一、目前的基本状况
实现碳达峰、碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。2022年1月24日,习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时强调,要大力规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。
然而,我国能源分布不均。据统计,截至本世纪初,我国已探明煤炭储量70%分布在山西、陕西和内蒙古;可开发水电资源99%分布在中、西部地区;石油资源890亿吨,主要分布在东、西部地区;天然气资源20×1013立方米,主要分布在新疆、青海和四川。随着“双碳”进程不断加快,新能源发电量对全国电力供应不断提升。在我国新能源发电大规模开发、并网背景下,新能源发电不稳定成为电力系统发展的制约因素。2021年冬季,全国各地“拉闸限电”频现,再次提醒人们新能源充分承担电力系统责任的重要性。为有效控制新能源发电出力,确保电网安全稳定,储能技术逐渐走进人们视野。储能,就是将电能转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态进行存储,待需要时再转换为电能释放。这一能量转换过程,在发电侧可实现电力的时序调节、电网侧可参与调峰调频、用户侧削峰填谷等环节,缓解高峰负荷供电需求,提高电能质量和用电效率,助力新能源高效利用以及多种能源开放互联、协同发展。
二、存在的主要问题及分析
根据能量存储形式的不同,储能可分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能和化学储能等五种类型。抽水蓄能技术应用最为成熟,但选址受限、建设周期长等缺点限制了抽水蓄能的发展;电磁储能、热储能、化学储能还处于试验示范阶段,相关产业尚处于培育期,可靠性、使用寿命、制造成本以及应用能力等方面有待突破;近几年,以锂离子电池为代表的电化学储能技术进步显著,应用领域广泛,是当前储能领域关注的焦点。据预测,2050年全球储能装机将达到1676GW,未来30年间全球投资额预计达6620亿美元,储能市场空间巨大。
虽然新型储能技术的应用发展较快,但仍存在不少制约新型储能规模化发展的因素。一是有利于储能发挥技术优势的电力市场机制尚未形成。长远来看,开放、规范、完善的电力市场是储能技术真正发挥优势的舞台。现在储能企业运营艰难,主要是因为电力市场交易品种有限,储能的多元价值没有在价格当中完全体现。共同受益的电网企业、可再生能源企业、电力用户没有共同分摊建设运行成本。二是储能独立的市场主体地位没有确立。能源监管部门没有储能环节的电力许可证颁发制度,电网侧储能项目仅进行市场模拟运行,无法结算;发电侧储能多与发电机组联合参与市场,限制了储能运行灵活性;用户侧储能收益方式单一,难以摆脱峰谷价差依赖,不利于从全系统角度优化配置和调用储能。三是新型储能技术路线单一存隐忧。除抽水蓄能外,锂离子电池储能装机最大,但随着电池级碳酸锂价格的持续增长,相比于半年前(2021年9月1日)的价格已经上涨了307%,进一步压缩了锂离子电池储能产业的生存空间,一定程度上也会制约储能行业的发展。四是电池储能安全技术有待进一步提升。目前锂电池寿命和安全性受限于电池集群的木桶效应,钒电池储能技术安全优势突出,但在电网侧应用案例较少,亟需通过试点示范工程验证其工程化应用条件下的性能和可靠性。储能集成技术涵盖材料、电化学、电气、控制、机械等多学科、多领域,集成设计不完备也将带来安全隐患。
三、针对问题的一些建议及措施
为加快推进新型储能技术的研究和应用,提出如下建议:
(一)建立储能的市场化机制。建议明确储能的市场主体定位,建立储能参与电力市场的价格机制,研究储能通过输配电价回收成本的比例,研究储能在调峰调频领域按效果付费的机制,研究储能资源的容量价值的核算模型,进一步完善储能价值货币化的政策和机制,保障储能的投资收益,推动储能产业的健康发展。
(二)加快多元化储能技术研究与示范。建议加快推进飞轮储能、液流储能等不同技术路线、不同时间尺度新型储能技术的研究和示范,应对锂矿价格大幅波动等因素带来的挑战。加快推进储能技术国内创新、储能装备国内制造、储能系统全球布局的系统化顶层设计,保障核心技术自主可控,关键装备自主制造,具备参与国际竞争的能力。
(三)推动储能技术标准的建设。当前储能系统相关产品标准已初步建立,但储能安全设计、消防验收等相关标准缺失,不利于储能产业发展,建议重点关注储能电站安全、储能并网测试、储能关键装备等领域的标准建设和更新,同步建立国家级储能装备监督检验中心,为储能行业高质量发展保驾护航。