儲能推動城市碳中和的意義和對策建議
——以湖州市為例

文/丁偉偉

全球生態環境惡化和氣候變暖成為影響全人類生存發展的嚴峻挑戰，各國必須拿出更大的決心和魄力應對氣候變化，加強協作，推動減排，實現更安全、更清潔、更具韌性的可持續發展。作為全球二氧化碳排放總量最大的國家，中國也已經莊嚴承諾，力爭在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，將以經濟社會發展全面綠色轉型為引領，堅定不移走生態優先、綠色低碳的高質量發展道路。

在相對較低的發展水平下，中國承諾實現從碳達峰到碳中和的時間遠短于發達國家所用時間，要順利實現“雙碳”目標面臨著前所未有的多重挑戰[1]。儲能具備成為國家層面和城市層面實現“雙碳”目標的關鍵抓手的潛力，通過國家層面做好頂層設計和戰略規劃，城市層面結合實際情況因地制宜、科學落實，形成自上而下和自下而上的雙向貫通路徑。儲能具體是指通過介質或設備把能量存儲起來，在需要時再釋放的過程，通常是指電力儲能。儲能裝置能夠適時吸收或釋放功率，低儲高發，有效減少系統輸電網損耗，實現削峰填谷，獲取經濟效益[2]，是支撐新型電力系統的重要技術和基礎裝備，對構建清潔低碳、安全高效的能源體系，應對氣候變化，促進高質量發展具有重要意義。2021年7月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，儲能的市場地位、商業模式和經濟價值不斷得到承認、明確和重視。本文以國家生態文明建設示范市湖州（屬浙江省）為例，探索儲能推動城市碳中和的現實意義，并對以儲能為抓手加快實現碳中和提出對策建議。

一、湖州市碳中和戰略落實情況和突出問題

湖州市是習近平生態文明思想的萌發地，安吉縣是“綠水青山就是金山銀山”理念的誕生地。湖州市具有突出的自然資源和生態環境比較優勢，探索率先實現碳中和戰略目標既是對深入貫徹“兩山”理念工作的延續和深化，也對加快推動全市高質量趕超發展具有重要意義。

（一）湖州市碳中和戰略落實情況

2019年，全市碳排放總量為3442.48萬噸，約占全省排放總量的8.19%，碳排放強度為0.93噸/萬元，單位工業增加值碳排放強度為1.9噸/萬元。2020年，全市能源消費總量為1375.2萬噸標準煤，約占全省能源消費總量的5.5%，能耗強度為0.43噸標準煤/萬元，規模以上工業單位增加值能耗為0.9噸標準煤/萬元。湖州市已經全面啟動“碳達峰、碳中和”前期研究工作，對全市碳排放形勢、碳減排潛力等進行了專題研究，謀劃了高碳行業率先達峰、光伏發電、新能源汽車推廣、碳匯提升、碳排放監測平臺建設等方面的突破性事項。

（二）突出問題

1.城市經濟發展和加快實現碳中和形成表面矛盾

“十三五”期間，湖州地區生產總值從2223.1億元增加到3201.4億元，年均增長7.1%，比全省平均快0.6個百分點。“十四五”是湖州市實現高質量趕超發展的關鍵時期，按照2025年全市GDP達到5000億元測算，“十四五”期間，全市每年能源消費總量將達到1800萬噸標準煤，每年新增碳排放825萬噸左右。但是，預計省里下達湖州市“十四五”能源消費總量控制目標為每年1520萬噸左右標準煤，碳排放增量控制目標為每年684萬噸，分別只達到全市需求總量的 84.4%、82.9%。未來，湖州市既要保持平穩較快的發展勢頭，又要積極配合國家戰略，減少碳排放，盡快實現“雙碳”目標，兩者形成了表面矛盾，要盡快尋找破解矛盾的根本方法。

2.能源結構優化難度增大，能源轉型受限

能源領域是湖州市碳排放的主要領域，也是實現城市碳中和的重要攻堅點。近年來，湖州市積極發展風電、光伏、生物質能等可再生能源，“十三五”期間，新增可再生能源裝機186萬千瓦，年均增長56%，2020年發電量較2015年增加近18億千瓦時，非化石能源占一次能源消費比重達到18.5%。目前，受土地、政策、補貼等因素制約，湖州市風電、光伏、生物質能等可再生能源發展受到較大阻礙，如果不盡快解決制約新能源發展和全市能源轉型的根本問題，要確保“十四五”時期全市的能源安全、穩定，仍然要重點依靠煤電機組、氣電機組保障熱力和電力供應，能源消費仍將主要以煤炭、天然氣等化石能源為主，碳中和戰略目標的實現將被嚴重滯緩。

（三）問題破解：以碳中和戰略實施為契機實現城市經濟高質量發展

城市經濟發展和“碳中和”戰略推進存在矛盾是一個偽命題。隨著我國城市經濟持續發展，尤其是工業化的縱深推進，能源、環境和氣候之間的關系逐漸緊張、尖銳，突出表現就是隨著高碳能源的大量開采利用，自然生態環境的惡化和氣候問題頻發。進入高質量發展新階段，我國經濟發展和能源、環境、氣候問題之間需要系統性的協調治理。“生態本身就是經濟”“綠水青山就是金山銀山”，“碳中和”戰略的提出是環境和氣候問題倒逼的自然結果，是對“兩山”理論貫徹落實的延續和深化，“碳中和”戰略推進有利于推動減排，促進經濟結構優化升級，最終實現城市經濟更清潔、更具韌性、更可持續的發展。另外，能源是城市碳排放的主要領域，加快低碳能源、零碳能源代替高碳能源，促進能源轉型是實現城市碳中和的戰略關鍵。

二、儲能推動城市碳中和的現實意義

城市碳中和可以理解為，在一定時期內，城市直接或間接產生的二氧化碳或溫室氣體排放總量，與通過減排、造林或碳捕獲等完成的二氧化碳或溫室氣體吸收（清除）量處于相對平衡狀態。龐大的城市人口活動伴隨著巨量的能源消費和溫室氣體排放，城市最終成為生態治理和“碳中和”戰略推進的主陣地，而以能源轉型為重點推進減排是實現城市碳中和的重要手段之一。

（一）生態環境惡化和氣候變化呼喚城市加快實現能源轉型

能源和環境、氣候的關系處在一個不斷演進的動態過程，特別是進入工業文明時代以來，人類嚴重依賴以消耗化石能源為代價的發展模式，也進入了對地球生態和氣候環境破壞最嚴重的時期，生態和氣候環境持續惡化的結果最終成為人類生存發展的最大挑戰之一。目前，世界各國正通過多方面的政治共識和重大行動，竭力避免全球生態和氣候環境繼續惡化將導致的極端危害，其中加快能源轉型是實現這一目標的重要途徑。人類先后經歷了兩次能源轉型，分別是從煤炭向石油、天然氣的第一次轉型，以及從化石能源向非化石能源的第二次轉型，尤其是第二次能源轉型，標志著人類的能源系統從資源依賴轉向技術依賴[3]，具有更高的獨立性、安全性、環境友好性。

在中國，能源和生態環境、氣候的關系同樣表現出動態演化特征，從因為經濟體量小、人口物質消費少，能源消費對生態環境和氣候的影響較小，發展到因為工業化、城市化快速推進，能源消費總量迅速膨脹，能源和生態環境、氣候的關系迅速變得十分尖銳、嚴峻。中國對能源、環境和氣候問題也從認識有限、不夠重視，發展到堅持經濟社會發展和生態保護并重，不斷豐富完善和大力執行生態環境保護政策及應對氣候變化的舉措，包括調整能源結構、減少煤炭消費、增加清潔能源供應，積極推動能源轉型，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。由于城市是日夜不停運轉的龐大機器，工業、建筑、交通和居民生活無時無刻不消耗著巨量的煤炭、油氣、電力，我國城市能源消費占到全國能源消費總量的絕大部分，城市也是生態環境問題和氣候變化問題的集中爆發地，因此應該將系統處理好能源、生態環境和氣候問題，加快能源轉型的重點和主要精力放在城市。

（二）儲能是支撐能源轉型的重要技術和基礎裝備

在我國以“碳中和”為目標導向的能源轉型背景下，有序退出傳統能源，大力發展新能源、清潔能源是大勢所趨。根據測算，中國要順利實現“2060年碳中和”目標，則2050-2055年，非化石能源在一次能源消費中的比重需提高到70%～80%，甚至更高，年均應提高2個百分點左右[4]，與此同時，可再生能源發電也將成為主要的電力來源，但以風電、光伏等為代表的可再生能源具有間歇性、波動性、不穩定性等特征，可再生能源大規模并網將給電力系統帶來巨大壓力。原因在于，目前電力系統是發輸配用的單向平衡，通過發電端的調節達到與用戶端的負荷平衡，且通過電網的調度來實現該功能。隨著可再生能源的大規模發展，可再生能源將在發電端和用戶端大規模裝機，這將打破整個電力系統的平衡。因此，需要尋找實現能源轉型和以可再生能源為主體的電力系統負荷平衡的破解辦法。

儲能裝置和技術能夠實現能源的“時空轉移”，是調和新能源終端普及與電力負荷波動之間矛盾的重要解決方案，將成為電力生產、消納循環體系的重要一環，以“源-網-荷-儲”各環節協調互動，有效提高電力系統的安全性、靈活性以及整體運營效率，是構建以新能源為主體的新型電力系統的重要技術和基礎裝備。可以說，在我國能源轉型和新型電力系統構建過程中對儲能提出了重大需求，而儲能本身也具有很大的發展潛力和戰略價值[5]。《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》明確提出，到2030年，實現新型儲能全面市場化發展，新型儲能成為能源領域碳達峰碳中和的關鍵支撐之一。

（三）能源轉型加速實現城市碳中和戰略目標

城市是人民生活、經濟發展、能源消耗、碳排放的主要區域，自然成為“碳中和”戰略貫徹執行的主戰場。城市碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，需要堅持系統思維，協調推進能源“雙控”、產業結構優化、工業、建筑、交通等重點領域節能降耗、碳市場建設等關鍵舉措，而能源轉型是實現城市碳中和的主要路徑。能源轉型主要是指從化石能源利用轉型到光伏、風能、水能等可再生能源利用上來，實現零碳、低碳能源對高碳能源的逐步替代，這是我國城市“碳中和”戰略順利推進的必由之路。具體來看，加大節能、持續提高非化石能源比重、增加能源系統的“儲”“調”能力、加快終端電氣化應用、大力發展氫能、做好碳捕集、利用和封存（CCUS）技術產業積累等都是實現能源轉型，加速實現城市“碳中和”戰略目標的關鍵舉措。

三、對策建議

（一）加快推進儲能關鍵核心技術研究創新

圍繞高安全、低成本、高可靠、長壽命的總體目標，調動超威集團、天能集團兩大綠色能源系統方案提供商以及高校、科研院所等多方面力量，開展儲能理論和關鍵材料、單元、模塊、系統以及回收等關鍵技術研究。針對新能源發電、智能電網、分布式能源和電動汽車等領域需求，開發應用先進的儲能系統集成、能源管理系統與智能控制技術，實現儲能系統與電力系統的深度融合、協調優化運行，提高綜合效益。將人才培養、實驗室建設、成果轉化、產業集群建設等相結合，推動儲能先進技術創新中心、儲能技術產教融合創新平臺等創新載體建設，鼓勵湖州市爭取建設國家級儲能重點實驗室、工程研發中心等，形成良好的協同創新和技術轉化機制。

（二）壯大儲能產業，打造湖州市實現碳中和的中堅力量

制定湖州市儲能發展專項規劃，進一步明確“十四五”時期及中長期的全市儲能發展總體思路、主要目標和重點任務。持續推動天荒坪抽水蓄能電站高質量發展，支撐湖州市新能源發展和城市碳中和。鼓勵政府公共部門、金融機構、技術機構聯合超威集團、天能集團等龍頭企業組建儲能發展聯盟，促進儲能領域跨行業的信息共享和業務融合，培育數據中心、虛擬電廠、智慧能源、共享儲能等新型商業模式。依托超威集團、天能集團等骨干企業，推動從生產、建設、運營到回收的儲能全產業鏈發展，爭取把湖州市建設成為國家儲能高新技術產業化基地，盡快培育一批儲能行業的“專精特深”和“小巨人”企業，實現湖州市儲能產業的集群化、高端化、品牌化發展。在儲能產業推廣建設“產業大腦”多跨場景應用，培育“未來工廠”，提升儲能行業高質量發展水平，促進湖州市提前實現碳中和，成為全國碳中和先行示范城市。

（三）加強全市儲能發展的組織領導和監督保障

構建全市儲能高質量發展體制機制，出臺相關改革舉措、開展改革試點，協調有關部門共同解決關鍵問題，及時總結成功做法和典型經驗。選擇超威集團、天能集團為試點，在深入探索儲能技術路線和創新商業模式的基礎上，研究建立合理的儲能成本分攤和疏導機制。安全管理方面，重視電化學儲能電站安全管理，加強行業監管，針對電化學儲能的特點，明確安全管理各方職責，加強安全頂層設計，完備儲能電站建設手續。加強儲能電站安全運行和維護管理，建立安全防護及預警機制。順應全省數字化改革趨勢，結合湖州市儲能事業發展，探索建設湖州市儲能發展多跨場景應用，推進大數據、云計算、人工智能等信息技術在儲能領域深度應用，推動數字技術與儲能技術深度融合，提升儲能行業管理數字化、智慧化水平。

四、結束語

世界主要國家和地區都已經制定了“碳中和”戰略目標和路線圖，“碳中和”已經成為大國競爭的重點領域，將深刻影響全球環境和氣候治理。中國莊重提出“3060”戰略目標，向世界展示了負責任的大國形象，而城市是中國“碳中和”戰略推進的主陣地和戰略成功的關鍵所在。以湖州市為例，城市經濟發展和“碳中和”戰略推進存在矛盾是一個偽命題，“碳中和”不應以犧牲經濟發展和人民生活福祉為代價，而要以系統觀念推進碳中和工作，繼續堅持以“生態本身就是經濟”“綠水青山就是金山銀山”等辯證的發展思想為指導，處理好減污降碳和生態安全、能源安全、經濟發展等的關系，以“碳中和”戰略實施為契機實現城市經濟高質量發展。儲能具備成為推進城市“碳中和”戰略的關鍵抓手的潛力，具體是指生態環境惡化和氣候變化呼喚城市加快實現能源轉型，儲能是支撐能源轉型的重要技術和基礎裝備，能源轉型最終加速實現城市碳中和戰略目標。因此，以湖州市為代表的中國地方城市要因地制宜、綜合施策，通過儲能技術和儲能產業創新突破，推進城市能源轉型，加速城市碳中和，為全國碳中和大局做出貢獻。