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編者按：傳統(tǒng)的抽水蓄能和以電化學(xué)儲能為主的非抽蓄儲能，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動、需求響應(yīng)支撐等多種作用。伴隨新能源的大規(guī)模發(fā)展、儲能的技術(shù)突破和成本快速下降，儲能對電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行、能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新業(yè)態(tài)發(fā)展將發(fā)揮越來越重要的作用。

近年來，隨著能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，各種新型能源形式不斷涌現(xiàn)。其中，儲能是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段。


傳統(tǒng)的抽水蓄能和以電化學(xué)儲能為主的非抽蓄儲能，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動、需求響應(yīng)支撐等多種作用。當(dāng)前，儲能市場的發(fā)展現(xiàn)狀及前景如何？在不同的應(yīng)用場景下，各類儲能未來又將怎樣實(shí)現(xiàn)更優(yōu)發(fā)展？

多因素疊加驅(qū)動，儲能市場規(guī)模高速增長

近年來，我國儲能市場規(guī)模保持高速增長，2011～2018年年均增長率約為50%。

從裝機(jī)規(guī)?？?，目前我國儲能仍以抽水蓄能為主。截至2018年年底，我國投運(yùn)的儲能項目累計裝機(jī)約3120萬千瓦，其中，抽水蓄能裝機(jī)為2999萬千瓦，占儲能總裝機(jī)規(guī)模的96%；電化學(xué)儲能裝機(jī)約為103萬千瓦。

從地域分布看，抽水蓄能主要分布在華東地區(qū)、南方電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)各省份和華北地區(qū)，分別占全國抽水蓄能總規(guī)模的34%、26%和18%；電化學(xué)儲能則主要集中于新能源富集地區(qū)和負(fù)荷中心地區(qū)。從應(yīng)用場景看，抽水蓄能主要在電網(wǎng)側(cè)承擔(dān)調(diào)頻、事故備用、黑啟動等任務(wù)；電化學(xué)儲能則在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都有應(yīng)用。

儲能的迅速發(fā)展主要受系統(tǒng)平衡需求、政策體系及儲能技術(shù)進(jìn)步等因素驅(qū)動。

電力系統(tǒng)平衡特征發(fā)生新變化，靈活性資源需求為儲能發(fā)展提供了新契機(jī)。從電源側(cè)看，大規(guī)模新能源接入后，電力系統(tǒng)峰谷差的持續(xù)增大使系統(tǒng)平衡對靈活性資源的需求增加。從需求側(cè)看，夏季用電高峰期負(fù)荷需求持續(xù)增長，已有的靈活性資源已難以滿足電網(wǎng)靈活運(yùn)行的潛在需求。這都需要儲能作為靈活性資源的有益補(bǔ)充，參與電力系統(tǒng)調(diào)控運(yùn)行，支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境的不斷優(yōu)化為儲能發(fā)展提供了堅實(shí)基礎(chǔ)。自儲能被寫入國家“十二五”規(guī)劃綱要以來，國家相繼出臺政策、文件等，重點(diǎn)在能源發(fā)展規(guī)劃、電力輔助服務(wù)、價格機(jī)制設(shè)計等方面予以扶持，以促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

2017年，國家發(fā)展改革委等五部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》。2018年發(fā)布的《國家發(fā)展改革委關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價格機(jī)制的意見》提出，利用峰谷電價差、輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)仁袌龌瘷C(jī)制，促進(jìn)儲能發(fā)展。近期，國家四部委聯(lián)合印發(fā)的《貫徹落實(shí)〈關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見〉2019～2020年行動計劃》更是從裝備制造、示范應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系等維度細(xì)化了具體任務(wù)。

技術(shù)的不斷進(jìn)步也使儲能規(guī)模化商用成為可能。動力電池制造業(yè)研發(fā)水平的提升及產(chǎn)能的擴(kuò)大使儲能產(chǎn)業(yè)從中受益。同時，各方研究機(jī)構(gòu)正致力于海水蓄能、新型液流電池、有機(jī)鈉離子電池等新型儲能技術(shù)的研發(fā)，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

作為靈活調(diào)節(jié)資源，可促進(jìn)提高新能源利用效率

作為電力系統(tǒng)的重要靈活調(diào)節(jié)資源，抽水蓄能和非抽蓄儲能技術(shù)的不同特點(diǎn)決定了各自在電力系統(tǒng)中不同的發(fā)展定位。

抽水蓄能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性相對成熟。綜合各權(quán)威研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測來看，盡管非抽蓄儲能的技術(shù)逐步成熟、成本穩(wěn)步下降，但預(yù)計到2035年，其單位造價、壽命和安全性等指標(biāo)仍弱于抽水蓄能。因此，從經(jīng)濟(jì)性判斷，建設(shè)大容量系統(tǒng)級儲能時，仍應(yīng)優(yōu)先發(fā)展抽水蓄能。

對于以電化學(xué)儲能為代表的非抽蓄儲能而言，目前其發(fā)展由市場驅(qū)動，更適合分散式、小規(guī)模應(yīng)用。未來，隨技術(shù)經(jīng)濟(jì)性更加成熟和新能源更大規(guī)模并網(wǎng)，也可視需要推動大容量系統(tǒng)級電化學(xué)儲能建設(shè)。

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃中，人們主要重視電力電量平衡，對系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的關(guān)注較少。在新能源大規(guī)模發(fā)展的趨勢下，靈活調(diào)節(jié)能力的提升將成為電力規(guī)劃和運(yùn)行的重要內(nèi)容。

從當(dāng)前實(shí)踐來看，儲能的運(yùn)行方式以配合負(fù)荷或配合新能源運(yùn)行為主。為充分發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)作用，儲能將由單純跟隨負(fù)荷或新能源運(yùn)行向跟隨凈負(fù)荷曲線波動轉(zhuǎn)變——儲能在系統(tǒng)凈負(fù)荷高峰時段放電，低谷時刻充電；充電電量大部分來自新能源和水電，個別時段來自火電（如為應(yīng)對即將到來的負(fù)荷高峰提前儲備電量）。

據(jù)相關(guān)研究計算，至2035年，儲能可增加新能源消納電量2100億千瓦時。同時，儲能可降低火電裝機(jī)容量需求、提高火電利用效率。在消納同等規(guī)模新能源的條件下，如果儲能規(guī)模減少3000萬千瓦，則火電裝機(jī)需相應(yīng)提高6000萬千瓦，利用小時數(shù)降低200～300小時。由此可見，在電力系統(tǒng)中裝備儲能，可以有效提高新能源利用效率，促進(jìn)新能源對火電的清潔替代。

聚焦關(guān)鍵問題，在不同場景實(shí)現(xiàn)更好應(yīng)用

在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)各應(yīng)用環(huán)節(jié)中，儲能發(fā)揮的功能及其對電力系統(tǒng)的影響各不相同。在不同場景中，儲能的發(fā)力重點(diǎn)應(yīng)放在哪些方面？

電源側(cè)儲能主要通過與火電或新能源發(fā)電等機(jī)組出力互補(bǔ)，使這些電源呈現(xiàn)更加穩(wěn)定可控的特性，從而提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。從市場規(guī)模看，聯(lián)合火電調(diào)頻的市場空間有限，未來電源側(cè)儲能市場空間主要集中在配合新能源消納部分。由于光伏發(fā)電晝夜特性明顯，相較季節(jié)性特性更為突出的風(fēng)電而言，光伏發(fā)電配置儲能設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性更佳。因此，“光伏+儲能”更具備發(fā)展?jié)摿Α?br />
為促進(jìn)新能源和儲能協(xié)調(diào)發(fā)展，調(diào)度機(jī)構(gòu)可加強(qiáng)對新能源電站出力外特性的考核；電網(wǎng)企業(yè)、政府可為加裝儲能的新能源電站爭取傾斜政策，引導(dǎo)電源側(cè)儲能向新能源富集地區(qū)布局。與此同時，推動建立輔助服務(wù)市場和補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵電源側(cè)儲能通過市場化手段回收投資。

電網(wǎng)側(cè)儲能相比其他應(yīng)用領(lǐng)域，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求更嚴(yán)，研發(fā)、建設(shè)、集成、并網(wǎng)和運(yùn)行投入門檻高，其集中調(diào)控模式更利于發(fā)揮源網(wǎng)荷儲的協(xié)調(diào)作用和對大電網(wǎng)的緊急支撐作用。

為有效發(fā)揮電網(wǎng)側(cè)儲能對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的支撐作用、實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展，在規(guī)劃方面，需要加強(qiáng)儲能與源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)規(guī)劃研究，根據(jù)不同地區(qū)對靈活調(diào)節(jié)資源的需求、發(fā)展定位和特點(diǎn)，明確儲能發(fā)展規(guī)模和布局；在技術(shù)創(chuàng)新方面，應(yīng)精準(zhǔn)定位電力系統(tǒng)需求，引導(dǎo)儲能廠家的技術(shù)研發(fā)朝著適合電力系統(tǒng)應(yīng)用方向轉(zhuǎn)型升級；投資方面，探索多種渠道投融資方式，通過積極引入社會資本實(shí)現(xiàn)抽水蓄能和非抽蓄儲能的協(xié)調(diào)發(fā)展；在成本疏導(dǎo)方面，統(tǒng)籌結(jié)合儲能的公共產(chǎn)品屬性和電力市場建設(shè)的推進(jìn)程度，完善市場化成本疏導(dǎo)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)儲能資源的優(yōu)化配置。

用戶側(cè)儲能直接面對終端用戶，具有規(guī)模小、數(shù)量大、接入靈活、布局分散等特點(diǎn)，利用峰谷價差等方式盈利的模式較為清晰。然而，由于峰谷電價受政策影響較大，該模式盈利的不確定性較強(qiáng)。結(jié)合用戶側(cè)儲能自身特點(diǎn)和商業(yè)模式來看，當(dāng)前，建議通過價格信號引導(dǎo)用戶側(cè)儲能高效參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。用戶側(cè)儲能的“互聯(lián)網(wǎng)+”特征和共享潛力強(qiáng)，可考慮積極探索綜合能源服務(wù)、綠電交易、需求響應(yīng)、能源托管、融資租賃等新型商業(yè)模式，充分挖掘用戶數(shù)據(jù)資源價值，開發(fā)儲能、能源大數(shù)據(jù)和金融服務(wù)等新型能源服務(wù)業(yè)務(wù)及綜合解決方案。

隨著滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用需求的儲能技術(shù)研發(fā)的推進(jìn)，以及市場機(jī)制的逐步完善，儲能對系統(tǒng)安全高質(zhì)量運(yùn)行的價值將被充分激發(fā)。未來，伴隨新能源的大規(guī)模發(fā)展、儲能的技術(shù)突破和成本快速下降，儲能對電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行、能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新業(yè)態(tài)發(fā)展將發(fā)揮越來越重要的作用。

（作者單位：國網(wǎng)能源研究院） 作者：徐志成 王芃 元博 楊捷


原標(biāo)題：電力系統(tǒng)中各類儲能如何更優(yōu)發(fā)展？