深瞳工作室出品
科技日報(bào)記者 王禹涵 梁樂 策劃 趙英淑 滕繼濮
11月初，一個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)能項(xiàng)目在新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州運(yùn)行，首次向當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸送了電能。這一項(xiàng)目總裝機(jī)容量達(dá)到了30萬千瓦/120萬千瓦時(shí)，并擁有長達(dá)4小時(shí)的儲(chǔ)能時(shí)長，創(chuàng)下了磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能領(lǐng)域全球容量之最。
從2021年底的400余萬千瓦，到2024年三季度末的5852萬千瓦，我國新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。然而，新型儲(chǔ)能領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的同時(shí)，也遭遇“成長的煩惱”——行業(yè)發(fā)展高歌猛進(jìn)的背后，低價(jià)“內(nèi)卷”之風(fēng)盛行。
如何通過技術(shù)創(chuàng)新、模式革新和政策引導(dǎo)破局，為新型儲(chǔ)能長遠(yuǎn)發(fā)展保駕護(hù)航？這成為新型儲(chǔ)能行業(yè)亟待解決的核心問題。
一路高歌猛進(jìn)
簡單地說，儲(chǔ)能即是將富余的電能儲(chǔ)存起來，以便在需要時(shí)釋放使用。目前，抽水蓄能是應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能方式。而新型儲(chǔ)能，則是指除抽水蓄能外的其他方式，磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能就是其中的一種。
憑借快速響應(yīng)和靈活布局的特點(diǎn)，新型儲(chǔ)能已成為我國構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系不可或缺的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
今年入冬以來，新疆頻頻受到大范圍寒潮侵襲，電網(wǎng)負(fù)荷大幅增加。“遍布全疆的170座‘超級充電寶’，在這次寒潮中發(fā)揮了大作用！”國網(wǎng)新疆電力有限公司調(diào)度控制處副處長蔡鵬程對記者說。
蔡鵬程口中的“超級充電寶”，指的便是新型儲(chǔ)能電站。
蔡鵬程介紹，寒潮等極端天氣對新能源發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性產(chǎn)生較大影響。例如，極熱、極冷天氣下風(fēng)力可能減弱，極寒地區(qū)太陽能輻射強(qiáng)度又低，而傍晚或夜間太陽能發(fā)電量則幾乎為零。
“新型儲(chǔ)能電站在用電低谷時(shí)充電，高峰時(shí)放電。這樣的工作形式能夠有效彌補(bǔ)電力缺口，展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)急保障和調(diào)節(jié)能力。”蔡鵬程認(rèn)為，新型儲(chǔ)能電站已成為能源保供領(lǐng)域的新生力量。
作為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中的新生力量，以鋰離子電池儲(chǔ)能為主導(dǎo)的新型儲(chǔ)能技術(shù)路線基本成型。
國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長邊廣琦表示，當(dāng)前鋰離子電池儲(chǔ)能占投運(yùn)項(xiàng)目的97%以上，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能等技術(shù)也在迅猛發(fā)展，行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢。
壓縮空氣儲(chǔ)能，顧名思義，就是將空氣壓縮成高壓狀態(tài)，打入地下洞穴儲(chǔ)氣庫，然后在用電高峰時(shí)釋放出來，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組做功產(chǎn)生電能。目前，這是唯一能與抽水蓄能媲美的大規(guī)模長時(shí)物理儲(chǔ)能技術(shù)。
今年4月，湖北應(yīng)城30萬千瓦級壓縮空氣儲(chǔ)能電站示范工程項(xiàng)目，儲(chǔ)能容量達(dá)150萬千瓦時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%。
今年10月，新疆烏魯木齊甘泉堡40萬千瓦/160萬千瓦時(shí)混合電化學(xué)共享儲(chǔ)能項(xiàng)目在新疆烏魯木齊甘泉堡經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)啟動(dòng)。該共享儲(chǔ)能項(xiàng)目采用電化學(xué)儲(chǔ)能形式，以及磷酸鐵鋰、先進(jìn)鈉離子、全釩液流等多種混合技術(shù)路線。
國網(wǎng)新疆電力有限公司的數(shù)據(jù)顯示，2024年1—11月，新疆新型儲(chǔ)能累計(jì)充電39.5億千瓦時(shí)，放電34.1億千瓦時(shí)，轉(zhuǎn)換效率86.3%，提升全網(wǎng)新能源利用率3.4個(gè)百分點(diǎn)，新型儲(chǔ)能最大頂峰電力395.6萬千瓦，有力支撐了電網(wǎng)早晚高峰電力供應(yīng)。
沒有“硝煙”的價(jià)格戰(zhàn)
“‘十四五’以來，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的快速擴(kuò)大，直接帶動(dòng)了超過1000億元的投資，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈上下游的發(fā)展，已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能。”邊廣琦說。
然而，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展高歌猛進(jìn)的背后，技術(shù)瓶頸、成本偏高和市場機(jī)制不完善等一系列問題也隨之浮現(xiàn)。
在今年10月舉行的“促進(jìn)西北新能源高比例發(fā)展專家研討會(huì)暨西北電力圓桌項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)”上，一份由中國能源研究會(huì)雙碳產(chǎn)業(yè)合作分會(huì)發(fā)布的報(bào)告引發(fā)熱議。
這份名為《促進(jìn)西北新能源高比例發(fā)展亟須解決的關(guān)鍵問題——儲(chǔ)能發(fā)展和電力跨省跨區(qū)交易機(jī)制研究》的報(bào)告，直指儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的困境——利用率不足、成本疏導(dǎo)機(jī)制不暢、商業(yè)模式模糊、市場化程度偏低等。該報(bào)告還指出，西北地區(qū)甚至同時(shí)存在儲(chǔ)能過剩與不足并存的現(xiàn)象。
如今，儲(chǔ)能行業(yè)的盈利模式主要圍繞電力市場交易、容量租賃服務(wù)以及政府政策補(bǔ)貼三大支柱來構(gòu)建。然而，在我國多地的現(xiàn)貨市場中，峰谷價(jià)差空間很小，且儲(chǔ)能電站僅能利用午間低谷和晚間高峰時(shí)段進(jìn)行一次充放電，大大削弱了盈利潛力；在容量租賃方面，租賃合約期限偏短，加之市場價(jià)格波動(dòng)頻繁且劇烈，導(dǎo)致實(shí)際租賃費(fèi)用呈現(xiàn)逐年下降趨勢，進(jìn)一步壓縮了儲(chǔ)能項(xiàng)目的收益空間；至于政策補(bǔ)貼方面，其雖然為行業(yè)提供了重要支持，但補(bǔ)貼政策的不確定性和可能的變動(dòng)性，使得依賴政策補(bǔ)貼的盈利模式亦顯得不夠穩(wěn)固。
在風(fēng)光發(fā)電強(qiáng)制配置儲(chǔ)能的政策框架下，新型儲(chǔ)能技術(shù)始終處于一種從屬地位，其價(jià)格形成機(jī)制尚有諸多待完善之處，亟待優(yōu)化以體現(xiàn)其真實(shí)價(jià)值。而鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的“保鮮期短”和重資產(chǎn)屬性，亦決定著其難以擺脫低價(jià)競爭的命運(yùn)。
在儲(chǔ)能行業(yè)內(nèi)部，一場沒有“硝煙”的價(jià)格戰(zhàn)悄然打響。儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電芯成本占比高達(dá)60%，且電芯生產(chǎn)具有連續(xù)性要求。為了保持生產(chǎn)線持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，許多企業(yè)不惜虧本也不愿停產(chǎn)，但電芯性能衰減迅速，導(dǎo)致庫存成本高昂，這使得企業(yè)急于出清，引發(fā)了儲(chǔ)能電芯價(jià)格戰(zhàn)。
因此，新型儲(chǔ)能行業(yè)不得不在高昂的建設(shè)成本和狹窄的盈利空間中，尋找生存之道。
從技術(shù)層面破局
價(jià)格戰(zhàn)讓新型儲(chǔ)能行業(yè)失去持續(xù)良性發(fā)展的動(dòng)力，而低價(jià)引發(fā)的質(zhì)量隱患，也帶來了巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。近年來，國內(nèi)外儲(chǔ)能電站安全事故時(shí)有發(fā)生。
“堅(jiān)守安全發(fā)展的底線，儲(chǔ)能行業(yè)方能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。”寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長曾毓群在2024世界儲(chǔ)能大會(huì)上表示，作為一個(gè)技術(shù)高度密集的產(chǎn)業(yè)，只有聚焦價(jià)值競爭，創(chuàng)造高價(jià)值產(chǎn)品，才能走上良性發(fā)展的道路。高可靠是行業(yè)發(fā)展的根基，高價(jià)值是行業(yè)良性發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。
面對新型儲(chǔ)能發(fā)展中的困境和挑戰(zhàn)，產(chǎn)學(xué)研各界已經(jīng)達(dá)成共識，必須加大基礎(chǔ)研究力度，著力從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)突破。
固態(tài)電池，一種能量密度和循環(huán)次數(shù)數(shù)倍于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池的新型儲(chǔ)能載體，有望在未來成為儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵，為可再生能源的廣泛應(yīng)用和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。
2024年，多家新能源車企、動(dòng)力電池和材料供應(yīng)商紛紛發(fā)布固態(tài)電池最新進(jìn)展。
近期，廣州鵬輝能源科技股份有限公司對外公布稱，其固態(tài)電池循環(huán)壽命高達(dá)600次，容量保持率穩(wěn)居90%以上，能量密度達(dá)到了280瓦時(shí)/千克。該公司技術(shù)人員閆龍龍博士透露，如采用更高比例的硅基負(fù)極材料，能量密度有望升至300瓦時(shí)/千克。該公司計(jì)劃于2026年建成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)與全面市場推廣。
中國科學(xué)院院士趙天壽則從安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行、資源可及三大核心要求出發(fā)，看好時(shí)長靈活、擴(kuò)容方便的液流電池技術(shù)。
液流電池，又名氧化還原液流電池技術(shù)，是一種正負(fù)極活性物質(zhì)均為液體且儲(chǔ)存在獨(dú)立儲(chǔ)液罐中，通過外接管路使電解液流入電堆內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。液流電池技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢，在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
“液流電池的能量存儲(chǔ)在電解液即水溶液中，不易著火，且具有較長的循環(huán)壽命。”趙天壽補(bǔ)充道。
技術(shù)創(chuàng)新不僅要單點(diǎn)突破，更要產(chǎn)學(xué)研協(xié)同進(jìn)行全鏈布局。今年7月，中央企業(yè)新型儲(chǔ)能創(chuàng)新聯(lián)合體正式成立。該聯(lián)合體由國家電網(wǎng)有限公司及南方電網(wǎng)公司共同牽頭組建，成員單位包括33家中央企業(yè)和104家地方國企、民營企業(yè)、高等院校、科研院所及社團(tuán)組織，將推動(dòng)新型儲(chǔ)能領(lǐng)域基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，加快科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。
多措并舉推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級
近年來，我國新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步增長。國家能源局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至今年第三季度末，我國已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能5852萬千瓦/1.28億千瓦時(shí)，較2023年底增長約86%。
從2020年到2024年，我國西北地區(qū)儲(chǔ)能裝機(jī)容量復(fù)合增速超過100%，成為全國儲(chǔ)能發(fā)展最快地區(qū)。
中國能源研究會(huì)雙碳產(chǎn)業(yè)合作分會(huì)主任黃少中表示，在“雙碳”目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型大背景下，促進(jìn)西北地區(qū)新能源高比例發(fā)展的政策研究大有可為。
多位業(yè)內(nèi)人士也認(rèn)為，當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)正處于從研發(fā)示范向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。除了技術(shù)上的突破，從新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的宏觀規(guī)劃，到安全標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建與價(jià)格機(jī)制的完善，政府的政策引導(dǎo)顯得尤為關(guān)鍵。
11月初，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案（征求意見稿）》指出，適度超前布局氫儲(chǔ)能等超長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)、拓展風(fēng)光儲(chǔ)氫等新能源應(yīng)用場景。
“電解水制氫是解決新能源規(guī)模化發(fā)展的重要措施。氫能與電能相似，是二次能源；氫能可以長時(shí)間儲(chǔ)存，可以成為能源儲(chǔ)備體系的組成部分。”中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)副會(huì)長史立山如是說。
新型儲(chǔ)能發(fā)展提速，好的法治環(huán)境也不可或缺。今年9月，《中華人民共和國能源法》頒布，明確指出推進(jìn)新型儲(chǔ)能的高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)揮各類儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)作用。
在2024世界儲(chǔ)能大會(huì)上，國際可再生能源署首次發(fā)布儲(chǔ)能專題研究報(bào)告《光伏與儲(chǔ)能助力能源轉(zhuǎn)型》，提出加速光伏和儲(chǔ)能部署有三大推動(dòng)因素：一是政策激勵(lì)，包括鼓勵(lì)投資、建立可持續(xù)的商業(yè)模式與市場機(jī)制、提供有力的融資與保險(xiǎn)政策等；二是擴(kuò)建電網(wǎng)與儲(chǔ)能設(shè)施，將儲(chǔ)能納入電網(wǎng)建設(shè)的整體規(guī)劃與部署中；三是積極推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定與認(rèn)證工作。
“當(dāng)前，要把促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型與發(fā)展好、利用好儲(chǔ)能緊密結(jié)合起來，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”工業(yè)和信息化部總經(jīng)濟(jì)師、辦公廳主任高東升表示，要加強(qiáng)新型儲(chǔ)能制造業(yè)統(tǒng)籌布局，發(fā)揮新型儲(chǔ)能創(chuàng)新中心等平臺作用，布局建設(shè)一批儲(chǔ)能領(lǐng)域中試驗(yàn)證平臺，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)支撐引領(lǐng)，統(tǒng)籌推進(jìn)產(chǎn)品攻關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)研制。同時(shí)，探索可持續(xù)發(fā)展的儲(chǔ)能商業(yè)化模式，不斷拓展儲(chǔ)能產(chǎn)品示范應(yīng)用。
延伸閱讀
儲(chǔ)能發(fā)展需小步快跑
作為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要一環(huán)，儲(chǔ)能正逐漸應(yīng)用至各個(gè)場景。2023年以來，儲(chǔ)能市場發(fā)展呈現(xiàn)井噴之勢：利好政策頻出、技術(shù)多元化發(fā)展、裝機(jī)規(guī)模大增、資本密集涌入，多地產(chǎn)業(yè)集群崛起。
然而，在儲(chǔ)能“狂飆”的背后，“價(jià)格戰(zhàn)”硝煙彌漫、不乏出現(xiàn)“賠本賺吆喝”的情況，加之大規(guī)模儲(chǔ)能電站建設(shè)以及大容量電芯的使用，對儲(chǔ)能的安全性和可靠性提出了更高的要求。
保持定力、練好“內(nèi)功”，找準(zhǔn)差異化市場定位、從而擺脫低層次的“內(nèi)卷”，成為記者在采訪中聽到的較多聲音。多位業(yè)內(nèi)人士表示，推動(dòng)儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展，不能盲目超速，也不能停滯不前，需要小步快跑。
11月初，2024世界儲(chǔ)能大會(huì)在福建省寧德市召開。其間，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長兼總經(jīng)理曾毓群表示，很多企業(yè)把儲(chǔ)能行業(yè)當(dāng)作是一個(gè)低門檻的金礦，抱著短期淘金的心態(tài)進(jìn)入，導(dǎo)致行業(yè)野蠻生長，亂象頻出。
“作為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，儲(chǔ)能行業(yè)不能亂。但能源轉(zhuǎn)型的需求也要求行業(yè)發(fā)展絕不能慢，行業(yè)必須在快速增長中同步實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。”曾毓群說。
曾毓群認(rèn)為，儲(chǔ)能行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，首先需要以扎實(shí)的理論模型、完整的數(shù)據(jù)和全面的測試驗(yàn)證作為支撐，創(chuàng)造技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)品。其次，儲(chǔ)能行業(yè)要打開視野，為千行百業(yè)提供全場景、一體化的解決方案，為自己、為客戶、為全球的能源轉(zhuǎn)型布好局。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長陳海生認(rèn)為，2024年，新型儲(chǔ)能在從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展的過程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)變。他預(yù)測，未來5年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)仍將維系50%—60%的復(fù)合增長，保守估算2027年新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模97吉瓦，樂觀估算為138吉瓦。
“2025年，行業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注長時(shí)規(guī)模和短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)，混合儲(chǔ)能在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性上的綜合價(jià)值有望逐步形成。”陳海生表示，隨著新能源裝機(jī)占比持續(xù)提升，電力系統(tǒng)對新型儲(chǔ)能的多元化需求會(huì)持續(xù)發(fā)展，長短時(shí)儲(chǔ)能相互補(bǔ)充的發(fā)展態(tài)勢將逐步形成。同時(shí)，不同用戶側(cè)不同應(yīng)用場景也會(huì)提出差異化的需求，混合儲(chǔ)能技術(shù)對滿足差異化需求、實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化有重要意義。
