實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中國儲能電池產(chǎn)業(yè)如何迎頭趕上

文/楊駿飛 盧藝丹 何藝辰 侯巧云 丁綺薇 江西財經(jīng)大學(xué)

由于經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，以及人民生活水平的提高，負(fù)荷曲線呈現(xiàn)的峰谷差越來越大，這也造成了電力系統(tǒng)供需不平衡現(xiàn)象。此外，隨著全球能源供應(yīng)的緊張和全球氣候的變化以及環(huán)境的污染，越來越多的國家認(rèn)識到新能源發(fā)展的必要性。在“雙碳”目標(biāo)背景下，中國積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，其中儲能電池因其應(yīng)用廣泛、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點而備受青睞。隨著我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、綠色能源快速發(fā)展和能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷深化，我國的儲能發(fā)展需求正在日益擴張，推進儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已成為必然。

我國儲能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

儲能電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈剖析。我國儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原材料及設(shè)備、中游儲能系統(tǒng)及集成、下游電力系統(tǒng)儲能應(yīng)用。儲能電池上游的原材料主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜以及結(jié)構(gòu)件等；上游的集成系統(tǒng)設(shè)備主要包括涂布機、攪拌機等。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為儲能系統(tǒng)的集成與制造，產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用場景主要為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電力系統(tǒng)儲能。

儲能電池主要以鋰電池的形態(tài)存在，其上游原材料主要是鋰電池上游的參與者，其中，杉杉股份是上游原材料的重要參與者；儲能電池中游的儲能系統(tǒng)及集成主要參與者分別為電池公司和軟件公司，主要企業(yè)有比亞迪、寧德時代；儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈下游電力系統(tǒng)儲能的發(fā)電側(cè)主要由五大發(fā)電集團完成；在電網(wǎng)側(cè)主要企業(yè)有國網(wǎng)江蘇、許繼集團、平高集團等。

儲能電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。在供給端，中國、美國和歐洲占據(jù)了全球儲能市場的主導(dǎo)地位，三者合計占全球2020年新增投運總規(guī)模的86%。其中，中國的新增投運項目占比最大，占總規(guī)模約三分之一。在新能源汽車不斷推廣以及電池技術(shù)不斷進步的背景下，我國電化學(xué)儲能發(fā)展迅速。目前，電化學(xué)儲能主要以鋰電池為主，市場份額約為90%。在政策支持力度加大、電力市場機制建立、電池成本持續(xù)下降等因素推動下，未來儲能電池出貨量有希望繼續(xù)上升。

在需求端，儲能電池下游應(yīng)用主要包括電力系統(tǒng)儲能。近年來，電化學(xué)儲能快速發(fā)展，截至2020年底，中國電化學(xué)儲能市場累積裝機功率規(guī)模為3269.2MW，同比增長91.2%，新增電化學(xué)儲能裝機功率規(guī)模達到1.56GW，首次突破1GW。隨著需求的增長，儲能系統(tǒng)電池技術(shù)進一步優(yōu)化，其能量密度、安全性和效率進一步提高，未來行業(yè)仍將保持快速增長態(tài)勢。

數(shù)字經(jīng)濟時代下的數(shù)字技術(shù)特點

數(shù)字經(jīng)濟的飛速發(fā)展。數(shù)字經(jīng)濟是指以數(shù)據(jù)資源為關(guān)鍵要素，以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)為主要載體，以信息通信技術(shù)融合應(yīng)用、全要素數(shù)字化轉(zhuǎn)型為重要推動力，促進公平與效率更加統(tǒng)一的新經(jīng)濟形態(tài)。進入信息時代以來，伴隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟已成為各國推動發(fā)展的重點領(lǐng)域。近幾年，世界各國相繼出臺中長期數(shù)字發(fā)展戰(zhàn)略，以自身信息、科技等領(lǐng)域優(yōu)勢為基礎(chǔ)，構(gòu)建以數(shù)字驅(qū)動為主體的經(jīng)濟體系。

數(shù)字技術(shù)新時代下的優(yōu)勢。數(shù)字技術(shù)又稱為數(shù)字控制技術(shù)，是一門與電子計算機相伴而生的科學(xué)技術(shù)。在技術(shù)的不斷進步與發(fā)展中，數(shù)字技術(shù)已成為創(chuàng)新要素最多、應(yīng)用最廣、輻射效應(yīng)最大的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)技術(shù)，數(shù)字技術(shù)的功能更為全面與準(zhǔn)確，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

提高數(shù)據(jù)處理效率。數(shù)據(jù)作為一種新的生產(chǎn)要素，與傳統(tǒng)要素有著本質(zhì)區(qū)別，它表現(xiàn)出邊際報酬遞增的趨勢，數(shù)據(jù)規(guī)模越大，數(shù)據(jù)的價值也會越高。在信息時代，數(shù)據(jù)資源呈指數(shù)型增長，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理已無法滿足社會的要求。相比之下，大數(shù)據(jù)技術(shù)針對數(shù)量龐大、種類繁多、具有真實性的數(shù)據(jù)，能夠進行快速處理和存儲，企業(yè)通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析，可以大大提高企業(yè)運行效率，推動企業(yè)和社會發(fā)展。

傳輸抗干擾能力強。數(shù)字信號能通過特定的編碼與解調(diào)方式應(yīng)對干擾，在傳輸過程中遇到受干擾的情況能夠還原成原本信號。例如，可以采用數(shù)字編碼技術(shù)，將一些基本信息和簡單信號進行編碼處理后，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效率傳輸，同時在傳播過程中不會受到其他因素的干擾。這些干擾包括，衰減造成的低電平經(jīng)過放大后連帶本底噪聲一起放大的干擾、不同的信號源發(fā)射的同一個頻率的信號造成的同頻干擾、其他線路狀況造成的干擾等等。

降低業(yè)務(wù)成本。數(shù)字技術(shù)極大地減少了金融業(yè)務(wù)的成本。在數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)前，金融業(yè)務(wù)普遍性成本高，不是簡單的由于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)需要進行人工調(diào)查等大量生產(chǎn)要素的投入，還有因技術(shù)和人工之間不匹配、不均衡發(fā)展等問題存在。此外，在互聯(lián)網(wǎng)信貸、互聯(lián)網(wǎng)理財業(yè)務(wù)等方面，當(dāng)下數(shù)字技術(shù)能將傳統(tǒng)金融業(yè)務(wù)通過信息化技術(shù)處理信貸、支付、理財，從而將其成本進一步降低。大量事實證明，互聯(lián)網(wǎng)借貸利率要比傳統(tǒng)金融利率高得多，我們需要通過其他方式和渠道的回報來覆蓋成本。

如何利用數(shù)字經(jīng)濟技術(shù)助力儲能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展

規(guī)避儲能電池產(chǎn)業(yè)劣勢。

在儲能電池研發(fā)眾多技術(shù)中，最主要的技術(shù)是電化學(xué)儲能。這一技術(shù)的原理在于，將原本儲存在電池里的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成可用于電池輸出的電能，從而滿足供給端對電量的需求。然而，目前電化學(xué)儲能技術(shù)并不能滿足人們的日常需求，主要存在以下問題：首先，它存在固有問題。例如，現(xiàn)有的電化學(xué)儲能技術(shù)能夠支持的儲能時間較短，遇到極寒天氣，電量會快速釋放等。其次，電池原材料資源有限。2020年，據(jù)世界銀行估計，到2050年，電池原材料如鋰的產(chǎn)量，要增加500%才能滿足人類需求。

根據(jù)國外現(xiàn)有市場機制的經(jīng)驗，結(jié)合中國國情，中國電力市場在制定適合于電網(wǎng)側(cè)的儲能市場機制時，必須始終堅持三個基本原則：一是，確定儲能系統(tǒng)的市場準(zhǔn)入條件；二是要因地制宜、循序漸進地設(shè)計市場機制；三是儲能市場的參與機制要按照系統(tǒng)的需求來規(guī)劃和綜合資源，并在必要時進行調(diào)整。

發(fā)揮儲能電池產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

積極擁抱新能源革命。在碳中和驅(qū)動下，光伏建筑、綠色電力供應(yīng)、智慧能源與市政網(wǎng)絡(luò)等市場和應(yīng)用場景都會隨之而來。未來的綠色電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)兩種形態(tài)的組合：一種是集中型的超級電網(wǎng)，這需要國家政府協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮光照和風(fēng)能充裕地區(qū)潛能，解決大型生產(chǎn)、生活和社會公共服務(wù)的用能需求；另一種是分散型智能電網(wǎng)，是將分布式光伏、儲能電池、物聯(lián)網(wǎng)、新能源智能終端充分連接的局域電網(wǎng)，要解決日常生活及出行需求。這兩種模式的組合在不同區(qū)域、不同階段可能會稍有不同，但無論哪種綠色電力系統(tǒng)都離不開能源互聯(lián)。

積極擁抱數(shù)字化革命。在接下來的全面電力化社會中，人類的用能形態(tài)將變得趨同并以電力為主，我們的生產(chǎn)與應(yīng)用模式也會變得趨同。而此時，我們更加需要數(shù)字化的精細(xì)管理，在降低用電成本的同時滿足需求側(cè)多樣性。當(dāng)我們步入全面電力、全面數(shù)字化社會后，光伏的連接屬性與數(shù)字化的智能屬性將得到充分發(fā)揮，萬物連接真正成為可能。隨著全球碳中和、智能革命大勢的持續(xù)發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)與消費體系被接入，各環(huán)節(jié)將連成一個整體。第三次工業(yè)革命將成就一場史無前例的萬物融合與超越，鑄就人類歷史上最大的舞臺。

構(gòu)建一體化大數(shù)據(jù)中心。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程的加快，數(shù)據(jù)資源儲存、計算能力提升推動著數(shù)據(jù)中心的合理布局。數(shù)據(jù)中心的發(fā)展需要較高的能耗，因此對節(jié)能能源的要求越來越高。儲能電池是推動主體能源由不可再生能源向清潔能源轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)。運用儲能電池，建立100%清潔能源供電的新型“零碳”大數(shù)據(jù)中心，推動數(shù)據(jù)中心建設(shè)能效標(biāo)準(zhǔn)的提升以及數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建，為體系化推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及融合互補發(fā)展，助力“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。