張國寶：儲能影響未來能源大格局 2016-11-25 10:15:19
摘要：2011年福島核電站事故後，日本推動戶用儲(chu) 能作為(wei) 產(chan) 業(ye) 扶持的重點。2012年4月出台家庭儲(chu) 能係統補助金政策，在這項政策的支持下，2013年，越來越多的儲(chu) 能係統獲得補助並投放市場。
無論是項目數量還是裝機規模，美國與(yu) 日本仍然是最主要的儲(chu) 能示範應用國家，分別占40%和39%的全球裝機容量份額。美國是儲(chu) 能發展較早的國家，目前擁有全球近半的示範項目，並且出現了若幹已實現商業(ye) 應用的儲(chu) 能項目。美國在鋰離子電池製造及係統集成方麵應用較多，同時配以大規模的政府資金支持。而日本在鈉硫電池、液流電池和改性鉛酸電池儲(chu) 能技術方麵處於(yu) 國際領先水平。2011年福島核電站事故後，日本推動戶用儲(chu) 能作為(wei) 產(chan) 業(ye) 扶持的重點。2012年4月出台家庭儲(chu) 能係統補助金政策，在這項政策的支持下，2013年，越來越多的儲(chu) 能係統獲得補助並投放市場。
歐盟電網計劃(EEGI)近期發布了《歐洲儲(chu) 能創新圖譜》報告，對歐洲14個(ge) 國家儲(chu) 能研究、開發與(yu) 示範項目進行了統計分析。在過去5年，這些國家公共投資和受到歐盟委員會(hui) 直接資助的項目總數達到391個(ge) ，總投資額9.86億(yi) 歐元。德國在推動儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 方麵的動作較大，2013年和2014年2年共計劃投資5000萬(wan) 歐元，對新購買(mai) 儲(chu) 能係統的用戶直接進行補貼，目前已有30兆瓦的項目獲得補貼。由於(yu) 這一儲(chu) 能補貼計劃的出台，德國在未來5年的儲(chu) 能裝機容量有望達到2吉瓦·時。
根據歐洲市場調研機構EuPD的預測，德國對太陽能儲(chu) 蓄電池係統銷售數量將從(cong) 2013年的6000個(ge) 上升為(wei) 2018年的10萬(wan) 個(ge) 以上，德國太陽能儲(chu) 蓄電池市場今後3年將會(hui) 暴漲。澳大利亞(ya) 礦業(ye) 發達，許多工礦區是獨立電網，柴油發電比例大，礦區、公共事業(ye) 、家庭儲(chu) 能及分布式能源市場已開始全麵布局，預計2030年有望達到3000兆瓦規模。馬來西亞(ya) 、印尼等東(dong) 南亞(ya) 國家已成為(wei) 微電網的新興(xing) 市場。這些地區海島眾(zhong) 多，無電人口比例大，鑒於(yu) 島嶼的地理因素和經濟狀況，微電網成為(wei) 最佳的解決(jue) 方式。
到2013年12月底，我國累計運行、在建及規劃的儲(chu) 能項目總量近60餘(yu) 個(ge) ，裝機規模超過80兆瓦，包括張北國家風光儲(chu) 輸電站示範工程、寶清儲(chu) 能電站示範工程、寧夏吳忠太陽山風光儲(chu) 項目、遼寧臥牛石風電場全釩液流儲(chu) 能電站項目等。其中，分布式發電及微網型儲(chu) 能項目占的比重較大，如東(dong) 福山島風光儲(chu) 柴項目、南麂島微網項目、西藏阿裏光伏儲(chu) 能項目、青海玉樹分布式光水蓄互補係統、三沙獨立光伏智能微電網項目等。這些示範項目的實施，既有中國政府產(chan) 業(ye) 政策鼓勵的因素，更主要是新能源發展對電網穩定的市場需求推動企業(ye) 不得不建設儲(chu) 能裝置。但我國目前還缺乏係統的鼓勵儲(chu) 能發展的政策體(ti) 係，主要靠企業(ye) 自發建設，價(jia) 格政策也不明朗，我國的儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 麵臨(lin) 技術、應用和市場機製的三重挑戰。
美國最大跨國電力公司AES公司在新建電廠時十分重視配套建設儲(chu) 能電廠。其在智利建設一座20萬(wan) 千瓦火電廠，要配套建設2萬(wan) 千瓦儲(chu) 能電站。儲(chu) 能電站投資高昂，為(wei) 什麽(me) 還要建設儲(chu) 能電站?他們(men) 的理由是，智利礦山用電需要穩定。該公司參與(yu) 加州燃氣輪機電站競標，條件之一就是要配套建設10萬(wan) 千瓦左右的儲(chu) 能電站。而我國電力企業(ye) 在投資風電、太陽能發電時，目前還很少主動去考慮建設儲(chu) 能電站。
我國現階段四個(ge) 與(yu) 新能源相關(guan) 的重要領域，分布式發電與(yu) 微網、輔助服務、用戶側(ce) 需求響應和電動汽車並網係統開始湧現儲(chu) 能的商機與(yu) 經濟性。儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 在我國還處於(yu) 發展的初期階段，隨著可再生能源的快速發展，國內(nei) 儲(chu) 能市場潛力巨大，中國將成為(wei) 全球最大儲(chu) 能市場。雖然現階段還沒有與(yu) 儲(chu) 能相關(guan) 的政策體(ti) 係和價(jia) 格機製，但儲(chu) 能是一個(ge) 新興(xing) 產(chan) 業(ye) ，已越來越受到政府能源部門和科技部門的關(guan) 注和支持，應用示範的財政補貼也在逐步推進中。
截至2013年底，中國已運行的儲(chu) 能項目裝機規模達51.5兆瓦，較2012年增長了39%。快速增長涉及可再生能源並網、分布式發電及微網、電動汽車等多個(ge) 方麵。特別是分布式發電及微網領域，無電人口用電問題的解決(jue) 、海島可持續能源體(ti) 係搭建、分布式光伏的啟動，都為(wei) 儲(chu) 能開啟了大量商機。
2013年底，全球共有40個(ge) 風電儲(chu) 能項目(含運行、在建及規劃中項目)，裝機量約241兆瓦，2/3的項目分布在歐美國家。其中美國的風電場儲(chu) 能裝機規模占比最大，歐洲電池儲(chu) 能技術在風電場中的應用處於(yu) 初級階段，中國逐漸開始開展風電場儲(chu) 能示範項目。鋰離子電池、先進鉛酸電池、液流電池和鈉硫電池是風電場儲(chu) 能中應用最多的四種技術，在項目數量、裝機容量方麵，份額都超過了80%。
分布式發電及微網日益成為(wei) 能源領域的應用熱點之一，按照國家能源規劃，到2020年，分布式發電的裝機容量將達到2.1億(yi) 千瓦，占全國總裝機的11%，而儲(chu) 能將是分布式發電微網的關(guan) 鍵支撐技術。儲(chu) 能在分布式發電及微網中主要起到穩定係統輸出、起到備用電源作用以及提高分布式發電係統調度靈活性。分布式發電及微網項目主要應用於(yu) 社區、工業(ye) 、商業(ye) 、用戶、偏遠地區、軍(jun) 用等領域。其中，社區類的項目數量是最多的，占所有項目數量的50%，主要分布在美國和日本。其次是海島和偏遠地區類儲(chu) 能項目，分別占總項目數量的12%和9%，主要在中國和美國。
美國是開展儲(chu) 能調頻項目最多的國家，比較知名的項目有紐約州Stephentown20兆瓦儲(chu) 能電站、AES紐約州8兆瓦儲(chu) 能電站等。智利也開展了一些調頻儲(chu) 能項目，如AES公司在智利北部電網投用的三個(ge) 儲(chu) 能項目。中國也開始進行儲(chu) 能調頻電站試點。2013年9月，中國第一個(ge) 調頻儲(chu) 能電站北京石景山熱電廠電池儲(chu) 能項目正式投運。
北美、歐洲、亞(ya) 太地區是儲(chu) 能項目開展較多的地區。美國擁有全球近一半的示範項目，2013年投運了幾個(ge) 裝機規模較大的項目，如AES位於(yu) Dayton市的40兆瓦調頻項目、毛伊島10兆瓦風電場項目等，使其全球裝機規模首次超越日本，位居第一。歐洲近幾年計劃大力推動可再生能源發電，德國、英國、法國、西班牙等國相繼在2013年開展了若幹項目，涉及輸配、智能城市、海島微網等領域，特別是德國目前已有30兆瓦的項目獲得補貼。日本儲(chu) 能項目裝機容量僅(jin) 次於(yu) 美國，僅(jin) NGK公司的裝機量就超過了300兆瓦。
中國儲(chu) 能項目近兩(liang) 年發展較快，分別在可再生能源並網、分布式發電及微網以及電動汽車等領域部署了一些儲(chu) 能項目。從(cong) 應用上看，按裝機容量分，儲(chu) 能在可再生能源並網領域的比例最高，占51%，電力輸配、分布式發電及微網以及輔助服務也是應用的重點領域，分別占比19%、8%及16%。伴隨著中國的能源結構調整，儲(chu) 能技術市場成為(wei) 了一片“藍海”。中國風能、太陽能處處都有，但不是時時都有。瓶頸是儲(chu) 能，儲(chu) 能技術在其中起到了至為(wei) 關(guan) 鍵的作用。
從(cong) 技術上看，截至2013年，鈉硫電池的裝機比例仍舊最高，約占45%，其次是鋰離子電池和鉛蓄電池，分別占32%和12%。全釩液流電池也開始應用於(yu) 風力發電、太陽能發電的調儲(chu) 。
2013年，中國儲(chu) 能項目累計裝機容量從(cong) 2012年的47.7兆瓦上升至64.9兆瓦，增長率為(wei) 36%。
隨著越來越多的示範項目在中國運行，預計到2020年，中國儲(chu) 能市場規模將達到約136.97吉瓦(其中包含抽水蓄能、儲(chu) 熱等技術)，占2020年全國發電總裝機量1800吉瓦的7.6%。
可再生能源是今後能源結構調整的方向，但隻有儲(chu) 能問題解決(jue) 了，我們(men) 才可能真正邁進可再生能源的時代。真正影響未來能源大格局的是儲(chu) 能技術，儲(chu) 能技術很可能就是下一個(ge) 能源革命裏麵最重要的突破方向。
現在各種儲(chu) 能電池技術層出不窮，美國前能源部長諾貝爾獎獲得者朱棣文辭職後回到斯坦福大學研究加密鋰電池。鈉硫、鐵鉻、全釩、鋅空、鋁空等儲(chu) 能電池層出不窮。儲(chu) 能技術正出現爆發性增長態勢。(本文刊載於(yu) 《中國電力企業(ye) 管理》(綜合)2015年3期，作者係原國家能源局局長、國家能源委專(zhuan) 家谘詢委員會(hui) 主任)
