中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:工業(yè)和信息化部日前就《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》(以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)方案》)公開向社會(huì)征求意見?!缎袆?dòng)方案》提出,到2027年,新型儲(chǔ)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(dǎo)型企業(yè)3—5家,同時(shí)《行動(dòng)方案》強(qiáng)調(diào),要推動(dòng)新型儲(chǔ)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(lǐng)域應(yīng)用需求。作為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”的重要載體,并且也是我國(guó)能源動(dòng)力升級(jí)的核心引擎,儲(chǔ)能尤其是新型儲(chǔ)能所獲得的政策支持力度不斷加碼,未來儲(chǔ)能市場(chǎng)的擴(kuò)容與升級(jí)腳步勢(shì)必進(jìn)一步加快。
在國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)要實(shí)施能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動(dòng)、節(jié)能降碳增效行動(dòng)、工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動(dòng)、城鄉(xiāng)建設(shè)碳達(dá)峰行動(dòng)、交通運(yùn)輸綠色低碳行動(dòng)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)助力降碳行動(dòng)、綠色低碳科技創(chuàng)新行動(dòng)、碳匯能力鞏固提升行動(dòng)、綠色低碳全民行動(dòng)、各地區(qū)梯次有序碳達(dá)峰行動(dòng)等“碳達(dá)峰十大行動(dòng)”。在此基礎(chǔ)上,提出了儲(chǔ)能的清晰目標(biāo),即到2025年,新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦以上, 進(jìn)而又提出要加快建設(shè)新型電力系統(tǒng),包括構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng),推動(dòng)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(shè),引導(dǎo)自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負(fù)荷、工商業(yè)可中斷負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)等主要措施。
以國(guó)務(wù)院碳達(dá)峰行動(dòng)方案為指導(dǎo),國(guó)家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,強(qiáng)調(diào)新型儲(chǔ)能在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰、碳中和過程中發(fā)揮著顯著作用,并再次提出到2025年實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦以上,到2030年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。
儲(chǔ)能主要區(qū)分為傳統(tǒng)儲(chǔ)能與新型儲(chǔ)能,前者主要是指抽水儲(chǔ)能,后者則包括電化學(xué)儲(chǔ)能以及壓縮空氣儲(chǔ)能等。抽水儲(chǔ)能是運(yùn)用機(jī)械泵力設(shè)備將水從低處抽到高處,需要時(shí)進(jìn)行水力發(fā)電;而電化學(xué)儲(chǔ)能是借助大功率與高性能電池正負(fù)極進(jìn)行儲(chǔ)電與放電,壓縮空氣儲(chǔ)能則主要利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣,并將其儲(chǔ)藏在高壓密封設(shè)施內(nèi),再用電高峰釋放出來驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。
就國(guó)內(nèi)情況看,抽水蓄能是目前最主要的儲(chǔ)能方式,且無論是技術(shù)積累還是商業(yè)模式都較為成熟,但抽水儲(chǔ)能受到地理位勢(shì)空間的嚴(yán)格限制,不僅啟動(dòng)速度慢,建設(shè)周期長(zhǎng),而且資源稟賦有限與成本較高。相比之下,電化學(xué)儲(chǔ)能基本不受外部條件干擾,響應(yīng)速度快,建設(shè)項(xiàng)目靈活,而更重要的是,作為目前布局最廣泛的電化學(xué)儲(chǔ)能品種,鋰電儲(chǔ)能不僅工藝成熟,而且成本降低的邊際趨勢(shì)越來越顯著,從而帶動(dòng)了整個(gè)鋰電儲(chǔ)能成本的下降。按照權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)算,2025年鋰電儲(chǔ)能成本價(jià)將降至約1.29美元/瓦時(shí)。這樣,電化學(xué)儲(chǔ)能最終取代抽水儲(chǔ)能的主導(dǎo)地位似乎不可避免。數(shù)據(jù)顯示,截至2023年底,全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬千瓦/6687萬千瓦時(shí),雖然同期抽水蓄能累計(jì)投運(yùn)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(xué)儲(chǔ)能的靈活性以及其對(duì)人口集中區(qū)的高適配性,未來伸展的空間還將更廣泛。
實(shí)際上,國(guó)內(nèi)目前除鋰離子儲(chǔ)能在新型儲(chǔ)能市場(chǎng)中的份額超過了90%外,另一個(gè)作為充當(dāng)儲(chǔ)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(dá)2.75%,同時(shí)反應(yīng)在價(jià)格上,鈉的價(jià)格只有0.29美元/公斤,相對(duì)于鋰更具價(jià)格優(yōu)勢(shì),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(shí)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(xiàng)目落地與場(chǎng)景應(yīng)用更具有靈活性,因此鈉電池取代鋰電池將是大勢(shì)所趨,而同樣的結(jié)論也適用于壽命更長(zhǎng)、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(xué)儲(chǔ)能,雖然壓縮空氣儲(chǔ)能的規(guī)?;潭纫偷枚啵珖?guó)內(nèi)其實(shí)早已開始商業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用,最初主要利用低谷低質(zhì)電,將空氣壓縮并儲(chǔ)存于大型儲(chǔ)氣洞穴中,在用電高峰,高壓空氣從儲(chǔ)氣洞穴釋放,同燃料燃燒后驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)發(fā)電,只是傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能依賴化石燃料、依賴天然儲(chǔ)氣洞穴的短板制約了擴(kuò)展空間,而針對(duì)相關(guān)瓶頸因素,相關(guān)研究機(jī)構(gòu)也證積極研發(fā)新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù),如蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、等溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)以及液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)等。目前來看,新型壓縮空氣儲(chǔ)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(dāng),同時(shí)彰顯出了規(guī)模大、壽命長(zhǎng)、無污染、長(zhǎng)時(shí)效與靈活性等優(yōu)勢(shì),是極具發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)能技術(shù)系統(tǒng)。
需要強(qiáng)調(diào)的是,無論是抽水儲(chǔ)能還是電化學(xué)儲(chǔ)能,抑或是壓縮空氣儲(chǔ)能,都相應(yīng)組成了一個(gè)緊密關(guān)聯(lián)且完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。上游有原材料和生產(chǎn)設(shè)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(chǔ)能變流器(主管電流轉(zhuǎn)換)等組成的儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)與集成系統(tǒng),下游有儲(chǔ)能產(chǎn)品安裝以及終端用戶等。對(duì)于全球主要經(jīng)濟(jì)體來說,不僅要爭(zhēng)奪產(chǎn)業(yè)鏈的高端話語權(quán),如產(chǎn)品與項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)控制,更要搶奪產(chǎn)業(yè)鏈的貿(mào)易增值,如產(chǎn)品與技術(shù)服務(wù)的輸出能力,以及為保護(hù)本國(guó)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的準(zhǔn)入壁壘設(shè)置等,因此,看似基于人類“碳中和”共同愿景的新型儲(chǔ)能其實(shí)也難免打上競(jìng)爭(zhēng)性符號(hào)。
進(jìn)一步來看儲(chǔ)能主體與方式,儲(chǔ)能包括生產(chǎn)風(fēng)光電力企業(yè)為主的發(fā)電側(cè)、輸配電企業(yè)為主的電網(wǎng)側(cè)和家庭、工業(yè)、商業(yè)組成的用戶側(cè)三大類,且以上三大類按照儲(chǔ)能方式又可區(qū)分為集中式儲(chǔ)能與分布式儲(chǔ)能兩種,前者包括發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)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(guó)內(nèi)儲(chǔ)能主要是集中式儲(chǔ)能,分布式儲(chǔ)能尚處慢熱狀態(tài)。因此,按照《行動(dòng)方案》,接下來我國(guó)新型儲(chǔ)能市場(chǎng)有望形成以政策環(huán)境為有力保障,以市場(chǎng)機(jī)制為根本依托,以技術(shù)革新為內(nèi)生動(dòng)力的高質(zhì)量發(fā)展格局。
作為激活新型儲(chǔ)能力量的基礎(chǔ)導(dǎo)引,《行動(dòng)方案》提出,要發(fā)展多元化新型儲(chǔ)能本體技術(shù),加快鋰電池、超級(jí)電容器等成熟技術(shù)迭代升級(jí),支持顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,提升高端產(chǎn)品供給能力。推動(dòng)鈉電池、液流電池等工程化和應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)。發(fā)展壓縮空氣等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù),加快提升技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率。適度超前布局氫儲(chǔ)能等超長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù),鼓勵(lì)結(jié)合應(yīng)用需求探索開發(fā)多類型混合儲(chǔ)能技術(shù),支持新體系電池、儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷等前瞻技術(shù)基礎(chǔ)研究。
在區(qū)域配置方面,《行動(dòng)方案》提出須科學(xué)謀劃產(chǎn)業(yè)布局,鼓勵(lì)儲(chǔ)能電池及關(guān)鍵材料企業(yè)向可再生能源富集、礦產(chǎn)資源充足、運(yùn)輸條件便利、基礎(chǔ)設(shè)施完善、應(yīng)用場(chǎng)景豐富的區(qū)域聚集。支持長(zhǎng)三角、京津冀、粵港澳大灣區(qū)、成渝地區(qū)等地聚焦新型儲(chǔ)能領(lǐng)域,培育發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)集群。同時(shí),引導(dǎo)各地區(qū)科學(xué)有序布局新型儲(chǔ)能制造項(xiàng)目,依托研究機(jī)構(gòu)開展行業(yè)運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警,防止低水平重復(fù)建設(shè)。
在實(shí)施示范應(yīng)用場(chǎng)景拓展行動(dòng)方面,《行動(dòng)方案》首先強(qiáng)調(diào)要推進(jìn)電源和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用。積極鼓勵(lì)火電合理配置新型儲(chǔ)能,探索開展新型儲(chǔ)能配合調(diào)峰、調(diào)頻等多場(chǎng)景應(yīng)用。拓展風(fēng)光儲(chǔ)氫等新能源應(yīng)用場(chǎng)景,打通綠電—綠氫—綠氨/綠醇產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)多能互補(bǔ)高效利用。針對(duì)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(jìn)共享儲(chǔ)能,提升儲(chǔ)能對(duì)電力系統(tǒng)的輔助服務(wù)能力。加快在土地資源緊張或偏遠(yuǎn)地區(qū)推廣替代型儲(chǔ)能,加強(qiáng)變電站、應(yīng)急電源等設(shè)施設(shè)備建設(shè),增強(qiáng)電網(wǎng)保障能力。
作為另一個(gè)重要的應(yīng)用場(chǎng)景,《行動(dòng)方案》明確要拓展用戶側(cè)儲(chǔ)能多元應(yīng)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(wù)區(qū)等對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量要求高和用電量大的用戶,推動(dòng)配置新型儲(chǔ)能。支持具備條件的工業(yè)企業(yè)、園區(qū)建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng),積極推進(jìn)新型儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)品在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。依托“光儲(chǔ)充換檢”綜合性充換電站建設(shè),充分發(fā)揮新型儲(chǔ)能在車網(wǎng)互動(dòng)等新模式中的支撐作用。推動(dòng)“光伏+儲(chǔ)能”系統(tǒng)在城市照明、交通信號(hào)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、公共廣播、“智慧車棚”等公共基礎(chǔ)設(shè)施融合應(yīng)用,鼓勵(lì)構(gòu)建微型離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng),以及發(fā)展個(gè)性化、定制化家用儲(chǔ)能產(chǎn)品。
(作者系中國(guó)市場(chǎng)學(xué)會(huì)理事、經(jīng)濟(jì)學(xué)教授)