中國儲能網(wǎng)訊:工業(yè)和信息化部日前就《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》(以下簡稱《行動方案》)公開向社會征求意見?!缎袆臃桨浮诽岢?,到2027年,新型儲能制造業(yè)規(guī)模和下游需求基本匹配,培育千億元以上規(guī)模的生態(tài)主導型企業(yè)3—5家,同時《行動方案》強調(diào),要推動新型儲能制造業(yè)更好滿足電力、工業(yè)、能源、交通、建筑、通信、農(nóng)業(yè)等多領域應用需求。作為我國實現(xiàn)“雙碳”的重要載體,并且也是我國能源動力升級的核心引擎,儲能尤其是新型儲能所獲得的政策支持力度不斷加碼,未來儲能市場的擴容與升級腳步勢必進一步加快。
在國務院關于印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中,重點強調(diào)要實施能源綠色低碳轉型行動、節(jié)能降碳增效行動、工業(yè)領域碳達峰行動、城鄉(xiāng)建設碳達峰行動、交通運輸綠色低碳行動、循環(huán)經(jīng)濟助力降碳行動、綠色低碳科技創(chuàng)新行動、碳匯能力鞏固提升行動、綠色低碳全民行動、各地區(qū)梯次有序碳達峰行動等“碳達峰十大行動”。在此基礎上,提出了儲能的清晰目標,即到2025年,新型儲能裝機容量達到3000萬千瓦以上, 進而又提出要加快建設新型電力系統(tǒng),包括構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng),推動清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置,大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力,加快靈活調(diào)節(jié)電源建設,引導自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負荷、工商業(yè)可中斷負荷、電動汽車充電網(wǎng)絡、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)等主要措施。
以國務院碳達峰行動方案為指導,國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)了《關于加快新型儲能發(fā)展的指導意見》,強調(diào)新型儲能在推動能源領域碳達峰、碳中和過程中發(fā)揮著顯著作用,并再次提出到2025年實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉變,裝機規(guī)模達3000萬千瓦以上,到2030年,實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。
儲能主要區(qū)分為傳統(tǒng)儲能與新型儲能,前者主要是指抽水儲能,后者則包括電化學儲能以及壓縮空氣儲能等。抽水儲能是運用機械泵力設備將水從低處抽到高處,需要時進行水力發(fā)電;而電化學儲能是借助大功率與高性能電池正負極進行儲電與放電,壓縮空氣儲能則主要利用電網(wǎng)負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣,并將其儲藏在高壓密封設施內(nèi),再用電高峰釋放出來驅(qū)動燃氣輪機發(fā)電。
就國內(nèi)情況看,抽水蓄能是目前最主要的儲能方式,且無論是技術積累還是商業(yè)模式都較為成熟,但抽水儲能受到地理位勢空間的嚴格限制,不僅啟動速度慢,建設周期長,而且資源稟賦有限與成本較高。相比之下,電化學儲能基本不受外部條件干擾,響應速度快,建設項目靈活,而更重要的是,作為目前布局最廣泛的電化學儲能品種,鋰電儲能不僅工藝成熟,而且成本降低的邊際趨勢越來越顯著,從而帶動了整個鋰電儲能成本的下降。按照權威機構測算,2025年鋰電儲能成本價將降至約1.29美元/瓦時。這樣,電化學儲能最終取代抽水儲能的主導地位似乎不可避免。數(shù)據(jù)顯示,截至2023年底,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時,雖然同期抽水蓄能累計投運規(guī)模依然保持在高位,但前者增速在近三年中顯著超過了后者,且基于電化學儲能的靈活性以及其對人口集中區(qū)的高適配性,未來伸展的空間還將更廣泛。
實際上,國內(nèi)目前除鋰離子儲能在新型儲能市場中的份額超過了90%外,另一個作為充當儲能載體的鈉電池可能后來者居上。數(shù)據(jù)顯示,鈉元素在地殼中占比高達2.75%,同時反應在價格上,鈉的價格只有0.29美元/公斤,相對于鋰更具價格優(yōu)勢,且受到影響,目前鈉電池的原材料成本相比鋰電池要低30%-40%;另外,鈉離子電池在-20℃的低溫環(huán)境中可以實現(xiàn)90%以上的放電保持率,-40℃低溫下可放出70%以上的容量,高溫80℃還能循環(huán)充放使用,項目落地與場景應用更具有靈活性,因此鈉電池取代鋰電池將是大勢所趨,而同樣的結論也適用于壽命更長、安全性更高以及資源豐富的釩電池等新型電池身上。
相比于電化學儲能,雖然壓縮空氣儲能的規(guī)?;潭纫偷枚?,但國內(nèi)其實早已開始商業(yè)化開發(fā)與應用,最初主要利用低谷低質(zhì)電,將空氣壓縮并儲存于大型儲氣洞穴中,在用電高峰,高壓空氣從儲氣洞穴釋放,同燃料燃燒后驅(qū)動膨脹機發(fā)電,只是傳統(tǒng)壓縮空氣儲能依賴化石燃料、依賴天然儲氣洞穴的短板制約了擴展空間,而針對相關瓶頸因素,相關研究機構也證積極研發(fā)新型壓縮空氣儲能技術,如蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)、等溫壓縮空氣儲能系統(tǒng)以及液化空氣儲能系統(tǒng)等。目前來看,新型壓縮空氣儲能在功能、成本、壽命和性能等各方面均已同抽水蓄能基本相當,同時彰顯出了規(guī)模大、壽命長、無污染、長時效與靈活性等優(yōu)勢,是極具發(fā)展?jié)摿Φ膬δ芗夹g系統(tǒng)。
需要強調(diào)的是,無論是抽水儲能還是電化學儲能,抑或是壓縮空氣儲能,都相應組成了一個緊密關聯(lián)且完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。上游有原材料和生產(chǎn)設備;中游有由電池組、電池管理系統(tǒng)(主管電池狀態(tài))、能量管理系統(tǒng)(主管能量調(diào)度)以及儲能變流器(主管電流轉換)等組成的儲能項目建設與集成系統(tǒng),下游有儲能產(chǎn)品安裝以及終端用戶等。對于全球主要經(jīng)濟體來說,不僅要爭奪產(chǎn)業(yè)鏈的高端話語權,如產(chǎn)品與項目的標準控制,更要搶奪產(chǎn)業(yè)鏈的貿(mào)易增值,如產(chǎn)品與技術服務的輸出能力,以及為保護本國產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的準入壁壘設置等,因此,看似基于人類“碳中和”共同愿景的新型儲能其實也難免打上競爭性符號。
進一步來看儲能主體與方式,儲能包括生產(chǎn)風光電力企業(yè)為主的發(fā)電側、輸配電企業(yè)為主的電網(wǎng)側和家庭、工業(yè)、商業(yè)組成的用戶側三大類,且以上三大類按照儲能方式又可區(qū)分為集中式儲能與分布式儲能兩種,前者包括發(fā)電側與電網(wǎng)側企業(yè),后者除了家庭、工業(yè)、商業(yè)等用戶外,還包括5G基站與數(shù)據(jù)中心等。目前,國內(nèi)儲能主要是集中式儲能,分布式儲能尚處慢熱狀態(tài)。因此,按照《行動方案》,接下來我國新型儲能市場有望形成以政策環(huán)境為有力保障,以市場機制為根本依托,以技術革新為內(nèi)生動力的高質(zhì)量發(fā)展格局。
作為激活新型儲能力量的基礎導引,《行動方案》提出,要發(fā)展多元化新型儲能本體技術,加快鋰電池、超級電容器等成熟技術迭代升級,支持顛覆性技術創(chuàng)新,提升高端產(chǎn)品供給能力。推動鈉電池、液流電池等工程化和應用技術攻關。發(fā)展壓縮空氣等長時儲能技術,加快提升技術經(jīng)濟性和系統(tǒng)能量轉換效率。適度超前布局氫儲能等超長時儲能技術,鼓勵結合應用需求探索開發(fā)多類型混合儲能技術,支持新體系電池、儲熱儲冷等前瞻技術基礎研究。
在區(qū)域配置方面,《行動方案》提出須科學謀劃產(chǎn)業(yè)布局,鼓勵儲能電池及關鍵材料企業(yè)向可再生能源富集、礦產(chǎn)資源充足、運輸條件便利、基礎設施完善、應用場景豐富的區(qū)域聚集。支持長三角、京津冀、粵港澳大灣區(qū)、成渝地區(qū)等地聚焦新型儲能領域,培育發(fā)展先進制造業(yè)集群。同時,引導各地區(qū)科學有序布局新型儲能制造項目,依托研究機構開展行業(yè)運行監(jiān)測預警,防止低水平重復建設。
在實施示范應用場景拓展行動方面,《行動方案》首先強調(diào)要推進電源和電網(wǎng)側儲能應用。積極鼓勵火電合理配置新型儲能,探索開展新型儲能配合調(diào)峰、調(diào)頻等多場景應用。拓展風光儲氫等新能源應用場景,打通綠電—綠氫—綠氨/綠醇產(chǎn)業(yè)鏈,推動多能互補高效利用。針對沙漠、戈壁、荒漠等新能源富集且本地消納能力較低的地區(qū),探索利用可再生能源制氫。加快推進共享儲能,提升儲能對電力系統(tǒng)的輔助服務能力。加快在土地資源緊張或偏遠地區(qū)推廣替代型儲能,加強變電站、應急電源等設施設備建設,增強電網(wǎng)保障能力。
作為另一個重要的應用場景,《行動方案》明確要拓展用戶側儲能多元應用,即面向數(shù)據(jù)中心、智算中心、通信基站、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)企業(yè)、公路服務區(qū)等對供電可靠性、電能質(zhì)量要求高和用電量大的用戶,推動配置新型儲能。支持具備條件的工業(yè)企業(yè)、園區(qū)建設工業(yè)綠色微電網(wǎng),積極推進新型儲能技術產(chǎn)品在工業(yè)領域應用。依托“光儲充換檢”綜合性充換電站建設,充分發(fā)揮新型儲能在車網(wǎng)互動等新模式中的支撐作用。推動“光伏+儲能”系統(tǒng)在城市照明、交通信號、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、公共廣播、“智慧車棚”等公共基礎設施融合應用,鼓勵構建微型離網(wǎng)儲能系統(tǒng),以及發(fā)展個性化、定制化家用儲能產(chǎn)品。
(作者系中國市場學會理事、經(jīng)濟學教授)