“双碳”目标下我国储能产业可持续发展政策探究

薛海波,郭嘉林,魏明航,程晓燕

(1.福建理工大学,福州 350014;2.宁德时代新能源科技股份有限公司,福建 宁德 352000)

发展绿色能源,实现能源转型和节能减排,已成为世界各国目前的共识。我国于2020年提出了“双碳”目标,建设以新能源为主体的新型电力系统和实施可再生能源替代是实现该战略目标的重要途径[1]。储能可以为新型电力系统提供调节和发电并网,有效解决新能源出力与用电负荷时空不匹配的问题,也能显著增强新型电力系统的灵活性,对于促进新能源高比例消纳、保障电力安全供应和提升新型电力系统运行效率具有积极的作用。相比于西方国家,我国储能产业起步较晚,政策是推动和构建储能产业体系的重要抓手和保障,针对我国目前储能产业的发展现状与存在问题,探究适宜的激励机制与支持政策,具有重要现实意义。

1 产业政策的理论基础与作用机制

1.1 理论基础

1)微观层面

关于产业政策的概念和相关理论,是在20世纪50年代被正式提出,之后,关于产业政策问题在学术界引起了广泛的关注。目前,学术界普遍认可产业政策的有效性和功能作用,并聚焦在如何合理制定和实施产业政策。比如,有学者认为,政府管理部门对市场结构进行政策干预,能规避过度集中的市场结构和垄断现象的发生,产业发展中的技术创新、生产率提升、结构升级等环节,政府的政策干预和管理均能起到积极作用,政府部门也会针对行业状况采取不同的产业政策[2]。再比如,新贸易理论学者基于不完全竞争市场视角进行研究后提出,政府可通过市场补贴、税收优惠等产业政策帮助企业在新兴领域形成规模化经济,在扩张市场规模中获取利润,以提升企业的竞争力,进而带动相关产业的发展[3]。

2)宏观层面

从宏观视角看,产业政策通常是由政府高层部门制定,旨在引领产业发展方向,推动产业持续性发展;宏观层面的产业政策不仅要关注经济发展效率,也要关注社会公众利益以及对社会福祉的贡献[4]。对此,曾经有政治经济学家提出,政府部门主导制定的某产业发展相关政策不仅要着眼于该产业发展的长远目标,推动产业结构优化升级、提升国际竞争力,也要关注社会福利最大化,以及为社会创造价值的贡献度[5]。宏观层面的产业政策虽能起到助力产业发展的作用,也需要关注“政府失灵现象”,比如,由于存在地区利益问题,地方政府在产业政策制定中,会着眼于局部利益,立足于短期目标的实现[6]。合理的政策能为相关产业发展创造有利的环境,也能在推进科技进步和促进市场稳定方面起着积极的作用,因此,对于新能源行业的发展而言,其产业政策的研究值得关注。

1.2 作用机制

1)直接作用机制

直接作用机制通常包括市场准入、投资规模控制、审批核准等调节措施和制度,这些政策措施可调节产业进出和相关资源配置,进而影响市场发展规模、市场结构和产业发展的进程,引导相关资源在不同行业之间实现合理化配置,影响产业领域或特定市场中的公平竞争程度和资源配置的效率[7]。比如,近年来,新能源产业成为了社会经济发展的重点,使得环境型政策工具备受关注,国家高层管理部门推出的环境规制大多属于直接作用机制类型,通过相关法规、规划管理、准入制度等政策,引导企业在生产和管理过程中符合相关环境规章要求,以实现绿色创新和可持续性化发展。

2)间接作用机制

间接作用机制涵盖信贷融资支持、专项费用补贴、进出口关税等措施,也包括信息统计分析、信息发布、信息传递等服务,通过发布经济预测、规划文件、产业行情等内容,引导市场投资、企业主体和资源要素向政府主导产业汇聚[8]。间接作用机制主要通过市场发展相关机制和措施对企业或市场实施“软性”政策,借助利率调整、产品进出口关税、费用补贴、经验税收等工具,调节社会企业的设计、研发、投资、营销等经营活动,进而影响企业的发展规模、管理效率、产出效益和技术创新等[9]。间接作用机制中的政策工具大多不具有歧视性,也通常不会影响市场的公平竞争,比如,完善市场制度、健全市场基础设施、优化行业营商环境等,这些政策工具不会限制市场的自由进出,也能对企业经营规模、投资发展和绩效提升起到积极作用。

2 我国储能产业发展政策与存在问题

2.1 我国储能产业政策现状

1)国家层面政策

调整能源结构、大力发展新能源和新型电力系统是实现“双碳”目标的关键,而储能可以显著增强新型电力系统的灵活性,对于促进新能源高比例消纳和发展绿色能源具有积极的作用。近年来,我国高层也较为重视储能产业发展,并将储能看作是国家能源工作的重点方向,为了推动储能产业发展,我国陆续出台了若干发展规划政策(表1),旨在将储能产业打造为国家的战略性新兴产业。与此同时,为了实现储能的多领域融合渗透,我国又陆续推出了储能应用在电力市场、清洁能源、新能源汽车等领域的激励政策,比如,2020年,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于电力中长期交易基本规则》的通知;2021年,国家能源局发布了《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》;2022年,国家发展改革委、国家能源局联合发布了《“十四五”新型储能发展实施方案》等等[10]。这些规划或政策的目的是让储能深度地融入电力行业、清洁能源、新能源汽车等领域,大力发展“可再生能源+储能”的应用模式,推动能源转型发展。

表1 2018年—2023年我国制定的部分储能产业规划与政策

2)地方政府政策

为推动储能产业发展,我国地方政府层面也推出了一些相关政策,主要包括能源规划类、调峰辅助市场运营规则类、储能项目补贴类等政策与措施。据国家能源局统计,在全国31个省份、地区所发布的“十四五”时期能源发展规划政策中,超过20个省份的规划政策里提到了发展储能产业,这为储能的发展提供了良好政策保障。针对储能参与电力市场的问题,近年来我国多个省市和地区也相继发布了电力辅助服务建设方案和运营的规则,据统计,截至2023年末,我国已超过20个省份地区发布了调峰辅助服务市场相关的政策文件,均指出了储能可参与电力市场并可获得相应的收益,而像《新疆电力辅助服务市场运营规则》《东北电力辅助服务市场运营规则补充规定》等文件中,不仅为储能新技术参与电力市场提供了平台,更是赋予了储能联合火电作为交易主体的灵活性[11]。此外,部分地方政府对储能及相关产业也制定了若干支持政策,比如,湖北、湖南、江苏、福建、广西等省份的管理部门有针对性地制定了区域特色的储能项目扶持政策,推出了储能参与电力并网的补贴计划,旨在优化储能产业发展的市场环境。

3)社会企业政策

储能作为能源结构重要的支撑技术,可有效解决新能源出力与用电负荷时空不匹配的问题,能显著增强新型电力系统的灵活性,在新型电力系统的建设中将会发挥重要作用。近年来,随着储能核心技术不断突破,储能产业的社会认知度也在不断提升,电力企业也越来越重视储能的发展。在2019年,国家电网围绕电网侧储能发展问题,印发了《关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见》,明确了储能可以提升新型电力系统的运行效率,要重视储能的发展和应用。此外,南方电网、国家能源集团、中国华能等电力企业也先后印发了关于促进电化学储能发展的指导性文件,主要围绕输配电价疏导、移动式储能应用、电网侧储能发展等方面提出相应政策,旨在促进新型储能技术和产业的发展,明确了国内电力企业发展储能和新型电力的政策与机制方向。

总体来看,我国储能产业政策涵盖了发展战略、市场发展、关键技术研发、财税补贴等方面的配套政策与规划,呈现出多方位布局、由点到面的特点,这些配套政策与规划对于我国储能产业发展起到了一定积极作用。

2.2 我国储能产业政策存在问题

1)顶层设计有待进一步完善

近年来,我国储能产业呈现规模化发展的趋势,而且发展速度不断加快。与此同时,储能产业发展中的行政审批流程效率较低、电力并网调度规则欠缺、储能电站安全标准不统一、产品检测认证体系不足等问题也逐渐显现出来,甚至出现管理不规范、制度要求差异等现象,制约着储能产业的发展。在新型电力并网与调度规则方面,针对储能接入电网的电压等级、储能逆变器的继电保护、储能并网测试验收要求标准等方面,部分地方管理部门也尚未给出明确、统一的规定,这在一定程度上影响着储能市场化的发展。随着新能源行业对储能技术发展的重视程度的提升,我国相关部门也陆续出台了储能参与电力辅助服务的相关政策与规划,但目前的储能项目主要还是借助发电企业的身份参与电力系统的运行,造成实际操作中存在交易平台难以支撑的现象,这也对储能项目以独立身份参与市场、服务市场造成了一定制约,储能产业发展的顶层设计有待进一步完善。

2)技术创新与扶持政策待加强

从整体能源发展形势来看,新能源配套储能已是大趋势,储能在电力系统调节方面将会起到积极作用,但从储能技术研发创新与相关政策扶持层面来看,我国与发达国家相比仍具有较大差距。其一,储能产业发展中的关键材料研发、储能系统集成、生产制造技术、电力系统并网应用等环节的创新实践,需要政府部门、科研院所、社会企业等多方组织的协同进行,但现实中由于缺乏相应的协调机制和组织部门牵头管理,致使储能核心技术创新与研发受到一定制约,影响了储能产业的发展。其二,储能技术发展路线与标准不明确,目前的储能领域存在多种技术路线,像电储能就有铅碳电池、锂离子电池、钠硫电池等多种技术,不同技术路线在充放电效率、经济性等方面也存在着较大差异,在多种储能技术路线和产品并存的情况下,储能核心技术标准往往会不统一,致使产业发展的资源得不到有效的集中与利用,对储能产业发展也会造成一定制约。其三,技术创新体系与扶持政策不完善,目前储能核心技术的研发与项目实践的投资主体仍然是以发电企业或新能源企业为主,且负担较重,众多社会资本则参与较少,技术研发与项目投资方面临着“不敢投-无心投-低效率”的问题,相关政府部门应积极布局储能核心技术的研发体系建设,同时推出相应扶持政策,强化新型储能核心技术的创新工作。

3)投资建设成本与经济性待优化

储能作为新能源发展的“助推剂”,在保障电力安全供应与提高新型电力系统运行效率方面具有积极的作用,储能产业的发展潜力和预期已在新能源行业获得了普遍认可,但其投资建设成本仍然较高,其经济性不足的问题也制约着储能市场化的进程。对此,虽然国内部分省市结合区域性电力消费量需求对储能电站的充放电投资项目出台了一些补贴优惠政策,但这些补贴优惠政策主要集中在储能运行阶段,也并不能完全弥补前期投资建设的成本,尤其是那些技术难度大、回报周期长的储能产业项目,更是存在“入不敷出”的现象。此外,来自于中关村储能产业技术联盟2022年的统计数据表明,国内储能投资建设成本及收益受相关政策和市场竞争规则变动的影响较大,经常出现储能基于辅助服务电力市场获利不能覆盖前期投资成本的状况,再加上地方补贴落地实施偏少,对储能产业规模化发展造成了较大制约。

3 国外储能产业主要政策及启示

3.1 美国:联邦政府综合规划,各州配合落实执行

从世界范围看,美国的储能产业发展较早,且发展技术水平位居世界各国前列,究其原因,其各级政府部门采取各类扶持政策起到了重要推动作用。从联邦层面看,美国政府部门主要通过制定长远发展计划、出台储能目标规划、扶持专项技术项目、给出补贴税政策等手段,拉动储能产业发展。比如,能源管理部门曾在2011年至2015年陆续制定了“年度储能发展计划”“电池技术研发计划”“新型储能技术规划”等,其目的在于推进新型储能技术的研发,加快储能产业示范项目建设和发展。近年来,在储能综合发展规划方面,美国能源部又陆续推出了《储能技术发展路线图》《储能供应链可持续发展政策指南》《电网储能供应链评估报告》等战略性文件,涉及储能技术研发、技术成果转化、政策与评估、供应链中安全问题防范等内容,旨在保障储能产业健康、持续发展[12]。从各州层面看,美国大多数州政府基于联邦制定的目标规划出台了关于储能产业发展的具体发展目标、激励机制和税收补贴政策。例如,针对“2040年无碳电力”目标的实现,美国纽约州政府制定了详细的储能产业“发展愿景计划”,明确了新型储能技术发展路线,并制定了财政专项补贴,旨在推进储能技术研发项目建设和产业发展;针对新型电力系统优化和发电并网储能应用,加利福尼亚州政府制定了相关激励计划和补贴政策,包含电量结算制度、税收减免政策、自发电激励计划等,旨在促进储能并网与服务商业化。

3.2 欧盟:多类型政策并举,建构储能“生态系统”

法国、德国、荷兰等欧盟国家近年来较为重视可再生能源和新型电力的发展,不断加强新型储能技术的研发,针对储能产业发展中的电解质材料、电池关键技术、制备工艺等问题,制定了相关发展规划和扶持政策,以推动新型储能的技术研发和产业化发展。欧盟国家在2010年曾联合成立了专门的能源研究联盟机构,明确了储能领域中的电化学储能、机械储能、超导磁储能等技术发展方向,开启了强化储能产业发展的序幕。随后,欧盟国家又联合组建了储能技术研发联盟,集结了众多业内相关专家,针对“电池2030+”储能发展规划,通过专项资金扶持,积极探索储能技术研发与创新,大力发展储能产业发展和可再生能源。此外,为保障“电池2030+”计划实现,欧盟也召集了法国、德国等国家的一些新能源学术机构、储能研究所和电池领域的知名专家和人士,针对储能电池技术进行长期研究,并给予专项补贴,以推动新型储能的发展[13]。总之,德国、法国、荷兰等欧盟国家,针对储能技术发展,成立了专门联盟机构与平台,分别推出了短、中、长期的发展计划与扶持政策,这些政策与计划相互衔接、相互补充,构建起了欧盟储能创新发展的良好生态系统。

3.3 日本:调整阶段政策,开放电力市场光储应用

日本虽然国土面积不大,但对能源的消耗量和需求量一直排在世界前列。日本由于缺乏煤炭等化石能源,较早地确定了发展可再生能源的战略与规划,相关部门也针对储能产业的不同发展阶段制定了相应的政策,例如,日本政府于2016年曾提出了“2050年能源环境与技术创新发展远景战略”,并着重指出研发低成本、可快速充放电的锂硫电池、固态锂电池、多价离子电池等先进的储能电池技术,并将电化学储能技术重点纳入到储能技术创新的领域。随后,在2020年、2021年分别发布和更新了《绿色增长战略》《日本基本能源计划》《可再生能源发展计划》,持续支持新型电池技术的研发,鼓励发展新能源,推动储能产业发展。在储能激励政策方面,日本政府大力鼓励民用住宅中使用储能系统,对光伏、风力等新能源发电储能系统给予购置、安装和使用补贴,对于家用电池储能系统则提供技术支持和一定费用补贴。此外,日本相关管理部门对新能源固定上网电价机制也进行了不断革新与优化,降低光伏上网电价并给予较大补贴,激发了用户侧提升光伏自用的水平,以推动储能技术进步与产业发展。

3.4 相关启示

为了促进储能产业的发展和相关技术的进步,美国、欧盟、日本等国家在发展规划、市场机制、财税支持等方面的政策探索有一定借鉴意义。

1)各类型储能政策的适用范围有所不同,需要有针对性、合理化匹配。比如,储能发展规划是基于国家电力发展布局所制定的长期性计划,适用于对储能产业发展的整体布局;市场机制主要针对的是储能如何参与各类电力市场的问题,通过完善储能辅助、服务电力市场的机制,不仅能充分发挥储能的作用,还可以借助市场手段满足电力系统需求的同时推动储能的发展。

2)探索切实可行的储能发展财税支持政策。储能产业发展初期,项目投入通常大于产出,此阶段出台相关的财税支持政策往往会起到积极作用,比如日本的一些省份对储能示范类型项目和家用电池储能给出费用补贴,户用储能装机规模在不断增加,对于储能发展的推动效果显著。目前我国储能成本较高,用户投资意愿较低,相关部门应适当借鉴国外的实践经验,深入研究储能产业发展所需的财税扶持政策,调动储能投资的积极性。

3)扶持政策要与储能产业发展的阶段、电力发展的布局相适应。以美国为例,联邦政府与各州针对储能产业发展的不同阶段分别推出了不同政策,比如在储能产业初期,项目投资成本往往高于收益,美国部分州政府曾出台一系列的财税扶持政策,以激励新能源相关企业投资储能发展,并取得了一定成效;随着储能产业进入发展期,储能项目投资成本呈下降趋势,储能企业参与电力市场以提高收益的需求大幅增加,美国联邦政府陆续出台政策将储能企业视为独立市场的主体,简化参与市场的流程,为储能产业快速发展“扫清障碍”。

4 我国储能产业可持续发展政策优化建议

4.1 强化产业顶层设计,制定适宜发展路线

首先,明确储能产业在国家“双碳”目标实现与能源转型发展战略中的位置与作用,发挥政府管理部门的引领作用,组织开展储能核心技术与应用领域战略的研究,制定储能产业可持续发展路线图。同时,强化顶层设计,推出并完善储能与新能源协调发展的长效机制,形成系统、成熟的基础理论体系,促进储能产业的长远、稳定发展。其次,参考美国、日本等国家的储能产业扶持政策,积极探索对纳入到政府规划或者区域试点的储能项目进行激励政策支持,比如,采取专项资金扶持、基金增持、财政补贴、税收优惠等多样化措施,以保持储能产业的稳定性和持续性发展。最后,基于国内储能产业发展问题的分析,相关部门可持续完善储能项目的行政审批流程、并网调度规则、系统安全标准,建构与储能产业发展相适应的标准体系,保障储能项目以独立身份参与电力系统,加强引导应用需求与核心技术对接,发挥储能服务电力市场的作用。

4.2 基于产业发展阶段,制定适宜发展政策

通过梳理美国、日本、欧洲等国家和地区的储能政策,可以看出,产业政策的制定与优化需充分结合储能发展的不同阶段,比如,在储能产业发展期,采用的税收优惠和激励性政策,对储能成本下降和规模化发展起到了积极促进作用。我国政府管理部门可依据储能产业发展的不同阶段,结合国内外形势,深入研究和制定适宜的政策,营造储能产业良好的发展环境。例如,在储能发展初期,有针对性制定战略规划,加强储能与能源电力相关规划的衔接,统筹储能上下游发展;针对储能投资建设成本较高的阶段,部分地方政府部门可借鉴美国的实践经验,探索储能项目投资与建设的财政补贴、税收抵免、无息贷款等扶持政策,并基于电源侧、电网侧、用户侧、新能源配套等各方要求制定合理的补贴标准,以充分调动储能产业投资与项目建设的积极性。此外,随着国内储能产业发展,相关部门也需要充分发挥引导作用,积极探索新型储能参与市场的商业模式,针对部分规模较小、无法回收建设成本、投资收益率较小的储能项目,应进一步探索聚合商、储能共享、虚拟电厂等经营模式,以促进储能与电力系统各环节的融合发展[14]。

4.3 加强技术研发投入,降低储能发展成本

针对储能产业发展,突破关键核心技术难关,强化储能技术发展基础性研究至关重要,因此,有必要强化储能领域技术研发投入,重点支持那些能够显著提升储能经济性、起到前沿引领性作用的项目,对储能产业发展能起到积极促进作用。其一,整合科研院所、高等院校、社会企业等相关组织建立储能产业技术创新与应用推广联盟,加强储能技术研发投入,重点突破储能系统并网、高性能电解质材料、电极界面设计、工程制造工艺等难题,以推进储能技术的协同创新。其二,结合新能源的开发规模、可再生能源发电特性、储能接入方式等特点,开展配电网“消纳能力”的研究,加强技术创新与成果应用,明确分布式新能源配套储能的科学比例,切实推动配电系统与储能的协同发展。其三,强化技术创新以降低储能系统的成本,不断在技术曲线积累、商业价值实践方面进行突破。为此,要不断加大科研投入力度,开发多种新型储能方案,确保多种技术协同发展以供电网储能系统选择,提升储能在智能电网、分布式能源、工业节能等领域供应链的韧性水平。

4.4 建立多方协调机构,加强产业人才培养

储能产业发展中,核心技术不断创新是关键,充分利用政府机构、社会企业、科研院所等多方力量与资源强化产学研紧密合作,对推进储能长远、可持续发展具有积极作用。对此,建议成立专门的储能产学研管理机构,统筹协调,凝聚力量,致力于储能技术不断创新,推进储能产学研发展。储能发展中的关键正负极材料、电极界面设计、工程化制造工艺等领域的技术攻关,需要大量相关专业人才的支撑方可完成,尤其需要那些高层次、跨学科专业的科研人才的引领作用,因此,储能产业的发展,需要强化人才支撑与引领服务作用。一方面,各地方省市可结合社会企业需求及时调整或优化人才引进政策,联合社会用人单位对引进的相关高层次人才给予妥善安置[15];另一方面,加强高校院校与社会企业的合作,加强多学科交叉人才培养,可采取“订单式”的人才培养方式,结合企业对人才知识、能力和素质的要求,加大储能产业高端人才的培养力度。

5 结语

在实现“双碳”目标和构建新型电力系统的背景下,储能可有效解决新能源出力与用电负荷时空不匹配的问题,在新型电力系统的建设和大规模新能源并网中发挥着重要作用。

目前,我国储能产业发展中仍面临诸多问题,比如,顶层发展规划尚不完善、管理规则尚不健全、经济性相对薄弱、市场交易机制及成本利益分配制度有待优化等。产业政策是推动和构建储能产业体系的重要抓手,针对目前储能产业的发展现状,本文在基于发达国家和地区储能产业政策分析的基础上,从顶层设计、发展规划、产业扶持、科技创新、人才支撑等方面提出了具体的政策建议,即:强化产业顶层设计,制定适宜发展路线;基于产业发展阶段,制定适宜发展政策;加强技术研发投入,降低储能发展成本;建立多方协调机构,加强产业人才培养等,以期促进我国储能产业长远发展和“双碳”目标的实现。