環保在線APP
環保在線手機站
環保在線小程序
微信公眾號
回放
回放
回放
品牌
天爾
作者：劉海楠、黃映嬌、王浩然、崔穎
2021年開始，“儲能”概念幾度成為網上討論的熱點話題，華為、寧德時代等企業的高調入場簽訂大項目更是吸睛無數。儲能的基本概念也許行業內人人都懂，但是儲能為什么會火，實際的儲能行業是怎么一回事兒，未來的儲能行業會怎樣發展，卻可能跟你想象的不完全一樣。
火熱背后，儲能“大”規模發展的時代已經來臨
近年來儲能市場實現跨越式發展
現階段，尤其是2020-2021年，我國儲能行業實現了跨越式發展：一方面不斷刷新單年新增裝機紀錄：2020年我國電化學儲能項目新增投運規模首次突破1GW大關，2021年我國電儲能新增裝機規模首次突破10GW；另一方面，我國在全球儲能新增市場上同樣占據了主導地位，2020年我國電化學儲能新增項目在全球的占比達33%，位居第一，高于美國的30%和歐洲的23%(見圖1)。
政策支持是背后重要的推動力
與儲能行業密切相關的300余項中央及地方政策也在2020年尤其是30·60雙碳目標提出后密集出臺(見圖2)。其中國家層面，與儲能直接相關的各項政策，明確了儲能發展目標與重點任務，為儲能的可持續發展保駕護航；新版“兩個細則”明確了儲能的市場主體地位、推出新交易品種、完善成本分擔機制、建立競爭性市場價格機制，為儲能開拓了市場獲益空間；電價市場化改革進一步拉大了峰谷價差，將催生出更多應用新模式。
“大”正在成為儲能行業的新代表詞
與此同時，大規模的儲能項目也在快速部署，儲能迎來“大規模”發展時代。2021年新增規劃、在建、投運百兆瓦級項目的數量刷新歷年紀錄，達到65個，超過2020年同期的8倍；百兆瓦級項目規模達14.2GW，占2021年新增儲能項目總規模的57%。同時多省市也連續落地大型儲能示范項目，不斷推動產業發展，僅去年12月，山東首批儲能示范項目、湖南儒林儲能電站項目、張家口儲能壓縮空氣儲能電站項目等十余個百兆瓦級項目相繼并網，推動儲能產業發展的同時，有效引領社會資本投資(見圖3)。
不要只盯著電池，儲能的種類豐富超出想象
儲能有不同的分類方法，例如按儲能周期可分為長時儲能和短時儲能，更為常見的是按儲能方式分，包括電儲能、熱儲能、氫儲能，其中又包括很多更細分的種類(見圖4)。
熱儲能是以儲熱材料為媒介，將太陽能光熱、地熱、工業余熱、低品位廢熱等熱能儲存起來，在需要的時候釋放，最大限度地提高整個系統的能源利用率而逐漸發展起來的一種技術，可應用于民用供暖、工業蒸汽、余熱利用、火電靈活性改造等多個細分領域。熱儲能可細分為顯熱儲能、潛熱儲能、熱化學儲能等。
氫儲能是指氫能作為一種媒介，實現“可再生能源發電-水電解制氫-氫燃料電池發電”的能量轉換過程，從而有效解決可再生能源的波動性和間歇性，起到穩定電網的作用。主要應用在交通運輸領域，在氫燃料電池客車、物流車、重卡上率先應用，并取得與純電動車型相當的生命周期經濟性，再向儲能、工業、建筑等領域擴展。
電儲能是通過各種技術將電能以機械能、電磁場、化學能等形式存儲下來，并適時反饋回電力網絡，可為電力系統的發電側、電網側和用戶側提供不同類型的服務。電儲能可進一步細分為物理儲能、電化學儲能和電磁儲能。其中物理儲能主要應用于數時級以上的工作場景，目前的技術包括壓縮空氣儲能、抽水蓄能、飛輪儲能等，其主要優點在于規模大、使用壽命長、維護費用低等，缺點是工程建設成本高、 轉換效率較低、需依賴特定地理條件；電化學儲能主要應用于分鐘至小時級的工作場景，包括鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池等，鈉硫電池最大優點在于資源稟賦較高，其原材料鈉、硫較容易獲得，缺點是生產成本高且存在安全隱患，液流電池由于電解液的原材料多樣，有許多發展路徑，目前全釩液流較為成熟；電磁儲能主要應用于秒級的工作場景，包括超級電容儲能、超導儲能等。
目前看，電儲能成熟度更高、規模更大。截至2021年底，我國儲能市場累計裝機規模中，電儲能的占比高達98.5%。由于近十年來電儲能裝機規模增長勢頭強勁，所以通常提到儲能主要指電儲能。
都是儲能卻不可同日而語，發展前景大有不同
抽水蓄能——歷史悠久，仍是最主要的儲能方式
過去儲能行業的發展主要集中在電網側，電網通過配備大型抽水蓄能保障電力系統安全穩定經濟運行。而抽水蓄能的投資主體也相對單一，在已建成的抽水蓄能電站中70%是由電網企業投資運營，配置在輸配電側，營利與整個電網運營進行捆綁計算，整體開發市場化程度低。在此背景下，我國抽水蓄能隨著電力系統的需要而穩步緩慢發展，到2020年裝機累計裝機規模達到31.8GW，占全部儲能的90%以上(見圖5)。
抽水蓄能相關的政策體系建設也愈發完善，商業模式和市場化的價格機制逐步形成。從國家發展規劃來看，目標逐漸聚焦和具象：早期規劃多以建設選址問題為重點，之后則開始關注區域布局以支持新能源發展，最新的2021年《抽水蓄能中長期發展規劃(2021-2035)》，明確了具體裝機規模的目標；此外，考慮了抽水蓄能成本的電價形成機制也逐漸完善。電價收費模式從“十二五”的內部核算制+租賃制度到“十三五”的兩部制電價，再到目前的新版兩部制電價，以及抽水蓄能成本可納入輸配電成本核算的相關規定，逐步解決了其投資收益無法確定，運維費用無法傳導等關鍵問題。
展望未來，抽水蓄能仍將是最主要的儲能方式之一?？梢钥吹皆谌虻膬δ苁袌鲋校樗钅芾塾嬔b機容量占比也都在9成左右。作為電力系統的穩定器，抽水蓄能長期扮演著重要角色，國家能源局也明確要求加快抽水蓄能電站核準建設，提出到2025年，抽水蓄能投產總規模較“十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上；到2030年，抽水蓄能投產總規模較“十四五”再翻一番，達到1.2億千瓦左右的中長期目標。
電化學儲能——發展勢頭迅猛
電化學儲能應用廣泛、發展潛力巨大，整體發展剛剛突破商業化，即將進入規模化發展階段。目前來看，電化學儲能的政策支持力度持續加大，裝機規?？焖僭鲩L，商業模式逐步成熟，同時電化學儲能和通信、交通等領域加速融合滲透，要想了解更多，可關注辰于即將發布的《電化學儲能步入規?；A段，還有三大難關要逐個擊破》。
氫儲能——綠色無碳的二次能源，未來可期
氫儲能優勢突出，是“可再生能源+儲能”的重要發展方向。由于沒有剛性的儲存容量限制，可跨季節儲能，氫儲能是集中式可再生能源大規模長周期儲存的最佳途徑；在規模儲能方面，氫儲能相比電池儲能的成本也至少低了一個數量級；加之氫儲能的制運儲方式靈活，適用于長管拖車、管道輸氫、摻氫、長途輸電+當地制氫等多種方式，并可根據不同領域的需求轉換為電能、熱能、化學能等多種能量形式，應用范圍廣泛。近年來，與氫儲能相關的政策不斷出臺，例如2022年2月，發改委、國家能源局印發了《“十四五”新型儲能發展實施方案》，將氫儲能列入“十四五”新型儲能核心技術裝備攻關重點方向及新型儲能技術試點示范，提出到2025年，氫儲能等長時間尺度儲能技術取得突破。整體而言，氫儲能行業前景廣闊，但目前還處于技術研發、工程示范階段，我國現有7座在建和示范運行的氫儲能設施，分布在浙江、江蘇、安徽、河北、西藏等地(見圖6)。
其他儲能——尚都是“非主流”
與電儲能、氫儲能相比，熱儲能整體關注度不高，政策出臺涉及較少，從行業自身來看，熱儲能產業鏈的從業企業整體凝聚力較差，企業間缺乏協同、溝通與合作，同時行業協會發聲力量弱，熱儲能領域欠缺一個牽頭組織以凝聚行業力量，傳達行業訴求。不過值得關注的是，其中的熔鹽熱儲因其長時、低成本、應用廣泛等優質特性突出重圍，在年度的儲能產業研究白皮書中成為除電儲能外唯一被提及的其他儲能方式。
電儲能內部，除抽水蓄能和電化學儲能外，其他儲能方式發展不一，但基本處于商業化之前階段，尤其是電磁儲能技術，多處于開發階段，發展程度較低。
究竟賺不賺錢？得看具體的商業模式
電儲能廣泛應用于電力系統，使用場景多樣，可為發電側、電網側和用戶側提供不同類型的服務。
發電側儲能——政策強制推動，經濟性不足
由于風電、集中式光伏電站等可再生能源發電具有波動性，難以滿足并網頻率要求，且出力峰值電量無法被電網完全消納，形成棄風、棄光。因此，發電側主要將儲能布局在新能源電站旁，用于平抑新能源發電的波動性，保障電力平滑輸出以實現并網，并在出力尖峰時吸收功率，低谷時輸出功率，實現對發電側需求的動態適應，減少棄電浪費。這類儲能的收入主要來自解決棄風光增加的發電收入，以及提供輔助服務獲取的補貼。此外，部分地區還對解決棄光的儲能設備根據其消納電量予以補貼(見圖7)。整體而言，國內發電側儲能以政策驅動為主，經濟性不顯著，價格敏感性高。
電網側——電網企業是主場
由于電力系統需要調頻、調峰等輔助服務，保障發電和負載消耗的有功功率相平衡，以維護電力系統的安全穩定運行，保證電能質量，電網公司會通過投資抽水蓄能和新型儲能電站等，由下屬子公司獨立或與傳統火電廠聯合運營，電網根據內部需求向儲能電站調度輔助服務，并向其支付租金；這些儲能電站如有余量還可參與外部輔助服務市場交易以獲得補償。按國家規定為特定發電側主體服務提供的輔助服務品種，補償費用由這些主體承擔；為特定電力用戶提供的服務同理。此外，電網側儲能還可以通過峰谷價差獲取少部分收入(見圖8)。整體來看，電網側經濟性凸顯，在部分地區市場化交易程度高，未來市場化交易模式有望在全國普及。
用戶側——產品多樣，模式新穎，前景可觀
用戶側儲能主要布局在工商業企業園區和家庭住宅，商業模式也已跑通，主要分為兩種，一是構建光儲一體系統，根據供需調整分布式光伏等不穩定發電，提高其發電能的利用率，實現能源自給；二是削峰填谷，實現峰谷電價套利。此外也可用作應急備用電源。這些用途可并行也可獨立存在，本質上都是通過節省用戶的用電成本，保障電力穩定供應，間接創造收入(見圖9)。具體來看：
(1)構建光儲一體系統實現綠色電力供應：工商業和居民用戶安裝分布式光伏提供清潔能源，可減小其對電網的依賴并節約電費，但分布式光伏發電具有波動性，白天出力較高負荷不足易出現棄光，配套儲能后可消納白天多余電力夜晚供電，進一步節約電費。
(2)儲能峰谷電價套利模式收益明確：我國實行峰谷電價制度，尤其是工商業用戶的峰時與谷時電價差異較大。因此用戶側儲能(無論是否配套光伏)，都可通過在谷時買電充電，峰時放電，節約購電成本套取中間差價。
原標題：火熱的儲能究竟是怎么一回事？可能跟你想象的不完全一樣
