“雙碳”目標下的儲能產業發展現狀及展望

鐘晨，陳思，黃曉夏

中國華能集團有限公司

引言

“雙碳”目標提出以來，國家層面對碳達峰、碳中和的實現路徑進行了一系列部署，國務院《2030 年前碳達峰行動方案》中提出，到2030 年，我國風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上[1]。“十四五”及以后，新能源將迎來跨越式發展，成為電能增量的主體，其裝機占比和發電比例將得到大幅提升，大規模新能源發電的接入對現有電力系統的安全穩定運行將造成嚴峻的挑戰。因此，構建“源-網-荷-儲”一體化的新型電力系統，確保更大規模新能源得到充分利用和可靠保障迫在眉睫。

一、儲能產業發展現狀及應用情況

儲能就是能量儲存，是指通過介質或設備把能量儲存起來，在需要的時候再釋放出來的循環過程。按照能量轉化機制的不同，儲能技術分為物理儲能( 抽水蓄能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等) 、電化學儲能（鋰電池、鉛酸電池、鈉離子電池、全釩液流電池等) 、熱儲能( 相變材料、熔融鹽等)、電磁儲能(超級電容器、超導儲能等）以及化學儲能（氫、甲烷、甲醇）等幾大類[2]。目前應用最為廣泛的是物理儲能和電化學儲能。我國儲能產業發展歷經了技術驗證階段、示范應用階段、商業化初期，在經歷了二十載的發展后，相關產業鏈和商業化模式日漸成熟，目前已經步入產業規模化發展階段，正發展成為我國能源領域新的經濟增長點。

從裝機規模看，根據中關村儲能產業技術聯盟（以下簡稱CNESA）統計數據[3]，從全球市場看，儲能裝機規模從2016 年的168.7GW 增長至 2022 年的237.2GW，增幅達到40.6%，而我國儲能市場發展更是迅速，在全球市場的裝機占比從2016 年的14.4% 提升到了 2022 年的25.2%。截至2022 年底，我國已投運的電力儲能項目累計裝機達59.4GW，同比增長38%。其中，抽水蓄能占據最大比重，累計裝機達46.1GW。新型儲能（除抽水蓄能以外的以電化學儲能為主的其他儲能技術）累計裝機規模為13.1GW。

從技術類型看，由于商業化較早、與傳統電力系統深度結合，抽水蓄能在我國和全球的儲能裝機占比都位居第一，但由于受地理條件、機械損耗、投資回報周期等因素限制，發展速度放緩，裝機占比從2017 年的99%降至2022 年的77.1%。同時，新型儲能由于其自身靈活多樣、適應性強等特點，無論是在電源側、電網側還是用戶側，優勢更加明顯[4]，截至2022 年底，全國已投運新型儲能項目裝機規模達870 萬千瓦。新型儲能技術中，以鋰離子電池為代表的電化學儲能技術占據了主導，總裝機中鋰離子電池儲能占比94%、鉛蓄電池儲能占比3.1%、壓縮空氣儲能和飛輪儲能占比1.6%、液流電池儲能占比1.2%、超級電容占比0.1%。

從應用場景看，儲能在電源側、電網側和用戶側均有應用。在源、網、荷側，儲能設備可通過發揮“調節器”“穩定器”作用，實現提高新能源消納、加強電網安全穩定性、減少用電成本等不同功能。但是，據統計，近年來，在地方強制要求新能源場站配置儲能的要求下，電源側儲能占據了儲能裝機總量的70%以上，不同側儲能裝機呈現出明顯的不平衡態勢。

二、儲能產業發展環境及面臨挑戰

（一）頂層設計持續完善

“十四五”是實現“雙碳”目標的關鍵時期，為了進一步促進儲能產業健康有序發展，國家出臺多項政策，持續加強儲能產業發展頂層設計和宏觀政策引導。隨著《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》《抽水蓄能中長期發展規（2021-2035 年）》《“十四五”新型儲能發展實施方案》等多項綱領性文件陸續出臺，“十四五”期間儲能產業發展規劃和目標已經明確[4]：到2025 年，新型儲能裝機3000 萬千瓦以上，抽水蓄能投產總規模6200 萬千瓦以上，新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段，具備大規模商業化應用條件[5]；到2030 年，抽水蓄能投產總規模1.2 億千瓦左右[6]，實現新型儲能全面市場化發展目標，新型儲能裝機規模基本滿足新型電力系統相應需求，成為能源領域碳達峰、碳中和的關鍵支撐。

（二）大規模示范項目多點開花

近年來，在多項政策支持和企業持續發力下，各項儲能技術的發展取得重大突破，儲能市場需求旺盛，儲能項目亮點紛呈。2022 年，帶有“全球”“首個”“最大”標簽的儲能項目開工、投建、并網的消息不斷涌現，涉及電化學儲能、壓縮空氣儲能、二氧化碳儲能、熔鹽儲能、光（熱）儲多能互補一體化、鈉離子儲能電池等多個技術領域。儲能示范項目多以獨立儲能或集中共享儲能項目為主，項目規模百兆瓦級以上居多，技術路線豐富，投資建設主體多元化。隨著大量儲能示范項目的投運，也帶動了相關產業鏈的多元化發展，前沿技術不斷突破，市場機制逐步完善，商業模式更加成熟。

（三）產業發展面臨諸多挑戰

雖然儲能近年來得到了爆發式發展，但在產業迅速發展的背后，依然存在不少亟待解決的行業痛點和難點，需要政策制定者與從業者共同突破。

儲能安全事故頻發。儲能作為一項多學科交叉、多過程耦合的系統工程，熱失控、漏電、過電、過流、泄壓、施工安裝、人為操作不當、次生災害等都可能導致儲能電站事故。據CNESA 不完全統計，從2011 年至今，全球儲能安全事故共發生60 余起，儲能安全問題已成為儲能產業健康可持續發展必須要突破的瓶頸之一。

儲能市場化收益模式有待探索。在發電側，新能源配儲能的收益主要來源于電能量轉換與輔助服務，依靠減少棄風棄光獲得收益有限，輔助服務市場產品單一，火儲聯合調頻競爭激烈，價格變動風險大[7]。新能源配儲存在利用率不高、盈利模式單一、增加經營壓力、難以統一調度等諸多問題。在電網側，新型儲能項目投資收益渠道尚不明確，成本定價和參與電力市場的雙重回收機制尚未建立。

儲能標準化體系仍需健全完善。儲能產業高速發展，技術更新迭代較快，應用不斷創新，但產業標準化體系建設相對滯后。2023 年2 月，國家標準化管理委員會、國家能源局發布《新型儲能標準體系建設指南》[8]，將新型儲能標準體系框架分為基礎通用、規劃設計、設備試驗、施工驗收、并網運行、檢修監測、運行維護、安全應急八個方面，共擬出臺205 項新型儲能標準，2023 年將制修訂100 項以上新型儲能重點標準。標準化體系的總體框架已經搭建好，但是，標準制定和完善是一個長期系統性工作，要構建適應技術創新趨勢、滿足產業發展需求、對標國際先進水平的新型儲能標準體系，依然任重道遠。

儲能技術發展掣肘仍需突破。雖然近年來儲能技術發展迅速，但仍有亟待突破的“卡脖子”難題，如大容量、長時間、跨季節調節的儲能技術有待突破，關鍵材料、單元、模塊、系統和回收技術等領域研究需要加強，各類新型電池技術及產品規模化應用需要加大研發力度。基于碳排放管理體系的電池碳足跡核算標準和方法也有待進一步探索。

三、儲能產業發展建議及展望

展望未來，能源電力系統還將迎來更大規模、更大范圍、更加全面的新能源接入，儲能產業將迎來發展的黃金時期，為了更好地促進產業可持續健康發展，本文對儲能產業發展規劃及體制機制提出以下建議。

儲能產業規劃方面。雖然國家層面引領和支撐儲能產業發展的政策頻出，但仍需不斷結合產業發展實際，從產業可持續發展的角度提供政策指導和支持，要從統籌布局、市場準入、審查批復、市場監管和激勵手段等層面進一步細化和完善相關政策。要指導各地加強儲能項目規劃布局和調度運用，加強源側、網側和用戶側儲能的統籌規劃，形成源-網-荷側儲能的統一規劃配置框架，推動全產業鏈協調發展。

儲能商業模式方面。目前儲能應用場景廣泛、各種技術發展程度不一、總體成本相對較高，需要進一步探索可持續的商業模式。各類投資建設主體要結合儲能的不同應用場景和成本收益，因地制宜，以效益為導向選擇新能源配儲、獨立儲能或者租賃儲能等商業模式，擴大各側儲能盈利空間，吸引各方主體主動投身儲能發展與建設。

儲能技術應用方面。儲能技術應用要圍繞提高安全性、降本增效以及環境友好三個方向進行改進和提升。要支持和鼓勵國有企業、民營企業、科研機構等多種主體加大儲能技術研發創新力度，發揮行業領軍企業作用，合力開展關鍵核心技術聯合攻關，形成產學研深度融合的儲能技術創新體系。同時，加強儲能支撐多領域減碳作用的研究，充分發揮儲能在新能源、能源、交通、建筑等領域支撐減碳的價值，研究儲能參與碳交易的方式，爭取各領域減碳政策紅利。

四、結束語

在碳達峰、碳中和的目標驅動下，以構建新型電力系統為目標的電力行業革命正加速推進，而作為新型電力系統的重要支撐和關鍵環節，儲能產業將迎來更為廣闊的發展前景，也面臨著商業化、規模化發展帶來的諸多挑戰。產業的健康發展需要政府的有效指導規劃和電源、電網、用戶等產業鏈各方的共同努力，通過加快構建新型儲能市場化發展的體制機制，完善各項產業標準和流程體系，全方位、全鏈條、多層次、寬領域地加快產業技術創新和管理創新，促進儲能技術在電力系統各環節廣泛應用，構建可持續的、良性發展的儲能產業體系。