碳中和：储能产业的历史性机遇

    2020年9月，中国在联合国大会上承诺：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和(以下简称“30·60目标”)。

 

    碳达峰是指碳排放规模达到峰值后逐步下滑的过程，碳中和则是指二氧化碳的人为排放量和消除量相抵消，最终达到净碳排放为零的效果。

 

    从碳排放来源看，能源消费二氧化碳排放占我国二氧化碳排放总量的近九成，占温室气体净排放量的近八成。因此能源领域的绿色转型对于碳中和目标的实现至关重要。而在能源领域中，电力部门的碳排放又约到占四成，且占比逐年增高。在电气化的大趋势下，电力系统走向零碳发展将是实现“30·60目标”之中的一大关键。

 

    因此，2020年12月，中国又在气候雄心峰会上进一步承诺：到2030年中国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。

 

    作为支撑可再生能源发展的关键技术，储能将迎来跨越式发展新阶段。

 

    “30·60目标”之下，储能产业如何抓住这一历史性机遇?2021年4月14-16日，储能联盟年度盛会第十届“储能国际峰会暨展览会”(ESIE2021)将以“支撑国家双碳新战略，共谋储能跨越式发展”为主题，沿袭“会、展、赛”3+N融合互动的形式，汇聚一线储能企业，邀请全球储能领域产、政、学、研各界精英逾万人汇聚盛会，凝识聚力共商储能发展大势，推动储能市场化长效机制建立。

 

    储能支撑高比例可再生能源发展

 

    根据国家统计局相关数据显示，2020年中国风电光伏累计装机容量已经超过5亿千瓦，到2030年风电、光伏要实现装机容量12亿千瓦的目标，未来十年还需实现约7亿千瓦的增长，即每年7000万千瓦。

 

    可再生能源行业普遍对实现这一目标态度乐观。中国光伏行业协会预测，“十四五”期间，国内年均光伏新增装机规模一般预计是7000万千瓦，乐观预计是9000万千瓦。2020年400余家风能企业代表联合发布的《风能北京宣言》提出，“十四五”期间，须保证风电年均新增装机5000万千瓦以上，2025年后，风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦。

 

    单从数据来看，12亿千瓦的目标似乎能够轻松实现。但电力低碳化不是简单的做加法，要克服风电光伏的间歇性和波动性，整体电力系统都需要发生转变。储能，正是转型之中的关键技术。

 

    风力光伏发电“看天吃饭”，缺乏可调节性。过去十多年，补贴政策带动了风电光伏的高速发展，也把严重的弃风弃光问题丢给整个电力行业。为了解决可再生能源的消纳，电力系统穷尽各种手段，包括大举建设电力外送通道，压减火电发电空间，以消纳空间确定投资空间等等。经过数年努力，除了少数省份，中国大部分省区都已将弃风弃光率控制在5%以下。

 

    但靓丽的成绩背后仍然有深重的忧虑。随着发电装机规模的不断扩大，未来数十年风力光伏发电将从补充能源逐渐演变为主力能源，传统火电机组将会增速放缓直至减少，这意味着电力系统对灵活性资源的需求将更加迫切。储能是我国未来提升系统灵活性的重要、可靠的选择之一。自2020年以来，已有青海、内蒙古、山东、湖南等近二十个省市出台鼓励新能源配套储能的支持性文件。然而，真正落地的储能配建项目大多依靠强制，风电光伏企业往往是为了尽早并网拿到补贴，才选择配建储能。

 

    强制往往意味着不可持续。从发电行业角度看，建设储能只增加成本不增加收益，发电企业缺乏动力，只求用最小成本完成任务;从储能产业角度看，被迫卷入低价竞争，尽管企业短期内获得了项目，长期来看行业得不到良性发展;从整个电力系统角度看，由于源网不协调，储能可能面临缺乏规划、建而不用等问题，推高整个电力系统的消纳成本。储能与可再生能源如何高效协同发展，尚需面临成长过程中的阵痛。

 

    ESIE2021将举办“碳中和目标下储能与新能源融合发展路径”、“储能与电力辅助服务市场”、“储能安全与标准”等多场主题论坛，届时将邀请行业专家与业界精英共同探讨储能在高比例可再生能源电力系统的机遇与挑战。

 

    顶层设计创造发展环境

 

    “30·60目标”的实现离不开整个电力领域的顶层设计，将在这一过程中发挥关键作用的储能同样如此。

 

    顶层设计，首先是规划。

 

    “十四五”既是风光“平价上网”的开始，也是迈向“30·60目标”的起点，关于规划编制的种种迹象已经表明，国家层面各类“十四五”规划中，储能的战略地位进一步明确和提升。

 

    2020年10月发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》已明确提及“提升新能源消纳和存储能力”，此后多个省份公布的“十四五”规划建议稿都在能源转型、新能源发展等相关内容中明确发展储能项目促进新能源发展。

 

    此外，国家能源局《可再生能源发展“十四五规划》、《电力发展“十四五”规划》、《能源发展“十四五”规划》、《能源技术创新“十四五”规划》等多个规划文件中，都将储能提到前所未所有的战略高度。这些顶层规划将为储能产业十四五期间实现规模化发展的目标创造更有利的发展环境。储能联盟深度参与国家多个储能相关政策编制工作，推进储能在新的能源形势下发挥更大的作用与价值。

 

    顶层设计，市场机制必不可少。

 

    当前，储能所面临的种种困境都与市场建设的不完善相关。“谁受益，谁付费”的市场机制和补偿机制尚未形成，可再生能源配置储能的成本尚无合理的机制进行疏导，储能独立的市场主体地位还需政策进一步细化予以保障在逐步完善峰谷分时电价政策的基础上，用户侧储能若想实现多重收益，还需进一步完善需求响应机制。

 

    可喜的是，储能正在受到越来越多的市场政策支持。发电侧，多省辅助服务市场建设不断推进，山西广东蒙西等地区储能调频收益可观，青海省则探索“共享储能”，允许独立储能电站与可再生能源开展调峰交易;在电网侧，国家能源局对外认可“部分电网侧储能设施实现了对输电线路、变电设备的投资替代，将其建设经营成本纳入电网企业提供输配电服务的费用支出，具有一定的合理性”;在用户侧，虚拟电厂机制正在探索，储能也有望参与其中。随着储能技术的进步和行业规模的扩大，储能在电力系统的话语权正在增强。

 

    如何保证储能发展规划与电源、电网和清洁能源发展规划的有效衔接?如何为储能技术的发展扫清制度障碍?储能行业发展目标和重点任务是什么?ESIE2021将聚焦十四五产业规划，助力国内外企业把握政策动向，峰会期间特设中国储能产业高峰对话、储能领袖闭门会、并将举办十大主题论坛及专题研讨会，紧扣储能发展脉搏，邀请行业顶级专家及领军企业决策者分享最新观点和研究，为产业顶层设计提供政策依据。届时将有200位权威专家精英莅临演讲，预计超过10000多位行业精英共同研讨储能大计。

 

    即将成为下一个世界第一?

 

    2021年，美国总统拜登上任第一天就立即宣布重返应对气候变化的《巴黎协定》，在前总统特朗普决定退出这一国际公约的几年间，欧盟于2019年出台的碳中和计划，中国、日本和韩国于2020年底先后公布碳中和时间表。现在，美国重新加入，世界能源革命正在加速前进。

 

    应对气候变化不仅是代际发展伦理问题，也是国际政治议题，更是国际竞争的重要领域。气候议题催生出的低碳经济是一个诱人的经济增长点，吸引大国之间不断博弈。已有日本学者提出：“目前的国际秩序正围绕着‘绿色’迅速发生变化，各国已经围绕绿色发展进入产业政策的大竞争时代。”

 

    在可再生能源发电领域，中国光伏产业花了十余年时间，从严重依赖进口，到实现制造业世界第一、光伏发电装机量世界第一、光伏发电量世界第一，大幅降低了光伏发电成本，并牢牢把整个产业链握在中国手中。在汽车电动化领域，中国强力推动电动汽车发展，动力锂电池产能已达到世界第一，并继续与日韩展开竞争，全球锂电池产业链目前主要集中在中日韩三国。

 

    而在电力储能技术发展上，国家间的竞争还尚未见分晓。中国的科研机构与企业是否能够在储能前沿技术和核心产业链领域，再次成为世界第一，值得期待。

 

    由于储能是支持可再生能源发展的关键技术，目前欧美等国均十分重视电池及储能技术的研发。在中国，“储能与智能电网技术”也已被科技部列入“十四五”国家重点研发计划。

 

    锂电池在目前的储能应用中占主导地位，其成本在过去十年也实现了快速下降。不过，就各国实现碳中和的雄心而言，锂电池还不能包打天下。电力系统需要更大容量、更长充放电时间、更长寿命以及价格更低廉的储能技术，以支撑高比例可再生能源的发展。锂电池储能、液流电池储能、物理储能、储热等技术都有可能在电力系统中创造价值。科技进步将为储能发展和碳中和目标的实现带来新的想象空间。