng)域，從而提高綜合利用經(jīng)濟(jì)效益。在“分布式光伏+儲(chǔ)能+充電樁”及“可再生能源+儲(chǔ)能”進(jìn)行并網(wǎng)等較為常見的應(yīng)用場景中，動(dòng)力電池梯次利用可以降低項(xiàng)目成本，提高項(xiàng)目收益。退役動(dòng)力電池可以回收，并配套應(yīng)用于分布式或集中式可再生能源發(fā)電站，起到儲(chǔ)能的作用。退役動(dòng)力電池可以在用戶側(cè)（家庭、小型工作場地）作為儲(chǔ)能電源發(fā)揮備用作用。結(jié)合智能電網(wǎng)系統(tǒng)，退役動(dòng)力電池也可以作為調(diào)節(jié)峰谷的用戶端儲(chǔ)能系統(tǒng)，幫助用戶削峰填谷。另外，集中式的動(dòng)力電池可以與風(fēng)電、光伏發(fā)電進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)低成本儲(chǔ)能，降低風(fēng)電、光伏的上網(wǎng)成本。將退役動(dòng)力電池轉(zhuǎn)為集中式儲(chǔ)能主要是因?yàn)槠溆幸韵聝纱髢?yōu)點(diǎn)。一方面，退役動(dòng)力電池的成本低廉，可以降低因大規(guī)模新建電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)成本；另一方面，充分利用電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能性作用，可以降低動(dòng)力電池淘汰產(chǎn)生的污染問題。

1. 當(dāng)前我國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的主要問題

儲(chǔ)能作為一種新興技術(shù)，在發(fā)展過程中面臨安全事故頻發(fā)、安裝運(yùn)行成本較高、獨(dú)立市場主體地位缺乏等諸多挑戰(zhàn)。當(dāng)前，除了儲(chǔ)能的安全性和經(jīng)濟(jì)性問題亟待解決，污染問題也需要關(guān)注。另外，儲(chǔ)能的商業(yè)化安裝運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性較低，參與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的投資較少，這都限制了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。

一，儲(chǔ)能的安全性問題值得重視。一直以來，安全都是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展*為重要的前提。目前，儲(chǔ)能的安全性問題主要集中于電化學(xué)儲(chǔ)能的安全隱患。盡管電化學(xué)儲(chǔ)能表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿σ约皯?yīng)用優(yōu)勢，但是其電池存在較大的失控風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)能電站的整體安全需要集電氣安全、火災(zāi)安全、化學(xué)安全等多方面于一體。不同儲(chǔ)能形式所對(duì)應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)也不同。當(dāng)前，國內(nèi)儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)體系尚未形成，相關(guān)政策制度亦需完善。盡管全球儲(chǔ)能安全準(zhǔn)則體系正在形成，但目前仍不足以保障儲(chǔ)能安全。這就導(dǎo)致儲(chǔ)能企業(yè)在安全標(biāo)準(zhǔn)上存在較大的偏差，無法滿足對(duì)安全標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)控的更高要求。此外，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的污染問題也較為嚴(yán)重。隨著電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣泛部署，如何處理生產(chǎn)及報(bào)廢階段產(chǎn)生的污染物成為一個(gè)重要問題。當(dāng)前，企業(yè)缺乏足夠的技術(shù)手段來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，可能會(huì)影響儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二，目前建設(shè)與運(yùn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本相對(duì)較高，限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)，儲(chǔ)能時(shí)間和能量密度的局限性是一些儲(chǔ)能技術(shù)面臨的問題，特別是在那些對(duì)儲(chǔ)能性能要求較高的應(yīng)用場景中。進(jìn)一步地，儲(chǔ)能技術(shù)的生命周期和維護(hù)需求各異，這要求實(shí)施更為精細(xì)化的管理和維護(hù)策略，以保障其高效運(yùn)行。儲(chǔ)能技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，其發(fā)展需要持續(xù)的資金投入以支持技術(shù)創(chuàng)新。但在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的補(bǔ)償機(jī)制尚不充分，峰谷電價(jià)套利的機(jī)會(huì)也相對(duì)有限，再加上用電側(cè)輔助服務(wù)市場的不完善，這些都對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的盈利模式構(gòu)成了挑戰(zhàn)。為此，降低成本、提高盈利能力成為推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)普及的關(guān)鍵。

三，儲(chǔ)能的市場主體地位缺乏保障，尚缺乏成熟的商業(yè)模式。為了推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，除了政策導(dǎo)向外，還需確保其盈利模式得到保障，使其在電力市場中獲得收益。2022年6月，發(fā)展改革委、能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場和調(diào)度運(yùn)用的通知》，明確要建立完善適應(yīng)儲(chǔ)能參與的市場機(jī)制，鼓勵(lì)新型儲(chǔ)能自主選擇參與電力市場，堅(jiān)持以市場化方式形成價(jià)格。盡管已提出明確新型儲(chǔ)能的獨(dú)立市場主體地位，但在具體應(yīng)用場景中，如共享儲(chǔ)能和新能源場站輔助服務(wù)，仍缺乏針對(duì)性的政策制度保障。受電力市場改革進(jìn)程緩慢等因素限制，儲(chǔ)能尚未以獨(dú)立市場參與者的身份進(jìn)入電力市場交易。雖然我國電力體制經(jīng)歷了多次改革，但電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場建設(shè)仍有待完善。儲(chǔ)能的商品屬性在價(jià)格中未能完*體現(xiàn)，限制了儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)揮優(yōu)勢。盡管各地已建立峰谷電價(jià)和季節(jié)性電價(jià)制度，但價(jià)格機(jī)制仍不夠靈活，未能充分體現(xiàn)電力在不同時(shí)段的價(jià)值差異，限制了儲(chǔ)能的套利空間，并降低了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。此外，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式尚不明晰，限制了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的靈活發(fā)展，導(dǎo)致儲(chǔ)能的多元價(jià)值尚未得到充分體現(xiàn)。

5.推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的建議

一，完善促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策機(jī)制，加大扶持力度。政策支持目前仍是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素，并決定了儲(chǔ)能技術(shù)路線的前進(jìn)方向。⑤建議各級(jí)加大對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度。例如，降低儲(chǔ)能應(yīng)用的市場準(zhǔn)入條件，可以考慮對(duì)配置儲(chǔ)能的新能源電力進(jìn)行優(yōu)先并網(wǎng)和優(yōu)先發(fā)放相應(yīng)的減排配額。同時(shí)，可以考慮對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)提供直接的財(cái)政支持。例如，向儲(chǔ)能應(yīng)用的示范項(xiàng)目提供資助，對(duì)儲(chǔ)能裝機(jī)提供容量補(bǔ)貼或者電量補(bǔ)貼，對(duì)儲(chǔ)能投資采取稅收減免等政策。此外，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)具有緊密的聯(lián)系。對(duì)新能源的政策扶持和激勵(lì)，如電動(dòng)汽車行業(yè)崛起、電池技術(shù)革新、電力體制改革等因素都是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力。

二，增加儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)投入，進(jìn)一步降低儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用成本。具體來說，應(yīng)該關(guān)注鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)的研究。目前，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中鋰電池技術(shù)發(fā)展*為迅猛，前景*為廣闊。但是，鋰電池技術(shù)還存在安全性不高、效率較低等多方面的問題。因此，相關(guān)的技術(shù)研發(fā)應(yīng)該基于提高技術(shù)安全程度與充放電效率的總體目標(biāo)，由科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同組織實(shí)施儲(chǔ)能關(guān)鍵材料、模塊、系統(tǒng)和回收技術(shù)的攻關(guān)研究。在企業(yè)生產(chǎn)層面，鼓勵(lì)儲(chǔ)能產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)采用制造技術(shù)和理念，開發(fā)應(yīng)用的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成、能量管理系統(tǒng)與智能控制技術(shù)。此外，儲(chǔ)能技術(shù)較高的應(yīng)用成本也是阻礙當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)大規(guī)模商用的重要因素。因此，有必要通過政策推動(dòng)和技術(shù)研發(fā)等方式進(jìn)一步降低儲(chǔ)能技術(shù)的成本，盡快推動(dòng)低成本、安全性高的儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入市場。

三，推動(dòng)儲(chǔ)能上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，保持目前全產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力，進(jìn)一步加強(qiáng)儲(chǔ)能賽道不同環(huán)節(jié)的布局。尤其是要加快發(fā)展儲(chǔ)能下游回收產(chǎn)業(yè)。目前，我國儲(chǔ)能電池的回收梯級(jí)利用剛剛起步，商業(yè)模式還不夠成熟。部門可以針對(duì)不同行業(yè)進(jìn)行動(dòng)力電池梯級(jí)利用的試點(diǎn)，并依據(jù)試點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)際效果，總結(jié)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)并制定更加完善的發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)，要鼓勵(lì)市場主體積極探索儲(chǔ)能電池多情景梯級(jí)利用方案。另外，面對(duì)未來儲(chǔ)能電池市場爆發(fā)式的增長模式，部門應(yīng)提前規(guī)劃市場管理方案，確立準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，以確保儲(chǔ)能電池回收過程中的安全性。部門、行業(yè)組織以及*企業(yè)還可以共同構(gòu)建儲(chǔ)能項(xiàng)目全生命周期管理體系，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)長期安全運(yùn)行和回收利用。

四，完善儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)安全、規(guī)模化發(fā)展。一直以來，儲(chǔ)能在生產(chǎn)、集成運(yùn)營、*終回收等環(huán)節(jié)沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，許多儲(chǔ)能產(chǎn)品出現(xiàn)了令人擔(dān)憂的安全質(zhì)量問題，不利于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)長期的良性發(fā)展。因此，應(yīng)建立完善儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)各主體的儲(chǔ)能安全意識(shí)，將儲(chǔ)能安全主體責(zé)任落實(shí)到位，為儲(chǔ)能的安全應(yīng)用提供有力的法律法規(guī)保障。具體來說，有關(guān)部門應(yīng)該盡快建立完善儲(chǔ)能項(xiàng)目準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)共同建設(shè)包括安全、質(zhì)量、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等在內(nèi)的儲(chǔ)能綜合評(píng)價(jià)體系。同時(shí)，我國儲(chǔ)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系也要主動(dòng)對(duì)接國際化標(biāo)準(zhǔn)，主動(dòng)制定相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。

五，提高儲(chǔ)能獨(dú)立市場主體地位，鼓勵(lì)儲(chǔ)能行業(yè)以新商業(yè)模式參與電力市場。我國已經(jīng)初步明確了儲(chǔ)能的獨(dú)立市場主體地位，并鼓勵(lì)探索建設(shè)共享儲(chǔ)能。獨(dú)立市場主體地位的初步確立釋放了儲(chǔ)能的靈活性，能夠推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置。在此基礎(chǔ)上，要進(jìn)一步提高儲(chǔ)能以獨(dú)立市場主體地位參與電力市場交易的積極性。當(dāng)前，儲(chǔ)能的多元價(jià)值還無法完*體現(xiàn)在價(jià)格中，無法高效地調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能企業(yè)參與投資的積極性。因此，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展亟待一個(gè)制度更加規(guī)范、市場化程度更高的電力市場。目前國內(nèi)電力市場改革進(jìn)程較為緩慢，關(guān)于輔助服務(wù)市場發(fā)展的具體規(guī)則也在進(jìn)一步探索中。具體來說，在電力市場改革進(jìn)程中，應(yīng)考慮將儲(chǔ)能以獨(dú)立盈利主體的角色納入改革考量。通過協(xié)同推進(jìn)電力市場改革和輔助服務(wù)市場建設(shè)，進(jìn)一步明確電力市場中儲(chǔ)能的準(zhǔn)入條件、交易機(jī)制以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過明晰輔助服務(wù)市場的市場價(jià)格、出清算法等規(guī)則體系，幫助各投資主體更加充分地認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能的市場價(jià)值，從而推進(jìn)儲(chǔ)能的規(guī)?；瘧?yīng)用。

6.安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

6.1概述

Acrel-2000MG儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策略選擇，包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)下級(jí)各儲(chǔ)能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，還可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)通訊與交互，既能接受上級(jí)調(diào)度指令，又可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

6.2應(yīng)用場景

適用于工商業(yè)儲(chǔ)能電站、新能源配儲(chǔ)電站。

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.4系統(tǒng)功能

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)管

對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，包含市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及用電負(fù)荷，同時(shí)也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

（2）智能監(jiān)控

對(duì)系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機(jī)、儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器、用電設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

（3）功率預(yù)測

對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。

（4）電能質(zhì)量

實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析及錄波展示，并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測。

（5）可視化運(yùn)行

實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對(duì)重要負(fù)荷與設(shè)備進(jìn)行不間斷監(jiān)控。

（6）優(yōu)化控制

通過分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對(duì)負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測，并結(jié)合分布式電源出力與儲(chǔ)能狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度，以降低尖峰或者高峰時(shí)刻的用電量，降低企業(yè)綜合用電成本。

（7）收益分析

用戶可以查看光伏、儲(chǔ)能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù)，同時(shí)可以切換年報(bào)查看每個(gè)月的電量和收益。

（8）能源分析

通過分析光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率，用于評(píng)估設(shè)備性能與狀態(tài)。

（9）策略配置

微電網(wǎng)配置主要對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行策略及統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行設(shè)置。其中策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

7.硬件及其配套產(chǎn)品

8.結(jié)論

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量，已經(jīng)成為全球范圍互相競爭的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在我國，發(fā)展新型儲(chǔ)能不僅是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐，也是產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。④儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅有助于促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)并構(gòu)建完善的能源供給體系，還能夠增強(qiáng)我國在全球能源轉(zhuǎn)型中的發(fā)展優(yōu)勢?？梢酝ㄟ^產(chǎn)業(yè)政策扶持、技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)以及完善市場體系等多個(gè)方面協(xié)同發(fā)力，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；鲩L，增強(qiáng)我國在全球儲(chǔ)能領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

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[2]林伯強(qiáng)、楊夢琦：《碳中和背景下中國電力系統(tǒng)研究現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與發(fā)展方向》，《西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）》，2022年5期。

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022年05版

[4]林伯強(qiáng).“雙碳”目標(biāo)下儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢