风口上的中国储能产业

阮晓东

产业资本纷纷布局储能并推动储能产业加速发展，中国储能产业将成为优化电力资源配置、提高能源利用效率的重要路径

伴随我国新能源产业的迅速发展，储能技术及其产业的发展日渐成为各方关注的重点。其中化学储能系统能够以电池为载体将电能转化为化学能，综合协调分布式能源在大电网中的大量接入，并可以结合电动汽车的普及应用，成为当前能源互联网行业建设中的关键节点。目前，储能技术正朝着大容量、高转换率和应用低成本的方向发展，中国的产业资本也在纷纷布局储能并推动储能产业加速发展。中国储能产业将成为优化电力资源配置、提高能源利用效率的重要路径。

[背 景]

储能是各国智能电网的关键节点

在人类现代文明的发展中，电网是迄今为止建造的最复杂的系统工程之一，从发电、输电、配电直到用电，电网与国民经济和普通百姓的日常生活无不息息相关。但目前实际状况是：一方面传统电网存在智能化程度低、运行效率低等诸多亟待解决的问题，另一方面又面临全球范围内气候变暖、能源短缺的窘况。

国务院参事、国家能源专家咨询委员会主任徐锭明就认为：“纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。推动低碳循环发展，建设清洁、安全、高效的现代能源体系，实施近零碳排放示范区是我国能源产业向下一阶段发展的必经之路。”

美国能源部曾经在2003年提出了“智能电网”的概念，得到了世界范围的普遍认同。中国国家电网公司也提出了在2020年之前分三个阶段实施智能电网建设的具体规划。发展智能电网的目标是建设节能、环保、高效、可靠、稳定的现代化电网，但是与智能电网相配套的一个很重要的核心环节就是发展大规模的电力储能技术。

相关资料显示，储能技术和产业是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微电网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术，可以有效地实现需求侧管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，可以提高电力设备运行效率、降低供电成本，还可以作为促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

一个非常好的例子是，中国现在风电总装机容量已经超过100GW，但是70—80%的风能没有很好利用，特别是后半夜的风能全部放弃，损失的能量即使收回50%，也相当于重建三到四个三峡水电站。

放眼世界，我们可以看到发达国家都在密切注意储能技术的进步并在积极拓展储能产业的布局。其中美国与日本是两个最主要的储能示范应用国家，他们分别占40%和39%的全球装机容量份额。

为了建设智能电网，美国动手比较早，目前拥有全球近半的储能示范项目，并且若干储能项目已实现商业应用。美国在锂离子电池制造及系统集成方面应用较多，同时配以大规模的政府资金支持，美国又出现了特斯拉家用储能电池这样创新性非常强的产品。日本是一个对于能源问题一直十分担忧的国家，核能曾经是日本发展的重点。但是2011年福岛核电站事故后，日本推动户用储能作为产业扶持的重点。2012年4月日本出台家庭储能系统补助金政策，在这项政策的支持下，越来越多的储能系统获得补助并投放市场。目前日本企业在钠硫电池、液流电池和改性铅酸电池储能技术方面处于国际领先水平。

能源问题是欧洲安全和稳定的核心问题之一。长期以来，欧洲长期依赖中东的石油和俄罗斯的天然气资源。受到地缘政治的影响，欧洲正在考虑增加新能源的供给量，其中德国、瑞典、丹麦、挪威等国家都在大力发展新能源项目。欧盟电网计划（EEGI）发布的《欧洲储能创新图谱》报告现实，在过去5年，欧洲14个国家公共投资和受到欧盟委员会直接资助的项目总数达到391个，总投资额9.86亿欧元。德国在推动储能产业方面的动作较大，2013年和2014年共计划投资5000万欧元，对新购买储能系统的用户直接进行补贴，目前已有30兆瓦的项目获得补贴。由于这一储能补贴计划的出台，德国在未来5年的储能装机容量有望达到2GW。2015年德国的用户侧储能市场也变得十分活跃，在德国政府储能安装费补贴、免征营业税和银行低息贷款等政策支持下，户用储能的经济性变得十分明显。据预测，光伏+储能系统将从2014年的10000套上升至2015年的13000套，2017年有望达到60000套。

中国储能项目近两年发展较快，分别在可再生能源并网、分布式发电及微网以及电动汽车等领域部署了一些储能项目。

有统计显示，2014年我国电化学储能项目累计装机规模为93.7MW，2015年则达到13.5 MW，增长率为13%。目前按装机容量分，储能在可再生能源并网领域的比例最高，占51%，电力输配、分布式发电及微网以及辅助服务也是应用的重点领域，分别占比19%、8%及16%。伴随着中国的能源结构调整，储能技术市场成为了一片“蓝海”。国内厂商中，除了比亚迪依然占据装机第一的位置，其他主流技术厂商，包括南都电源、大连融科、中航锂电等也在快速发展。随着国际户用储能市场和调频市场的逐步启动，国内厂商也逐步向国际市场渗透。

[焦 点]

持续创新，构建能源供给新格局

可再生能源是今后世界能源结构调整的方向，但只有储能产业的配合，我们才可能真正迈进可再生能源的时代。目前储能产业在全球范围来看刚刚起步，因此中国需要把握机遇，将储能产业做大做强。

事实上，储能技术种类较多，主要分为物理储能（抽水储能、 压缩空气储能、飞轮储能）、化学储能（铅酸电池、锂离子电池、液流电池、镍氢电池）和其他储能（电化学电容器、超导储能、燃料电池、金属-空气电池）等。但是从应用前景考虑，化学储能综合优势最为明显，主要体现在化学储能具有建设周期短、运营成本低、对环境影响低、不受地理条件限制的优点，适用于电网大规模储能应用，因此逐渐成为储能的首选方案。

现在各种储能电池技术层出不穷，比如美国前能源部长诺贝尔奖获得者朱棣文辞职后就回到斯坦福大学研究加密锂电池。此外钠硫电池、铁铬电池、全钒电池、锌空气电池、铝空气电池等储能技术也出现爆发性增长态势。

不过对电网储能应用，铅酸、液流（全钒和钠硫电池）是两种主要的已经被市场认可的商用技术。在这方面，中国也取得了一定的进展。

2015年12月，全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统应用示范工程通过了辽宁电力勘测设计院的验收，目前已经全面投入运行。业内人士指出，在上述示范项目的良好带头作用下，中国将在全钒液流电池在核心技术研发、稳定性、成本控制等诸多方面取得更大的突破，全钒液流电池将有望成为储能行业的“黑马”。

据悉，钒电池是一种新型清洁能源存储装置，经过美国、日本、澳大利亚等国家的应用验证，与市场中的铅酸蓄电池、镍氢电池相比，具有大功率、长寿命、支持频繁大电流充放电、绿色无污染等明显技术优势，主要应用于再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统、海岛应用等领域。公开资料显示，钒电池一次性充电后，续航能力可达1000公里，充电时间只需3—5分钟，成本造价是目前24V锂电池的40%，从续航里程、充电时间与成本上均被誉为“完美电池”。据悉，在2017年，钒电池所应用的风电储能设备和城市调峰储能设备市场规模将在11000亿元左右。钒电池的研发和推广应用，有望成为替代锂电历史性万亿级新蓝海产业。

另外，我国钠硫电池也取得了不错的进展。在铅酸电池、锂电池、钠硫电池、氢能源电池等多种技术门类中，钠硫电池的比能量（瓦时/千克）要显著高于其他种类的电池。其中，钠硫电池为230，铅酸电池为30-40，锂电池约100，镍氢电池为60-80。此外，钠硫电池其余各方面的性能上都占据了相对优势，包括预期使用寿命，钠硫电池为15年，铅酸电池为3-5年，锂电池为10年，镍氢电池为7年。同时，钠硫电池所需元素在地壳中含量较为丰富，开发使用的空间巨大。2015年5月，秦唐科技的钠硫储能电池正式亮相，一举打破了我国电池行业长期落后的局面。长期以来，钠硫电池的核心技术主要掌握在发达国家手中，发达国家不愿意卖给中国，为此秦唐科技十年来攻克每个技术难点，包括真空密封技术、反腐蚀技术，核心技术从零开始，现在已经站在技术前沿了。该公司预计在2016年建成2兆瓦示范储能电站，2018年前形成生产规模，实现年销售额3亿元。

真正影响未来能源大格局的是储能技术，储能技术很可能就是下一个能源革命里面最重要的突破方向。目前，我国的储能技术正朝着大容量、高转换率和应用低成本的方向发展。这为同时拥有自主知识产权和低成本生产优势的中国企业提供了难得的领先机遇。如果政策到位，我国储能产业既可快速成长为在全球有重要影响的新兴战略性产业，又能极大地促进国内新能源的规模化发展。

[启 示]

储能产业发展任重道远

三十年来，中国的能源经济取得了举世瞩目的成就。而在突飞猛进的增长背后，潜伏着一系列问题：能源利用效率较低，消费结构亟待优化，环境污染日益严重，能源危机初现端倪，中国的能源产业在“新常态”下面临着诸多挑战。

2016年是“十三五”的开局之年。作为推动国民经济进步的中坚力量，能源产业在“新常态”下如何把握机遇，坚持可持续发展，这些问题成为摆在中国能源产业面前的重要挑战。为了应对挑战，中国需要在未来大力发展太阳能、风能、生物质能等可再生清洁能源已是刻不容缓。但是如何让清洁能源成为安全、高效、友好、经济的智慧能源，储能技术的配套运用可谓是重中之重。

中国储能产业起步晚，最近五年国家才开始重视，而北美、日本20年前就有了储能方面的产业政策，也已经形成了各自的运行机制。目前，国内已经有了一些地区性规定，提供了一些发展机会和市场模式，但离整体产业的健康发展还有很大距离。现阶段中国的储能产业仍面临政策缺失、技术指标尚待提高、系统容量较小、成本过高、应用价值不明晰、参与电力市场的机制不健全等问题，但作为实现大规模可再生能源并网，提高用电侧能效的有利手段，未来储能产业的快速应用发展已成定局。储能企业希望国家在政策层面能够真正出台一些可以落地的规定，并将储能政策真正纳入到电力体制改革，成为一个法规，这样可以提高投资方参与的可靠性，也可以尽量减少投资风险。

此外，我国储能设备和产品尽管产能非常大，但在品质上还有待提高。中国科学院大连化学物理研究所某知名科学家说，以储能电池为例，我国产品的整体表现不错，在材料方面、电池系统设计、BMS拥有一定实力，但在真正的系统集成、智能化方面，我国和国外优秀产品仍有一定差距。尤其是智能控制这一部分，我国企业需要打通产业链，互相合作，打造中国品牌。除此之外，国外出口认证也是非常重要的环节。

也有专家表示，我国目前还没有完全确定在储能方面什么技术是最具经济性、最有竞争力的技术，即从商业角度来看最有前景的储能技术还不确定。我们目前很多项目还在示范验证，目前还不清楚未来方向是液流电池、压缩空气还是锂电池。目前从未来发展看，有两类主要技术方向值得探讨，一是对长寿命应用的液流电池，二是对短寿命应用的锂电池。由于储能设备需要可靠性的保证，因为风电和太阳能项目一般要运行20年，所以储能设备至少要有10年的寿命期。如果电池储能不能使用10年以上，对于电力系统调节来讲没有意义。如果寿命问题和安全性解决不了，谈价格也没有意义。不过不论哪种技术，只有完成了科学实验阶段，达到可以盈利，才能谈得上大范围的推广应用。

所以，在2016年乃至整个“十三五”时期，我国需要坚持自主创新，引领储能未来技术发展方向。虽然我国现阶段还没有与储能相关的政策体系和价格机制，但国家关于储能产业发展的规划正在逐步建立中。目前由中科院物理所、中国化学与物理电源行业协会等单位开展的储能“十三五”规划重大课题研究报告已经上报国家能源局新能源司。中国化学与物理电源行业协会也启动编写国家储能产业“十三五”规划大纲。

作为新兴产业，储能已越来越受到政府能源部门和科技部门的关注和支持。随着我国可再生能源产业的发展和储能成本的逐步降低，储能技术将从示范工程建设阶段逐步延伸到商业化运营阶段，在储能厂商、电力系统和有关科研院所的共同努力下，中国储能产业将得到持续不断的发展。