新型储能成为“新动能”还要迈过几道坎？
【谷腾环保网讯】2024年政府工作报告中首次出现了“发展新型储能”。
在国家能源局不久前举行的2024年一季度新闻发布会上，国家能源局能源节约和科技装备司副司长边广琦在介绍2023年我国新型储能发展情况时指出：“新型储能日益成为我国建设新型能源体系和新型电力系统的关键技术，培育新兴产业的重要方向及推动能源生产消费绿色低碳转型的重要抓手。”
根据国家能源局发布的最新数据，新型储能发展迅速，已投运装机超3000万千瓦。截至2023年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时，平均储能时长2.1小时。2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时，较2022年底增长超过260%，近10倍于“十三五”末装机规模。从投资规模来看，“十四五”以来，新增新型储能装机直接推动经济投资超1000亿元，带动产业链上下游进一步拓展，成为我国经济发展“新动能”。
进入快速发展阶段的新型储能又面临着哪些机遇与挑战?记者日前采访了相关专家。
“双碳”目标催生新型储能发展
“储能有很多类型，比如，抽蓄、新型储能、物理的、化学的等各种方式。”华北电力大学教授王鹏说。
边广琦介绍说，新型储能新技术不断涌现，技术路线“百花齐放”。锂离子电池储能仍占绝对主导地位，压缩空气储能、液流电池储能、飞轮储能等技术快速发展，2023年以来，多个300兆瓦等级压缩空气储能项目、100兆瓦等级液流电池储能项目、兆瓦级飞轮储能项目开工建设，重力储能、液态空气储能、二氧化碳储能等新技术落地实施，总体呈现多元化发展态势。截至2023年底，已投运锂离子电池储能占比97.4%，铅炭电池储能占比0.5%，压缩空气储能占比0.5%，液流电池储能占比0.4%，其他新型储能技术占比1.2%。
“新型电力系统是一项系统工程，需要处理好火电机组有序退减、风光等可再生能源有序渗透、灵活性资源合理配置三方面的关系。”国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院规划评审中心室主任张云飞表示，“双碳”目标和建设新型电力系统的目标提出以来，我国的抽水蓄能建设开始蓬勃发展。我国提出2030年风光总装机达到12亿千瓦以上的目标。按照15%配置储能的规模估算，至少需要1.8亿千瓦的储能。“目前，新型储能和抽水蓄能的发展规模都相对滞后，需要促进抽水蓄能与新型储能的协同发展。”
自然资源保护协会（NRDC）与中关村储能产业技术联盟（CNESA）共同发布的《双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究》（以下简称《报告》）指出，储能的价值跨越了电力系统价值链（发电、输电、配电和用户）之间的界限，具有明显的“外部性”。随着新型电力系统建设的深入推进，加之电力市场化改革进程的加速，储能带来的外部价值有望逐步得到认可，潜在收益获得体现。
“十四五”能源规划则提出要“加快推进抽水蓄能电站建设，力争到2025年抽水蓄能电站装机容量达到6200万千瓦以上、在建装机规模达到6000万千瓦左右”“加快新型储能技术规模化应用，大力推进电源侧储能发展，优化布局电网侧储能，积极支持用户侧储能多元化发展”。据国家能源局预测，2025年新型储能装机规模将超过3000万千瓦，年均增长50%以上。
新型储能解决风光发电靠天吃饭难题
中国能源研究会能源政策研究中心主任林卫斌认为，按照“三步走”的构建，预计风光新能源发电量到2030年将超过20%、2040年达到35%左右、2040年超过煤电成为第一大主体电源。要实现从现在的12%到超过20%、35%，甚至将来在碳中和情景下达到60%左右的比重，其中一个非常重要的支撑条件是要靠储能的发展。
“电力系统的电源侧和需求侧发生的变化，对储能的发展提出要求。”北京智中能源互联网研究院副院长白建华认为，电源侧接入大量靠天吃饭的风光发电资源，以及需求侧终端部门的电能替代，极大地改变了负荷曲线。需要综合考虑电力需求总量、特性、区域分布等特点，对负荷曲线进行适应性的调整和分析，从而确定所需要的储能规模。
据粗略估计，到2060年，电力系统需要的储能大概在10亿千瓦左右，其中抽水蓄能、新型储能、电动汽车的V2G将扮演重要角色。白建华介绍说：“在储能发展方面，重点要关注几方面：一、关注混合型的发展趋势，即水电、抽蓄、风光电的组合开发，具有很大的潜力；二、关注两部制电价的发展，相比较于辅助服务市场定价简单易行，可以有力地调动新型储能的积极性；三、从全生命周期角度，关注新型储能的安全、寿命和成本问题，并判断与抽水蓄能的合作和竞争关系。”
国网山西电科院新能源所所长郭强表示，电池循环寿命与使用环境、使用场景息息相关，不同厂家生产的电芯循环寿命差别也比较大。“山西每天一次调频次数约800—1000次，应根据场景需求选择合适的储能技术。对于一次调频，飞轮和锂电池响应都是毫秒级没有太大区别，但对电网的惯量响应，毫秒级是有区别的。所以说，储能是一个整体系统，技术产品的响应性能指标是由整个系统决定的。”
郭强介绍说：“2018年，我们探索了适合高频次快充快放的技术，通过技术路线和示范应用的具体实验参数，提出了性价比较高‘飞轮＋锂电’混合储能技术。山西省现在新能源装机容量占比48%点多，但是实时发电占比很高，最高瞬时发电占比应该在80%以上。新能源间歇性和波动性比较强，我们最终希望尽快建立一种调节资源。”
新型储能仍需进一步提升
“山西省规划到2035年新能源装机容量8000万千瓦，消纳对于电网来说压力也比较大。”郭强感慨说，“而山西省一次调频市场规则出台1年多了，几乎没有项目进入市场，主要还是现有市场主体性能难以满足需求。”
“目前，储能已经从商业化初期进入规模化发展阶段，应用场景也越来越丰富，但对于建设新型电力系统来说，无论是量还是质都需要进一步提升。”自然资源保护协会（NRDC）气候与能源项目经理黄辉举例说，储能和新能源的比例不到10%，相对偏低，设备利用率也不高；另外，在当前技术水平和市场调度规则下，大部分新型储能项目的平均度电成本仍高于0.5元/度，经济竞争力不足。
由于储能在不同应用场景下的减煤、减碳机理不同，《报告》认为，新能源单独配储、火储联合调频、共享储能是目前国内发电侧储能的主要应用场景。区域上看，不同地区电源的结构类型、装机规模和出力特性等是影响发电侧储能配置的关键因素，应根据本地电源基础数据，并结合电网需求，选择储能技术及确定规模。
《报告》建议，建立和完善体现储能间接绿色价值的政策，理顺“电力—绿证—碳交易”市场的关系，建立“电—碳—证”市场协同机制，使储能的绿色价值得到充分体现。在此基础上，还需要在多元化储能技术研发和应用、混合储能技术研发及应用等方面发力。
万里智库高级研究员王自强从资本市场的角度谈储能的发展。他表示，股市是行业的晴雨表，储能板块的异军突起，反映出储能企业发展活跃。“从资本市场看，必须利用市场手段来发展储能，尤其是新型储能，要产生经济效益。在发展过程中，要重点关注两个问题。其一，为配合新能源发展，需要因地制宜的配套储能，避免盲目上马新基建，造成不必要的浪费。其二，避免对储能技术的过度保护，需要通过市场化手段，提升储能技术的市场竞争力。”
“要立足我国能源资源禀赋来发展储能。”资深能源专家许江风提出，他认为，在2060年新型电力系统中，除抽水蓄能和新型储能电力变异储能体系外，还存在三大储能与灵活调节电源体系：一、城市电动车储能集群是可以直接储存过剩电力并能够为电力系统平谷和调峰的储能系统，且具有经济性；二、以本土气源（天然气与绿氢可以掺混）为主体的地下储气库、管网与调峰气电厂是最为可靠、可以托底并可以直接储存的能源，而且启停灵活，预计有大发展；三、生物质和垃圾是为了环境优美必须利用和烧掉的储能和灵活电源体系。“在储能发展路径当中，电动车储能集群和生物质垃圾储能与发电将优先得到发展。”
“国家能源集团针对综合能源业务形成了以发电侧为主，贴近主责主业的发展原则。”国家能源集团电力产业管理部高级主管范蕊表示，所有的综合能源业务都是为了提升火电产业的创效能力，以及提升新能源消纳能力，包括产业链的内循环能力，采取的三个主要方式包括火电+，新能源+，产业链+，形成三横三纵的管理。国家能源集团作为投资方、业主方，最关心储能的成本问题。“集团多元化发展储能,在电化学、飞轮、熔岩蓄热、压缩空气等技术路线方面均有探索。”
专家的话：
首航新能源副总裁余峰：
除了原材料价格的变动外，产业链企业在近几年不断有新的技术推出，来提高成本竞争力。从更大的电芯单体、更长寿命的电芯、更高的系统能量密度，以及通过热管理水平的提升，来提高系统整体效率。在循环寿命在提升过程中，技术还是在不断革新的。我们现在看到储能系统效率从早年83%～84%，提高到了目前主流液冷厂商的85～86%水平。通过多种手段来降低综合成本是系统集成企业始终聚焦的核心问题，我们对于成本的理解不只是初始投入成本，更多是储能系统全生命周期成本LCOS。我们能通过产业链企业的共同努力实现有序降本，以支持多种场景友好接入。储能有电芯寿命和系统寿命，按照行业经验数据，系统寿命是电芯标称寿命的80%左右。
远景能源有限公司储能事业部总经理郑汉波：
原来电芯循环寿命6000次，我们后来做到8000次，远景今年又推出1.2万次的电芯，有了很多方面技术的提升，为系统降本做技术支撑。
江苏天合储能有限公司战略市场总经理李秉文：
在2022年做战略预测的时候，已经预测到电化学储能成本会快速下降。2025年锂电储能的度电成本将会低于0.2元，低于抽水蓄能的水平。
电化学储能将来会是一个最主流新型储能方向。第一，电化学现在不安全其实并不表明未来不安全，与三元电池相比，磷酸铁锂本身产生问题的概率本身就很低。第二，整个行业从去年开始同质化很严重，唯一能打出差异化的东西就是在安全性。第三，安全性问题对于大型储能来讲，近两年可能会取得非常大的进展。
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