到2020年，儲能產(chǎn)業(yè)的價值規(guī)模將達(dá)到906.8億～4821.6億美元，將占到電力產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的5%～15%。
文/陳海生
電力儲能系統(tǒng)可以通過一定介質(zhì)存儲電能，在需要時將所存能量釋放發(fā)電。
隨著世界電力需求和生產(chǎn)持續(xù)增長，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差不斷擴(kuò)大，迫切需要這樣的電力儲能系統(tǒng)與之相配套，平滑電力負(fù)荷，提高設(shè)備運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性。
更為重要的是，電力儲能系統(tǒng)可以將間歇性的可再生能源“拼接”起來，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而解決可再生能源發(fā)展的瓶頸問題。
作為負(fù)荷平衡裝置和備用電源，電力儲能系統(tǒng)也是智能電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)必需的關(guān)鍵技術(shù)，用于解決其故障率高、系統(tǒng)容量小、負(fù)荷波動大等問題。
可以說，儲能技術(shù)是新能源產(chǎn)業(yè)革命的核心。沒有儲能技術(shù)的發(fā)展，就不可能有可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展。
引入儲能系統(tǒng)需求越來越大
最近幾年，國際電力儲能產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，目前年均增長9.0%左右，遠(yuǎn)高于全球電力2.5%的增長率，儲能產(chǎn)業(yè)已成為世界上主要發(fā)達(dá)國家重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。
隨著我國電網(wǎng)容量的不斷擴(kuò)大，峰谷差不斷增加，可再生能源、分布式供能和智能電網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，對大規(guī)模發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)的需求也越來越大。
我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體落后于發(fā)達(dá)國家。截至2010年底，全球電力儲能總裝機(jī)為125.52GW，約占世界電力裝機(jī)總量的3.0%。截至2010年底，我國電力儲能總裝機(jī)約為16.345GW，僅約占全國電力裝機(jī)總量的1.7%。儲能已成為可再生能源和智能電網(wǎng)大規(guī)模發(fā)展的主要瓶頸。
大規(guī)模儲能技術(shù)已被列入國家“十二五”能源規(guī)劃，出臺相應(yīng)的法規(guī)和政策，引導(dǎo)促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已成趨勢。
隨著人民生活水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國電網(wǎng)峰谷差逐年增大。據(jù)國家電力調(diào)度通信中心統(tǒng)計，2000年以來，多數(shù)電網(wǎng)的高峰負(fù)荷增長幅度在10％左右甚至更高，而低谷負(fù)荷的增長幅度則維持在5％甚至更低，峰谷差的增加幅度大于負(fù)荷的增長幅度，電網(wǎng)最大峰谷差的增加大于平均峰谷差的增加，在電網(wǎng)中引入儲能系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)峰的迫切需求。
2010年全國電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量為962GW，預(yù)計到2015年全國發(fā)電裝機(jī)容量將為1430GW，到2020年將達(dá)到1640GW。在已發(fā)表文獻(xiàn)中，預(yù)測到2020年電網(wǎng)調(diào)峰儲能將占國家發(fā)電裝機(jī)容量的最大比例為16%，則到時我國電網(wǎng)調(diào)峰儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到262.4GW。適用于調(diào)峰的大規(guī)模儲能技術(shù)，主要有抽水蓄能和壓縮空氣儲能技術(shù)，其平均建設(shè)成本為500～900$/kW，則到2020年我國電網(wǎng)調(diào)峰儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模達(dá)到1312億～2361.6億美元。
據(jù)中國水力發(fā)電工程學(xué)會副秘書長張博庭介紹，“十二五”抽水蓄能電站開工目標(biāo)已從5000萬千瓦上調(diào)到8000萬千瓦，即到2015年我國儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量占發(fā)電裝機(jī)容量最小比例為5.56%，假設(shè)在未來儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量與電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量保持同步增長，則到2020年我國調(diào)峰儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到96.76GW；到2020年我國電網(wǎng)調(diào)峰儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模達(dá)到483.8億～870.84億美元。
在可再生能源方面，截止到2010年底，我國風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量為44.7GW，太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量為0.86GW；到2015年和2020年我國風(fēng)電總裝機(jī)容量將分別達(dá)到130GW和200GW，太陽能發(fā)電總裝機(jī)將分別達(dá)到10GW和50GW。由于可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性，對大規(guī)模儲能的要求也更高。有的文獻(xiàn)預(yù)測到2020年我國儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量需占風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量比例為34%，則到時我國風(fēng)力發(fā)電儲能系統(tǒng)的裝機(jī)容量規(guī)模將達(dá)到68GW；適用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能技術(shù)包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能技術(shù)和電池儲能技術(shù)等，其建設(shè)成本為1354～2412$/kW，則到2020年風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模達(dá)到920億～1640億美元。假如我國2020年儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量占風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量采用較低的比例10%，則到2020年我國風(fēng)力發(fā)電儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到20GW；而到2020年風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模達(dá)到270.8億～482.4億美元。
同樣，對于太陽能，假如我國2020年儲能系統(tǒng)占太陽能發(fā)電裝機(jī)容量比例為34%，則到2020年我國太陽能發(fā)電儲能系統(tǒng)的裝機(jī)容量規(guī)模將達(dá)到17GW，則到2020年我國太陽能發(fā)電系統(tǒng)的儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模達(dá)到247億～410億美元。假如我國2020年儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量占太陽能發(fā)電裝機(jī)容量比例為12.5%，則到2020年我國太陽能發(fā)電儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到6.25GW，而到2020年太陽能發(fā)電系統(tǒng)的儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模將達(dá)到84.5億～150.75億美元。
在分布式供能方面，截止到2010年底，我國天然氣分布式發(fā)電總裝機(jī)容量為5GW，占全國發(fā)電總裝機(jī)容量的0.52%；到2015年和2020年我國天然氣分布式發(fā)電總裝機(jī)容量將分別達(dá)到8GW和50GW。假如我國2020年儲能系統(tǒng)占分布式發(fā)電裝機(jī)容量比例為34%，則到2020年我國分布式發(fā)電儲能系統(tǒng)的裝機(jī)容量規(guī)模將達(dá)到17GW，則到2020年我國分布式發(fā)電系統(tǒng)的儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模達(dá)到247億～410億美元。假如我國2020年儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量占分布式發(fā)電裝機(jī)容量比例為10%，則到2020年我國分布式發(fā)電儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到5GW，而到2020年分布式發(fā)電系統(tǒng)的儲能產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模將達(dá)到67.7億～120.6億美元。
綜上所述，到2020年，儲能產(chǎn)業(yè)的價值規(guī)模將達(dá)到906.8億～4821.6億美元，將占到電力產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的5%-15%。按每個產(chǎn)業(yè)工人人均創(chuàng)造社會財富20.3萬元，約為3.17萬美元計算，則到2020年，儲能產(chǎn)業(yè)可提供的產(chǎn)業(yè)工人就業(yè)崗位人數(shù)為285.9億～1520.1萬人，按工業(yè)對服務(wù)業(yè)促進(jìn)比例1:1.2計算，則2020年儲能產(chǎn)業(yè)最多可為社會提供3344.2萬個就業(yè)崗位機(jī)會。
發(fā)展我國儲能產(chǎn)業(yè)對策
通過對世界上和我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析，可以預(yù)見未來儲能產(chǎn)業(yè)有很大的市場，但是，目前儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也面臨著多個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
首先是技術(shù)挑戰(zhàn)。除抽水蓄能已得到大規(guī)模應(yīng)用外，其他儲能技術(shù)的成熟度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證，用戶對各種儲能技術(shù)的選擇需市場進(jìn)一步考驗(yàn)。
其次是應(yīng)用挑戰(zhàn)。儲能技術(shù)在電力行業(yè)中應(yīng)用時間短，如何將儲能技術(shù)同電力系統(tǒng)進(jìn)行集成和規(guī)模應(yīng)用，以期達(dá)到最佳效果，尚需實(shí)踐檢驗(yàn)；同時，電力行業(yè)對產(chǎn)品要求較高，儲能產(chǎn)品在規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用前需一定時間的測試和使用。因此，儲能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用必須經(jīng)歷一個較長過程。
再次是機(jī)制挑戰(zhàn)。由于發(fā)電、輸電、配電和用電環(huán)節(jié)均可從儲能應(yīng)用中受益，但目前儲能產(chǎn)業(yè)盈利機(jī)制尚不明確；儲能產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展規(guī)劃、配套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、運(yùn)行監(jiān)管和審查體系的缺失，也迫切需要因地制宜建立明確的儲能產(chǎn)業(yè)機(jī)制。
目前，我國有待出臺專門針對儲能產(chǎn)業(yè)的具體政策。但在國外，具體的儲能產(chǎn)業(yè)扶持政策的出臺和有效實(shí)施，有力地促進(jìn)了各種儲能技術(shù)示范工程運(yùn)行和商業(yè)化推廣的實(shí)現(xiàn)。因此，為更好地促進(jìn)我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，筆者有如下建議：
其一，完善政策體系，建立市場機(jī)制。可以借鑒美國的做法，為儲能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行專門的立法，明確儲能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃制定的重要性和必要性、產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)和技術(shù)支持政策、推廣與應(yīng)用政策、激勵以及監(jiān)督措施等方面內(nèi)容。通過立法形成促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的長效機(jī)制。同時，能源主管部門應(yīng)制訂儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、項目執(zhí)行規(guī)劃等，明確儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模和建設(shè)區(qū)域。此外，應(yīng)明確儲能產(chǎn)業(yè)利益分配機(jī)制，有利于增加產(chǎn)業(yè)融資手段，提高產(chǎn)業(yè)投資積極性，儲能系統(tǒng)可以存在于電網(wǎng)“資源-發(fā)電-輸電-配電-用電”的任一環(huán)節(jié)，其投資主體應(yīng)多元化，鼓勵發(fā)電商、電網(wǎng)公司、用戶端以及第三方獨(dú)立儲能企業(yè)等投資方投資儲能產(chǎn)業(yè)。
其二，推進(jìn)儲能技術(shù)的研發(fā)示范和產(chǎn)業(yè)化，大力推進(jìn)儲能技術(shù)的研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，特別是適合大規(guī)模儲能的抽水蓄能機(jī)組、壓縮空氣儲能、大規(guī)模太陽能蓄熱、大容量電池和超級電容等，通過技術(shù)研究、技術(shù)裝備、示范工程和研發(fā)平臺建設(shè)，爭取在100MW級抽水蓄能機(jī)組、10MW級壓縮空氣儲能、10MW級太陽能蓄熱、MW級大容量電池和MW級超級電容等儲能技術(shù)方面取得突破，通過智能電網(wǎng)系統(tǒng)、大規(guī)模間歇式電源接入系統(tǒng)、風(fēng)/光/儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、水/光/儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)示范系統(tǒng)等示范工程的建設(shè)和運(yùn)行，為我國儲能產(chǎn)業(yè)積累有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提高儲能系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化水平，為儲能的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
其三，健全監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)體系。目前需要成立一個統(tǒng)籌管理儲能事務(wù)的職能部門，能夠有效監(jiān)督、管理儲能項目的企業(yè)配套規(guī)劃執(zhí)行情況和儲能項目運(yùn)行情況，審查項目資金使用情況。同時，也要建立評估、審查標(biāo)準(zhǔn)，真實(shí)體現(xiàn)儲能系統(tǒng)的價值。儲能系統(tǒng)評估、審查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括能源效率節(jié)約、溫室氣體減排、投資成本降低、延緩電網(wǎng)升級、電力質(zhì)量提高等標(biāo)準(zhǔn)，以便正確合理評估儲能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。
其四，盡快制訂強(qiáng)制性的儲能系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范和帶有儲能系統(tǒng)的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范，建立并網(wǎng)認(rèn)證和檢測制度，以便給有關(guān)企業(yè)和科研單位一個公平競爭的平臺，同時也有利于督促發(fā)電企業(yè)主動參與發(fā)電側(cè)電能的調(diào)頻調(diào)相，提高電能質(zhì)量，而電網(wǎng)公司則可以對滿足并網(wǎng)規(guī)范的電能全額接收。
此外，為了加大政策扶持力度、加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展?？梢詫?shí)施如給予稅收及貸款優(yōu)惠、進(jìn)行財政補(bǔ)貼、實(shí)施峰谷電價、兩部制電價和儲能電價等不同的電價等優(yōu)惠政策，加強(qiáng)儲能技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)?！?/p>
（作者為中國科學(xué)院工程熱物理研究所儲能研發(fā)中心主任 ）
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