储能在碳中和目标下的战略地位和发展建议研究

2021-11-24王冠

活力 2021年20期

王冠

（山东国华时代投资发展有限公司，济南 250002）

面对不断恶化的地球环境和气候，我国彰显大国担当，勇于承担国际责任，承诺在30年之内实现碳达峰，而欧美等发达国家实现这一目标花费了约60年，因此和发达国家相比，我国实现“双碳”目标的时间更紧，且我国正处于发展中，对能源的需求量巨大，因此实现目标的难度也更大。然而，我国面对来自“双碳”目标的挑战毫无畏惧，坚定不移走上了实现目标的道路。新能源技术和储能技术的快速发展是我国实现“双碳”目标的关键，储能技术和产业的快速发展，能够加大力度推动可再生能源进行规模化生产，能够让新能源技术得到更加高质量的开发和应用，可以实现多能互补，是保证电力系统安全的核心要素。从总体上来看，储能产业当前的发展还较为稚嫩，处于刚刚起步的探索阶段，在我国2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的强制性目标要求之下，储能行业的发展机遇和潜能都是巨大的。

一、我国所面临的“双碳”目标的挑战

（一）中国“双碳”目标

在2020年9月22日，习近平主席在联合国大会中提到，中国将提高国家自主贡献的力度，采取积极有力的政策与措施，控制二氧化碳的排放，争取在2030年之前实现碳达峰，争取在2060年前实现碳中和。随后，习近平主席多次对“双碳”目标进行说明，体现出我国对该目标的重视及力争实现目标的大国担当，该目标是党中央经过深思熟虑之后制定的重大国家发展战略，关乎实现中华民族伟大复兴和构建人类命运共同体。

目前已经有100多个国家制定了碳中和的目标，从国际经济和政策形式上来看，碳中和已然成为大国之间竞争的重点领域，将会对全球环境治理起到深远的影响。当前，我国实现“双碳”目标存在着巨大的挑战，主要体现在时间紧和任务重上。从习近平主席的发言中，我们知晓：从我国实现碳达峰到实现碳中和，仅仅只有30年的时间，仅为发达国家时间的一半左右；而我国二氧化碳年排放量稳居世界第一的位置，且当前正处于发展中，正处在全力高速发展的阶段，二氧化碳的排放量也在不断增加，因此实现目标具有极高的困难性。

（二）“双碳”目标的历史意义

可以说，实现“双碳”目标，就必须对能源结构进行调整，这是一场能源革命。想要实现碳中和，就必须改变化石能源作为主体能源的现状，将可再生能源当作主体能源，将化石能源占比从80 %缩小到20 %，用可再生能源填补化石能源的空白。此外，使用化石能源进行发电的电力系统适合集中发电，而使用可再生能源的电力系统则更适合分散式发电，能源形式的改变必然会带来能源体系、技术、体制的全面改革。

实现“双碳”还是一次工业革命，历史已经证明，每次能源革命都必然带动工业革命，第三次能源革命必然会让交通、通信、信息等领域发生工业革命，使其产生变革。

实现“双碳”目标能够实现绿色生产和发展，带动绿色产业低碳技术的发展，对经济领域、交通领域、生态环境领域等诸多方面都会带来巨大的影响，让可持续发展战略能够更好地实现。

（三）如何实现“双碳”目标

通过不断的实践探索和对西方国家的学习，我国总结出实现“双碳”目标的主要途径，包括三个方面：首先，降低对传统化石能源的消费和使用；其次，使用清洁的可再生的能源替代传统的高碳能源；最后，通过碳汇和CCUS将二氧化碳进行吸收和封存。

实现“双碳”目标能够有效保障我国能源的安全，当前我国主要使用的能源有石油和天然气，对外依存率达到了70 %和40 %，为了保证我国能源的安全，避免被“卡脖子”，我国必须降低对能源进口的依赖。实现可再生能源的的大规模使用会引起多方面的挑战：首先，大规模使用可再生能源需要大力建设以可再生能源为主体的能源体系，这就需要建设储能设备，解决可再生能源不稳定、具有周期性的问题；其次，减少化石能源的使用，将化石能源由主要能源转变为辅助能源，依旧需要储能技术，提高化石能源的系统灵活性；最后，降低油气依存率，对交通进行电气化改革，大力发展动力电池技术，将电能进行储存。

二、储能的战略地位和作用

（一）储能的战略地位

储能技术是第三次能源革命中重要的核心技术。首先，储能是通信技术的支撑技术，移动通信的时代已经来临，过去几年内，国内外移动终端快速增长，而移动终端对移动能源的储能提出了很高的要求。其次，储能能够改变交通动力，在近些年，电动汽车和电动自行车数量增长飞快，预计在2050年，电动汽车交通占比将超过80 %，电动汽车的发展对动力电池的储能技术提出了需求。最后，储能是能源革命的关键技术，可再生能源发电具有间歇性和不稳定性，而用户对电的需求是长期稳定提高的，二者之间难以实现平衡，只有大力发展储能，将能源进行储存，才能化解二者之间的矛盾，真正实现能源革命。

（二）储能在能源系统中的作用

清洁可再生能源发电存在着发电不稳定的情况，发电功率和环境有着很大关系，通过发展储能技术、建设储能设备能够很好地解决这一问题，通过可再生能源发电装置和火电机组共同按照调度要求进行调整，尽可能降低火电机组输出的波动。

在电网侧，储能系统能够在电力负荷低的时候将电网电力进行收集，在负荷较高的时候对电网进行充电，实现动态互补，同时利用分布式储能装置，能够更好地对应各地对负荷的需求，为短期高负荷提供支持，避免长距离无功率运输带来的能源损耗。

三、储能行业的发展现状及未来发展趋势

（一）装机规模

根据中关村储能产业技术联盟的统计，在2020年年底，全球储能装机容量已经达到了191 GW，其中以抽水储能装机为主要部分，占储能装机总量的90 %以上。2020年全年新增储能装机6.4 GW，其中我国新增装机量占3.2 GW，疫情之下装机量依然实现了将近10 %的增长。

可再生能源署预测在2030年全球储能装机量将会超过230 GW，而世界能源理事会则预测全球储能装机量将会超过250 GW。我国发改委提出，在2025年，我国新型储能装机的规模将会超过30 GW，到那时，新型储能将会实现全面市场化。根据我国前瞻产业研究院的推测，在未来5年之内，中国储能电站装机容量仍将保持26 %以上的增速，在2026年我国储能装机容量将会超过141 GW，同时新型储能装机将会达到4.2亿千瓦，全球新型储能装机的容量将会达到7.5亿千瓦。面对万亿级别的市场规模，储能行业的发展大有可为。

（二）发展路线

我国储能行业的发展时间已经超过了15年，从最初的技术验证，到实践应用，再到储能初步商业化，发展至今已经步入了规模化、产业化发展的阶段，已经做到了部分技术领跑，制定了中国标准，逐渐形成了更多样化的商业模式。

（三）储能技术的主要特点

第一，储能技术是非常典型的将多种学科进行融合交叉的综合性科学技术，其涉及电气、物理、材料、机械、控制等多方面的知识内容，是非常典型的多学科多维度融合的科学领域。与此同时，储能也是各个领域未来发展的必经道路。

第二，储能技术多种多样，长期并存市场，然而主流技术却逐渐被确定下来。在未来，主流的储能技术必然会吸引更多的投资，拥有更多的市场份额，但是该主流技术不是固定的，而是随着市场选择不断变化的，因此储能行业的新技术同样具有较高的活力。

第三，储能产品的性能将会不断提高。当前主流的一种储能材料是锂，当前锂电池的能量密度已经逐步提升，并且寿命有所延长，价格却在不断下降，压缩空气储能的规模较从前提高了近百倍，效率也提高了两成。由于储能行业的产业体系基本已经完成建设，材料、技术、设备等领域共同作用，储能行业商业体系更加完整，这就让储能产品性能得到了快速提升。

第四，储能材料的价格在不断下降。在过去10年内，锂电池储能的价格下降了近7成，超临界压缩空气储能价格降低6成，全钒液流电池和铅炭电池储能技术价格已经接近经济拐点。在过去的10年中，储能系统的价格保持在每年降价15 %左右，未来5年内预计价格会持续下降。

四、储能产业的发展建议

储能产业的发展充满了机遇，但同样存在着不小的挑战，为了让储能技术产业能够更加健康地发展，在此提出几点可供参考的建议。

储能行业的政策导向应该更加明晰，推动整个产业的应用。首先，要将储能项目中的责任主体进行明确，对管理责任进行落实，加强对系统安全方面的管理和建设，不断对标准和规范进行完善。其次，要对市场主体进行明确，对储能项目相关的流程手续等进行明确。再次，要将市场价格机制进行明确，坚持合理化的市场价格机制。最后，要加快推动电力市场化的进程，利用市场化解决系统应用的难点，在储能产业市场化的初期给予相应的政策资金补偿。