風口上的中國儲能產業

阮曉東

產業資本紛紛布局儲能并推動儲能產業加速發展，中國儲能產業將成為優化電力資源配置、提高能源利用效率的重要路徑

伴隨我國新能源產業的迅速發展，儲能技術及其產業的發展日漸成為各方關注的重點。其中化學儲能系統能夠以電池為載體將電能轉化為化學能，綜合協調分布式能源在大電網中的大量接入，并可以結合電動汽車的普及應用，成為當前能源互聯網行業建設中的關鍵節點。目前，儲能技術正朝著大容量、高轉換率和應用低成本的方向發展，中國的產業資本也在紛紛布局儲能并推動儲能產業加速發展。中國儲能產業將成為優化電力資源配置、提高能源利用效率的重要路徑。

[背 景]

儲能是各國智能電網的關鍵節點

在人類現代文明的發展中，電網是迄今為止建造的最復雜的系統工程之一，從發電、輸電、配電直到用電，電網與國民經濟和普通百姓的日常生活無不息息相關。但目前實際狀況是：一方面傳統電網存在智能化程度低、運行效率低等諸多亟待解決的問題，另一方面又面臨全球范圍內氣候變暖、能源短缺的窘況。

國務院參事、國家能源專家咨詢委員會主任徐錠明就認為：“縱觀人類社會發展的歷史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。推動低碳循環發展，建設清潔、安全、高效的現代能源體系，實施近零碳排放示范區是我國能源產業向下一階段發展的必經之路。”

美國能源部曾經在2003年提出了“智能電網”的概念，得到了世界范圍的普遍認同。中國國家電網公司也提出了在2020年之前分三個階段實施智能電網建設的具體規劃。發展智能電網的目標是建設節能、環保、高效、可靠、穩定的現代化電網，但是與智能電網相配套的一個很重要的核心環節就是發展大規模的電力儲能技術。

相關資料顯示，儲能技術和產業是智能電網、可再生能源接入、分布式發電、微電網以及電動汽車發展必不可少的支撐技術，可以有效地實現需求側管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，可以提高電力設備運行效率、降低供電成本，還可以作為促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、調整頻率、補償負荷波動的一種手段。

一個非常好的例子是，中國現在風電總裝機容量已經超過100GW，但是70—80%的風能沒有很好利用，特別是后半夜的風能全部放棄，損失的能量即使收回50%，也相當于重建三到四個三峽水電站。

放眼世界，我們可以看到發達國家都在密切注意儲能技術的進步并在積極拓展儲能產業的布局。其中美國與日本是兩個最主要的儲能示范應用國家，他們分別占40%和39%的全球裝機容量份額。

為了建設智能電網，美國動手比較早，目前擁有全球近半的儲能示范項目，并且若干儲能項目已實現商業應用。美國在鋰離子電池制造及系統集成方面應用較多，同時配以大規模的政府資金支持，美國又出現了特斯拉家用儲能電池這樣創新性非常強的產品。日本是一個對于能源問題一直十分擔憂的國家，核能曾經是日本發展的重點。但是2011年福島核電站事故后，日本推動戶用儲能作為產業扶持的重點。2012年4月日本出臺家庭儲能系統補助金政策，在這項政策的支持下，越來越多的儲能系統獲得補助并投放市場。目前日本企業在鈉硫電池、液流電池和改性鉛酸電池儲能技術方面處于國際領先水平。

能源問題是歐洲安全和穩定的核心問題之一。長期以來，歐洲長期依賴中東的石油和俄羅斯的天然氣資源。受到地緣政治的影響，歐洲正在考慮增加新能源的供給量，其中德國、瑞典、丹麥、挪威等國家都在大力發展新能源項目。歐盟電網計劃（EEGI）發布的《歐洲儲能創新圖譜》報告現實，在過去5年，歐洲14個國家公共投資和受到歐盟委員會直接資助的項目總數達到391個，總投資額9.86億歐元。德國在推動儲能產業方面的動作較大，2013年和2014年共計劃投資5000萬歐元，對新購買儲能系統的用戶直接進行補貼，目前已有30兆瓦的項目獲得補貼。由于這一儲能補貼計劃的出臺，德國在未來5年的儲能裝機容量有望達到2GW。2015年德國的用戶側儲能市場也變得十分活躍，在德國政府儲能安裝費補貼、免征營業稅和銀行低息貸款等政策支持下，戶用儲能的經濟性變得十分明顯。據預測，光伏+儲能系統將從2014年的10000套上升至2015年的13000套，2017年有望達到60000套。

中國儲能項目近兩年發展較快，分別在可再生能源并網、分布式發電及微網以及電動汽車等領域部署了一些儲能項目。

有統計顯示，2014年我國電化學儲能項目累計裝機規模為93.7MW，2015年則達到13.5 MW，增長率為13%。目前按裝機容量分，儲能在可再生能源并網領域的比例最高，占51%，電力輸配、分布式發電及微網以及輔助服務也是應用的重點領域，分別占比19%、8%及16%。伴隨著中國的能源結構調整，儲能技術市場成為了一片“藍海”。國內廠商中，除了比亞迪依然占據裝機第一的位置，其他主流技術廠商，包括南都電源、大連融科、中航鋰電等也在快速發展。隨著國際戶用儲能市場和調頻市場的逐步啟動，國內廠商也逐步向國際市場滲透。

[焦 點]

持續創新，構建能源供給新格局

可再生能源是今后世界能源結構調整的方向，但只有儲能產業的配合，我們才可能真正邁進可再生能源的時代。目前儲能產業在全球范圍來看剛剛起步，因此中國需要把握機遇，將儲能產業做大做強。

事實上，儲能技術種類較多，主要分為物理儲能（抽水儲能、 壓縮空氣儲能、飛輪儲能）、化學儲能（鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池、鎳氫電池）和其他儲能（電化學電容器、超導儲能、燃料電池、金屬-空氣電池）等。但是從應用前景考慮，化學儲能綜合優勢最為明顯，主要體現在化學儲能具有建設周期短、運營成本低、對環境影響低、不受地理條件限制的優點，適用于電網大規模儲能應用，因此逐漸成為儲能的首選方案。

現在各種儲能電池技術層出不窮，比如美國前能源部長諾貝爾獎獲得者朱棣文辭職后就回到斯坦福大學研究加密鋰電池。此外鈉硫電池、鐵鉻電池、全釩電池、鋅空氣電池、鋁空氣電池等儲能技術也出現爆發性增長態勢。

不過對電網儲能應用，鉛酸、液流（全釩和鈉硫電池）是兩種主要的已經被市場認可的商用技術。在這方面，中國也取得了一定的進展。

2015年12月，全球最大規模的5MW/10MWh全釩液流電池儲能系統應用示范工程通過了遼寧電力勘測設計院的驗收，目前已經全面投入運行。業內人士指出，在上述示范項目的良好帶頭作用下，中國將在全釩液流電池在核心技術研發、穩定性、成本控制等諸多方面取得更大的突破，全釩液流電池將有望成為儲能行業的“黑馬”。

據悉，釩電池是一種新型清潔能源存儲裝置，經過美國、日本、澳大利亞等國家的應用驗證，與市場中的鉛酸蓄電池、鎳氫電池相比，具有大功率、長壽命、支持頻繁大電流充放電、綠色無污染等明顯技術優勢，主要應用于再生能源并網發電、城市電網儲能、遠程供電、UPS系統、海島應用等領域。公開資料顯示，釩電池一次性充電后，續航能力可達1000公里，充電時間只需3—5分鐘，成本造價是目前24V鋰電池的40%，從續航里程、充電時間與成本上均被譽為“完美電池”。據悉，在2017年，釩電池所應用的風電儲能設備和城市調峰儲能設備市場規模將在11000億元左右。釩電池的研發和推廣應用，有望成為替代鋰電歷史性萬億級新藍海產業。

另外，我國鈉硫電池也取得了不錯的進展。在鉛酸電池、鋰電池、鈉硫電池、氫能源電池等多種技術門類中，鈉硫電池的比能量（瓦時/千克）要顯著高于其他種類的電池。其中，鈉硫電池為230，鉛酸電池為30-40，鋰電池約100，鎳氫電池為60-80。此外，鈉硫電池其余各方面的性能上都占據了相對優勢，包括預期使用壽命，鈉硫電池為15年，鉛酸電池為3-5年，鋰電池為10年，鎳氫電池為7年。同時，鈉硫電池所需元素在地殼中含量較為豐富，開發使用的空間巨大。2015年5月，秦唐科技的鈉硫儲能電池正式亮相，一舉打破了我國電池行業長期落后的局面。長期以來，鈉硫電池的核心技術主要掌握在發達國家手中，發達國家不愿意賣給中國，為此秦唐科技十年來攻克每個技術難點，包括真空密封技術、反腐蝕技術，核心技術從零開始，現在已經站在技術前沿了。該公司預計在2016年建成2兆瓦示范儲能電站，2018年前形成生產規模，實現年銷售額3億元。

真正影響未來能源大格局的是儲能技術，儲能技術很可能就是下一個能源革命里面最重要的突破方向。目前，我國的儲能技術正朝著大容量、高轉換率和應用低成本的方向發展。這為同時擁有自主知識產權和低成本生產優勢的中國企業提供了難得的領先機遇。如果政策到位，我國儲能產業既可快速成長為在全球有重要影響的新興戰略性產業，又能極大地促進國內新能源的規模化發展。

[啟 示]

儲能產業發展任重道遠

三十年來，中國的能源經濟取得了舉世矚目的成就。而在突飛猛進的增長背后，潛伏著一系列問題：能源利用效率較低，消費結構亟待優化，環境污染日益嚴重，能源危機初現端倪，中國的能源產業在“新常態”下面臨著諸多挑戰。

2016年是“十三五”的開局之年。作為推動國民經濟進步的中堅力量，能源產業在“新常態”下如何把握機遇，堅持可持續發展，這些問題成為擺在中國能源產業面前的重要挑戰。為了應對挑戰，中國需要在未來大力發展太陽能、風能、生物質能等可再生清潔能源已是刻不容緩。但是如何讓清潔能源成為安全、高效、友好、經濟的智慧能源，儲能技術的配套運用可謂是重中之重。

中國儲能產業起步晚，最近五年國家才開始重視，而北美、日本20年前就有了儲能方面的產業政策，也已經形成了各自的運行機制。目前，國內已經有了一些地區性規定，提供了一些發展機會和市場模式，但離整體產業的健康發展還有很大距離。現階段中國的儲能產業仍面臨政策缺失、技術指標尚待提高、系統容量較小、成本過高、應用價值不明晰、參與電力市場的機制不健全等問題，但作為實現大規模可再生能源并網，提高用電側能效的有利手段，未來儲能產業的快速應用發展已成定局。儲能企業希望國家在政策層面能夠真正出臺一些可以落地的規定，并將儲能政策真正納入到電力體制改革，成為一個法規，這樣可以提高投資方參與的可靠性，也可以盡量減少投資風險。

此外，我國儲能設備和產品盡管產能非常大，但在品質上還有待提高。中國科學院大連化學物理研究所某知名科學家說，以儲能電池為例，我國產品的整體表現不錯，在材料方面、電池系統設計、BMS擁有一定實力，但在真正的系統集成、智能化方面，我國和國外優秀產品仍有一定差距。尤其是智能控制這一部分，我國企業需要打通產業鏈，互相合作，打造中國品牌。除此之外，國外出口認證也是非常重要的環節。

也有專家表示，我國目前還沒有完全確定在儲能方面什么技術是最具經濟性、最有競爭力的技術，即從商業角度來看最有前景的儲能技術還不確定。我們目前很多項目還在示范驗證，目前還不清楚未來方向是液流電池、壓縮空氣還是鋰電池。目前從未來發展看，有兩類主要技術方向值得探討，一是對長壽命應用的液流電池，二是對短壽命應用的鋰電池。由于儲能設備需要可靠性的保證，因為風電和太陽能項目一般要運行20年，所以儲能設備至少要有10年的壽命期。如果電池儲能不能使用10年以上，對于電力系統調節來講沒有意義。如果壽命問題和安全性解決不了，談價格也沒有意義。不過不論哪種技術，只有完成了科學實驗階段，達到可以盈利，才能談得上大范圍的推廣應用。

所以，在2016年乃至整個“十三五”時期，我國需要堅持自主創新，引領儲能未來技術發展方向。雖然我國現階段還沒有與儲能相關的政策體系和價格機制，但國家關于儲能產業發展的規劃正在逐步建立中。目前由中科院物理所、中國化學與物理電源行業協會等單位開展的儲能“十三五”規劃重大課題研究報告已經上報國家能源局新能源司。中國化學與物理電源行業協會也啟動編寫國家儲能產業“十三五”規劃大綱。

作為新興產業，儲能已越來越受到政府能源部門和科技部門的關注和支持。隨著我國可再生能源產業的發展和儲能成本的逐步降低，儲能技術將從示范工程建設階段逐步延伸到商業化運營階段，在儲能廠商、電力系統和有關科研院所的共同努力下，中國儲能產業將得到持續不斷的發展。