一直以來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展備受各國(guó)能源、交通、電力、電訊等部門的高度關(guān)注，尤其對(duì)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)具有重大意義。受環(huán)境約束，各國(guó)紛紛大力提倡發(fā)展新能源，然而由于新能源發(fā)電具有不穩(wěn)定性和間歇性,大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用將使供需矛盾更加突出,全球棄風(fēng)、棄光問(wèn)題普遍存在，嚴(yán)重制約了新能源的發(fā)展。因此，儲(chǔ)能技術(shù)的突破和創(chuàng)新就成為新能源能否順利發(fā)展的關(guān)鍵。從某種意義上說(shuō)，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的程度將決定新能源的發(fā)展水平。全球儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
?。ㄒ唬┤蚋鲀?chǔ)能技術(shù)裝機(jī)情況
近年來(lái)，儲(chǔ)能市場(chǎng)一直保持較快增長(zhǎng)。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)（DOEGlobalEnergyStorageDatabase）2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，全球累計(jì)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模167.24GW（共1227個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），其中抽水蓄能161.23GW（316個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、儲(chǔ)熱3.05GW（190個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、其他機(jī)械儲(chǔ)能1.57GW（49個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、電化學(xué)儲(chǔ)能1.38GW（665個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、儲(chǔ)氫0.01GW（7個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），具體見(jiàn)圖1。
圖1?2016年全球各儲(chǔ)能技術(shù)類型最新裝機(jī)情況
全球累計(jì)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)量以抽水蓄能占比最大，約占全球的96%。按照總裝機(jī)量，中國(guó)成為裝機(jī)位列第一的國(guó)家，日本和美國(guó)次之，三國(guó)裝機(jī)分別為32.1GW、28.5GW和24.1GW，共占全球裝機(jī)總量的50%。全球累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)排名前十的主要是亞洲和歐洲國(guó)家，詳見(jiàn)表1。
表１2016年全球累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能裝機(jī)TOP10國(guó)家
?。ǘ┤騼?chǔ)能技術(shù)區(qū)域分布情況
全球的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)主要分布在亞洲、歐洲和北美，見(jiàn)圖2。其中，亞洲主要是中國(guó)、日本、印度和韓國(guó)，歐洲主要是西班牙、德國(guó)、意大利、法國(guó)、奧地利，北美洲主要是美國(guó)。這十個(gè)國(guó)家的累計(jì)裝機(jī)量約占全球的近五分之四。亞洲在抽水蓄能上發(fā)展更為成熟，歐洲則在另外幾種儲(chǔ)能技術(shù)上發(fā)展優(yōu)勢(shì)更為明顯。其中，由于西班牙的光熱裝機(jī)的不斷擴(kuò)大，使得該國(guó)超過(guò)德國(guó)成為歐洲儲(chǔ)能裝機(jī)比重最大的國(guó)家。美國(guó)的各類型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展則相對(duì)均衡。
圖2?全球儲(chǔ)能技術(shù)類型區(qū)域分布
按照儲(chǔ)能技術(shù)類型分布來(lái)看，抽水蓄能裝機(jī)占比最大，主要分布在中國(guó)、日本和美國(guó)。與2014年相比，中國(guó)抽水蓄能裝機(jī)增速最快，增加了約10GW，美國(guó)則沒(méi)有變化。儲(chǔ)熱裝機(jī)排名第二，其中西班牙儲(chǔ)熱裝機(jī)量最大，占全球儲(chǔ)熱裝機(jī)總量的37%。其次，是美國(guó)和智利。智利儲(chǔ)熱技術(shù)發(fā)展非常迅速，今年首次超過(guò)南非。其他機(jī)械儲(chǔ)能，以德國(guó)為主，其次是英國(guó)和美國(guó)，三國(guó)占全球該技術(shù)類型總量的94%，僅德國(guó)就占58%。電化學(xué)儲(chǔ)能主要分布在美國(guó)、日本和韓國(guó)，其中美國(guó)占全球該技術(shù)類型總裝機(jī)的39%。日本在鈉硫電池、液流電池和改性鉛酸電池儲(chǔ)能技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平，尤其在鈉硫電池領(lǐng)域具有絕對(duì)的專利技術(shù)優(yōu)勢(shì)。近兩年韓國(guó)的電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展異常迅猛，一舉取代中國(guó)之前第三的位次。儲(chǔ)氫技術(shù)則發(fā)展相對(duì)較晚，尚不成熟，目前歐洲較為領(lǐng)先。全球各類型儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)情況具體見(jiàn)表2。
表2 全球各類型儲(chǔ)能技術(shù)主要裝機(jī)國(guó)家
?。ㄈ┤蚋鲀?chǔ)能技術(shù)市場(chǎng)發(fā)展情況
從全球各儲(chǔ)能技術(shù)類型市場(chǎng)發(fā)育程度來(lái)看，抽水蓄能技術(shù)發(fā)展最為成熟，裝機(jī)規(guī)模也最大。儲(chǔ)熱技術(shù)近十年發(fā)展很快，目前在裝機(jī)量上排名第二。電化學(xué)儲(chǔ)能則是全球發(fā)展最為迅速，增速最快，也是在運(yùn)項(xiàng)目數(shù)最多的技術(shù)。其他機(jī)械儲(chǔ)能增長(zhǎng)相對(duì)比較平穩(wěn)。除此之外，儲(chǔ)氫、石墨烯儲(chǔ)能等新技術(shù)也開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。各類型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)詳見(jiàn)圖3。
圖3?2005～2016年全球各儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)情況
抽水蓄能電站的儲(chǔ)能投資收益最高，技術(shù)成熟度也最高，是目前電力系統(tǒng)中最成熟、最實(shí)用的大規(guī)模儲(chǔ)能方式。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，全球累計(jì)運(yùn)行的抽水蓄能項(xiàng)目裝機(jī)161.23GW（316個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），占全部裝機(jī)的96%。相比于其它儲(chǔ)能方式，抽水蓄能電站設(shè)備具有壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能規(guī)模大、轉(zhuǎn)換效率高、技術(shù)成熟、運(yùn)行條件簡(jiǎn)便、清潔環(huán)保等特點(diǎn)，因而得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。隨著近年來(lái)新的儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，以及抽水蓄能建設(shè)的地理選址受限等因素影響，抽水蓄能裝機(jī)增長(zhǎng)逐漸趨緩。
以2011年為分界點(diǎn)，前5年儲(chǔ)熱裝機(jī)增速最快，較2007年增加7倍，后5年化學(xué)儲(chǔ)能則成為發(fā)展最快的技術(shù)，詳見(jiàn)表3。
表3 2016年各儲(chǔ)能技術(shù)類型增速
目前電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)是各國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域。盡管電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量不大，僅有1.38GW，但是運(yùn)行項(xiàng)目卻是最多的，高達(dá)665個(gè)。電化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等。全球電化學(xué)儲(chǔ)能中鋰電池和鈉硫電池的占比比較大，裝機(jī)比例接近，而鋰離子電池的增速較快。鋰離子電池?zé)o論在運(yùn)行項(xiàng)目中，還是在建、規(guī)劃項(xiàng)目中，均占據(jù)裝機(jī)第一的位置。IHS預(yù)計(jì)，到2025年全球蓄能裝置中鋰電池占比將會(huì)超過(guò)80%。鈉硫電池技術(shù)是目前唯一同時(shí)具備大容量和高能量密度的儲(chǔ)能電池，但由于鈉硫電池仍面臨成本高的難題，所以現(xiàn)在尚未在全球?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。比較值得關(guān)注的是，近期石墨烯鋰離子電池的發(fā)明開(kāi)啟了儲(chǔ)能技術(shù)的新紀(jì)元。
儲(chǔ)熱技術(shù)在近幾年也越來(lái)越受到重視，發(fā)展非常迅速。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，全球儲(chǔ)熱累計(jì)總裝機(jī)為3.05GW，有190個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目，其中西班牙裝機(jī)規(guī)模最大，自2011年首次超過(guò)美國(guó)，至今一直領(lǐng)銜全球。然而，從儲(chǔ)熱技術(shù)的發(fā)展速度來(lái)看，西班牙近兩年來(lái)開(kāi)始落后于美國(guó)。美國(guó)自2013年加快了儲(chǔ)熱技術(shù)的發(fā)展步伐，并在2016年達(dá)到0.8GW的裝機(jī)，較2015年增加33%。目前，儲(chǔ)熱技術(shù)應(yīng)用于光熱電站已經(jīng)成熟，其在未來(lái)全球光熱發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中將被更加重視。
其他機(jī)械儲(chǔ)能（主要包括壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）至今未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。其中，壓縮空氣儲(chǔ)能相對(duì)比較成熟，飛輪儲(chǔ)能尚處于研發(fā)階段。截至目前，其他機(jī)械儲(chǔ)能裝機(jī)量為1.57GW，但與快速增長(zhǎng)的儲(chǔ)熱和電化學(xué)儲(chǔ)能相比，增長(zhǎng)較為緩慢。目前，德國(guó)是該技術(shù)類型的最為積極的研發(fā)和應(yīng)用推廣者。
國(guó)外典型國(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著各國(guó)對(duì)發(fā)展可再生能源比例目標(biāo)的不斷提高，儲(chǔ)能技術(shù)成為當(dāng)前各國(guó)研發(fā)和亟需實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的重要領(lǐng)域。分地區(qū)來(lái)看，以前主要以北美、中南美及亞洲部分地區(qū)等系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施不穩(wěn)定地區(qū)的應(yīng)急電源用途為主。近年來(lái)，隨著補(bǔ)貼制度的完善，在德國(guó)、澳大利亞和美國(guó)部分地區(qū)，支持家庭光伏發(fā)電的自用蓄電池安裝項(xiàng)目在增加。在澳大利亞、德國(guó)和日本等市場(chǎng)，家用光儲(chǔ)系統(tǒng)在金融資本的支持下逐步盈利。加拿大、英國(guó)、美國(guó)的紐約州、韓國(guó)及一些島嶼國(guó)家的政府也出臺(tái)了儲(chǔ)能采購(gòu)的相關(guān)政策和規(guī)劃。下面選擇幾個(gè)典型國(guó)家進(jìn)行分析。
?。ㄒ唬┟绹?guó)儲(chǔ)能概況
美國(guó)發(fā)展儲(chǔ)能較早，目前擁有全球近半的示范項(xiàng)目，并且出現(xiàn)了若干實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的儲(chǔ)能項(xiàng)目。美國(guó)能源部還專門建立了全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)，用于對(duì)全球儲(chǔ)能項(xiàng)目進(jìn)行追蹤，同時(shí)設(shè)立了多個(gè)部門來(lái)促進(jìn)并規(guī)范儲(chǔ)能的發(fā)展。據(jù)該數(shù)據(jù)庫(kù)2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)24.12GW(491個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目)，其中抽水蓄能22.56GW（38個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、儲(chǔ)熱0.82GW（139個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、電化學(xué)儲(chǔ)能0.57GW（289個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、其他機(jī)械儲(chǔ)能0.17GW（25個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），見(jiàn)圖4。
圖4?2016年美國(guó)最新儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)
目前美國(guó)的電網(wǎng)儲(chǔ)能以抽水蓄能為主，未來(lái)主要方向?yàn)殡姵氐褥`活儲(chǔ)能系統(tǒng)。美國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量在1200GW左右，有大概2%的儲(chǔ)能能力。美國(guó)電網(wǎng)儲(chǔ)能的94%為抽水蓄能，總量超過(guò)20GW，基本上都是在1980年以前建造的，但由于其環(huán)境影響大、建造周期長(zhǎng)、投資巨大、地理選址受限等原因，未來(lái)的發(fā)展非常有限。未來(lái)電網(wǎng)儲(chǔ)能的主要發(fā)展方向是使用更加柔性化、多功能、靈活的儲(chǔ)能系統(tǒng)。電池儲(chǔ)能技術(shù)由于高效、功能多樣、充放電雙向反應(yīng)、響應(yīng)速度快、清潔而成為首選。目前，美國(guó)全國(guó)電池儲(chǔ)能設(shè)施的安裝以每年30%～40%的速度增長(zhǎng)，這個(gè)速度接近5年前光伏的增長(zhǎng)速度。據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)，截至2015年底全國(guó)電池儲(chǔ)能總功率已經(jīng)超過(guò)300MW，預(yù)計(jì)到2019年會(huì)增長(zhǎng)到近1GW。
?。ǘ┑聡?guó)儲(chǔ)能概況
德國(guó)政府正在實(shí)施一項(xiàng)宏大的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，即到2020年使可再生能源供電的比例達(dá)到35%，到2030年和2050年分別達(dá)到50%以上和80%以上，旨在使可再生能源成為德國(guó)未來(lái)電力供應(yīng)的核心，而能源存儲(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展則成為該戰(zhàn)略的有效支撐。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，德國(guó)累計(jì)儲(chǔ)能總裝機(jī)7.57GW（76個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），其中抽水蓄能6.53GW（28個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、其他機(jī)械儲(chǔ)能0.91GW（4個(gè)在運(yùn)行項(xiàng)目）、電化學(xué)儲(chǔ)能0.12GW（38個(gè)在運(yùn)行項(xiàng)目）、儲(chǔ)氫0.01GW（5個(gè)在運(yùn)行項(xiàng)目），見(jiàn)圖5。
圖5 2016年德國(guó)最新儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)
德國(guó)由于沒(méi)有開(kāi)發(fā)光熱電站的資源條件，利用儲(chǔ)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)更多可再生能源平滑并網(wǎng)成為重要選擇之一，尤其在太陽(yáng)能儲(chǔ)電池領(lǐng)域潛力巨大。未來(lái)幾年，德國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)將會(huì)呈現(xiàn)顯著性增長(zhǎng)，GTMResearch預(yù)計(jì)2015~2021年可增長(zhǎng)11倍，達(dá)到每年10.3億美元，且大幅增長(zhǎng)將主要出現(xiàn)在住宅領(lǐng)域。目前，僅光伏發(fā)電就可為用戶帶來(lái)不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，今后光伏儲(chǔ)能的發(fā)展將很可能趕超光伏。即使零售電價(jià)按照預(yù)期適度的上漲，未來(lái)光伏上網(wǎng)電價(jià)下降，光伏儲(chǔ)能都將會(huì)越來(lái)越受市場(chǎng)歡迎。隨著德國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)20年代，儲(chǔ)能將扮演光伏市場(chǎng)里另一重要驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)為了避免更高的零售電價(jià)，用戶安裝光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)進(jìn)一步增多。
?。ㄈ┤毡緝?chǔ)能概況
在日本主要有兩種儲(chǔ)能:抽水蓄能和電化學(xué)儲(chǔ)能。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，日本累計(jì)儲(chǔ)能總裝機(jī)26.43GW（88個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），其中抽水蓄能26.17GW（41個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、電化學(xué)儲(chǔ)能0.25GW（47個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）。日本在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究比較前沿，前期以鈉硫電池為主，后期以鋰離子電池為主。日本還非常關(guān)注智慧城市的概念，并將儲(chǔ)能作為核心技術(shù)引入智慧城市建設(shè)中，在國(guó)內(nèi)開(kāi)展試點(diǎn)建設(shè)的同時(shí)，也在積極參與國(guó)外的智慧城市建設(shè)。
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題
目前，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在我國(guó)還處于發(fā)展的初級(jí)階段，隨著可再生能源的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)潛力巨大，中國(guó)將成為全球最大儲(chǔ)能市場(chǎng)。雖然現(xiàn)階段儲(chǔ)能相關(guān)的政策還相對(duì)較少，也沒(méi)有相應(yīng)的價(jià)格機(jī)制，但儲(chǔ)能作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)已越來(lái)越受到政府能源部門和科技部門的關(guān)注和支持，應(yīng)用示范的財(cái)政補(bǔ)貼也在逐步推進(jìn)中。整體而言，目前我國(guó)儲(chǔ)能應(yīng)用基本大多是一些示范工程，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
?。ㄒ唬┲袊?guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)概況
目前來(lái)看，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初期階段，以應(yīng)用示范為主。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)2016年8月16日更新數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)累計(jì)儲(chǔ)能總裝機(jī)32.10GW（94個(gè)在運(yùn)行項(xiàng)目），其中抽水蓄能32GW（34個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、電化學(xué)儲(chǔ)能0.05GW（58個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、儲(chǔ)熱0.05GW（2個(gè)）。抽水蓄能電站和電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目都主要集中在我國(guó)東部沿海城市，詳見(jiàn)圖6。
圖6?2016年中國(guó)各類型儲(chǔ)能項(xiàng)目區(qū)域分布情況
近5年，中國(guó)抽水蓄能發(fā)展相對(duì)緩慢，而電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)的增速明顯高于全球市場(chǎng)，光熱儲(chǔ)能目前尚處于起步階段。得益于技術(shù)進(jìn)步、成本降低，在目前無(wú)補(bǔ)貼的情況下，儲(chǔ)能在峰谷價(jià)差套利、輔助服務(wù)市場(chǎng)及可再生能源限電解決方案上已實(shí)現(xiàn)有條件的商業(yè)化運(yùn)行。
1.抽水蓄能發(fā)展相對(duì)緩慢
“十二五”期間，中國(guó)抽水蓄能整體發(fā)展相對(duì)緩慢。2011～2014年處于緩慢增長(zhǎng)期，裝機(jī)每年保持約5%的增速。2014年11月17日發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)抽水蓄能電站健康有序發(fā)展有關(guān)問(wèn)題的意見(jiàn)》明確指出要適度加快抽水蓄能電站建設(shè)步伐，提出到2025年全國(guó)抽水蓄能總裝機(jī)約1億千瓦的目標(biāo)。在該政策刺激下，抽水蓄能建設(shè)開(kāi)始提速。數(shù)據(jù)顯示，“十二五”前4年，累計(jì)開(kāi)工11座電站，總規(guī)模14.6GW。僅2015年新開(kāi)工的抽水蓄能電站項(xiàng)目就達(dá)10個(gè)，裝機(jī)量約14.1GW，且預(yù)計(jì)都將在2022年左右完工。
2.電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展迅速
目前，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展相對(duì)迅速。國(guó)內(nèi)以鋰電池為主，發(fā)展也相對(duì)成熟，其累計(jì)運(yùn)行裝機(jī)規(guī)模占我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)總裝機(jī)的三分之二以上，在調(diào)頻輔助服務(wù)、分布式微網(wǎng)、戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域的增長(zhǎng)速度最快。此外，儲(chǔ)能在電動(dòng)汽車充換電方面也發(fā)揮了很好的作用，如建立車電互聯(lián)(V2G)系統(tǒng)，光儲(chǔ)式電動(dòng)汽車充換電站、需求響應(yīng)充電等。然而，鋰電池儲(chǔ)能還處于商業(yè)化初期，由于價(jià)格高、用于大型儲(chǔ)能上尚存在弊端等因素，離大規(guī)模推廣普及還有一定的距離。
鈉硫電池在日本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，在我國(guó)還沒(méi)有完全從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化應(yīng)用階段。該技術(shù)是目前唯一同時(shí)具備大容量和高能量密度的儲(chǔ)能電池，但由于成本高，在我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。值得注意的是，目前石墨烯鋰離子電池在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，可在幾分鐘內(nèi)充滿，為此石墨烯技術(shù)成為各國(guó)研發(fā)的頭號(hào)技術(shù)。當(dāng)前我國(guó)在此技術(shù)上取得了重大突破。國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域的上市公司之一東旭光電于今年7月8日推出了世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品。
3.光熱發(fā)展仍處于起步階段
目前，我國(guó)的儲(chǔ)熱項(xiàng)目尚不成熟，還在起步階段，共有兩個(gè)示范項(xiàng)目：一個(gè)是北京延慶的八達(dá)嶺項(xiàng)目，規(guī)劃裝機(jī)為1.5MW；另一個(gè)是青海的中控德令哈項(xiàng)目，規(guī)劃裝機(jī)50MW。八達(dá)嶺太陽(yáng)能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)電站于2012年8月成功發(fā)電，是亞洲首個(gè)兆瓦級(jí)太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電站，但目前未有并網(wǎng)消息。中控德令哈10MW塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站于今年8月21日實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷并網(wǎng)發(fā)電。這是我國(guó)投運(yùn)的第一座熔鹽儲(chǔ)能光熱電站，也是全世界第三座熔鹽儲(chǔ)能塔式光熱電站。青海省除中控德令哈的項(xiàng)目外，還有中廣核德令哈50MW槽式光熱發(fā)電、青海光熱電力集團(tuán)格爾木200MW塔式光熱發(fā)電和博昱新能源有限公司德令哈50MW槽式光熱發(fā)電三個(gè)在建項(xiàng)目。今年9月1日國(guó)家發(fā)改委核定了太陽(yáng)能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)1.15元/kWh（適用于2016年實(shí)施的示范項(xiàng)目），為光熱發(fā)電行業(yè)迎來(lái)重大利好。
總體來(lái)講，目前我國(guó)應(yīng)用相對(duì)比較廣泛的主流儲(chǔ)能技術(shù)為抽水蓄能、鋰離子電池和液流電池。除抽水蓄能外，目前還沒(méi)有一種技術(shù)在成本、安全、穩(wěn)定性等各項(xiàng)指標(biāo)上占明顯優(yōu)勢(shì)。
?。ǘ┐嬖诘膯?wèn)題
目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了一些地區(qū)性規(guī)定，提供了一些發(fā)展機(jī)會(huì)和市場(chǎng)模式，但離整體產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展還有很大距離。我國(guó)儲(chǔ)能商業(yè)化應(yīng)用面臨儲(chǔ)能成本偏高、電力交易市場(chǎng)化程度不健全、儲(chǔ)能技術(shù)路線不成熟、缺乏儲(chǔ)能價(jià)格激勵(lì)政策等幾大挑戰(zhàn)，需要國(guó)家進(jìn)一步出臺(tái)扶持政策。具體來(lái)說(shuō)，主要有以下幾點(diǎn)：
1.儲(chǔ)能技術(shù)路線不成熟
儲(chǔ)能電池研究得多一點(diǎn)，但也只是對(duì)材料和單一裝置進(jìn)行研究，很多項(xiàng)目還在示范驗(yàn)證階段，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)并沒(méi)有一個(gè)明晰的技術(shù)路線，即哪類技術(shù)、哪種項(xiàng)目更有市場(chǎng)發(fā)展前景尚不明晰。
2.缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐
目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)單獨(dú)參與電網(wǎng)調(diào)度，還沒(méi)有這方面的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的作用。抽水蓄能電站作為一種運(yùn)行多年的儲(chǔ)能形式，積累了很多數(shù)據(jù)，但電價(jià)機(jī)制仍處于探索階段。目前，我國(guó)對(duì)儲(chǔ)能電池的評(píng)價(jià)還是空白，而電池儲(chǔ)能有壽命周期，與傳統(tǒng)電力設(shè)備壽命的概念不同?？稍陔娫磦?cè)、負(fù)荷側(cè)都多做一些試點(diǎn)，明確電池的壽命衰減情況、安全隱患、運(yùn)行維護(hù)情況，積累數(shù)據(jù)、厘清紛繁數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，讓試點(diǎn)和政策相互促進(jìn)，為今后提議調(diào)頻電價(jià)做數(shù)據(jù)支撐。
3.儲(chǔ)能政策體系和價(jià)格機(jī)制不完善
現(xiàn)階段我國(guó)還未出臺(tái)儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的政策體系和價(jià)格機(jī)制，尤其是針對(duì)電力儲(chǔ)能，基本沒(méi)有實(shí)施細(xì)則的政策，參與電力市場(chǎng)的機(jī)制很不健全。儲(chǔ)能有利于提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量、效率，但本身并不創(chuàng)造價(jià)值，如何為其定價(jià)是一個(gè)難點(diǎn)，國(guó)外通過(guò)成熟的電力市場(chǎng)，很容易為其定價(jià)，而國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)化改革還未完成。
4.成本高且不具備盈利性
絕大部分儲(chǔ)能項(xiàng)目因?yàn)槌杀靖卟痪邆溆?，也缺乏可預(yù)期的收益以吸引資本跟進(jìn)，利用峰谷差套利、通過(guò)參與需求響應(yīng)獲得額外收益等用戶側(cè)手段一時(shí)也很難實(shí)現(xiàn)。
5.儲(chǔ)能項(xiàng)目融資困難
項(xiàng)目融資渠道也非常有限，主要是業(yè)主自有資本金加銀行融資，還沒(méi)能通過(guò)產(chǎn)業(yè)投資基金撬動(dòng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，而且與社會(huì)資本之間的對(duì)接還不夠。
6.儲(chǔ)能技術(shù)有待進(jìn)一步突破
目前，儲(chǔ)能技術(shù)在系統(tǒng)容量、轉(zhuǎn)換率、壽命、安全性等問(wèn)題上還有待進(jìn)一步提高。如儲(chǔ)能設(shè)備需要可靠性保證，由于風(fēng)電和太陽(yáng)能項(xiàng)目一般要運(yùn)行20年，儲(chǔ)能設(shè)備至少要有10年的壽命期。如果電池儲(chǔ)能不能使用10年以上，對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)來(lái)講沒(méi)有意義。之前，我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)一直局限于通信領(lǐng)域，而在可再生能源和電動(dòng)汽車領(lǐng)域的技術(shù)還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。
全球儲(chǔ)能發(fā)展前景展望
過(guò)去幾年，電網(wǎng)儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展不夠集中。但是在未來(lái)幾年，隨著可再生能源的快速發(fā)展，電網(wǎng)儲(chǔ)能市場(chǎng)將迎來(lái)快速增長(zhǎng)。據(jù)美國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)NavigantResearch研究，預(yù)計(jì)到2024年，全球儲(chǔ)能技術(shù)收益將突破210億美元(約合人民幣1300.1億元)。
就應(yīng)用領(lǐng)域而言，隨著技術(shù)升級(jí)持續(xù)改變電網(wǎng)穩(wěn)定性、成本效益，儲(chǔ)能發(fā)展越來(lái)越受到可再生能源行業(yè)的歡迎。IHS預(yù)計(jì)，到2018年全球家庭光伏發(fā)電電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量將達(dá)到900MW，其主要增長(zhǎng)市場(chǎng)為德國(guó)、意大利與英國(guó)。電動(dòng)汽車領(lǐng)軍者特斯拉在2015年4月在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州建立了自己的電池工廠，預(yù)計(jì)2020年建成時(shí)，其年電池產(chǎn)量將達(dá)到35GWh。
就區(qū)域需求而言，由于對(duì)可再生能源并入電網(wǎng)的需求，亞洲將占據(jù)儲(chǔ)能領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。市場(chǎng)研究與咨詢機(jī)構(gòu)Frost&Sullivan預(yù)計(jì)，2016年亞洲每年新增太陽(yáng)能發(fā)電量將增加至33GW，年均增長(zhǎng)率達(dá)28.9%。這種需求有望推動(dòng)對(duì)社區(qū)和電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能解決方案的關(guān)注，尤其是在日本、中國(guó)和韓國(guó)。目前，電池儲(chǔ)能絕大多數(shù)被用到電網(wǎng)輸配環(huán)節(jié)，未來(lái)工業(yè)、商業(yè)、尤其是居民儲(chǔ)能的增長(zhǎng)速度會(huì)高過(guò)電網(wǎng)儲(chǔ)能。澳大利亞和日本有望在2016年成為住宅能源存儲(chǔ)的主要市場(chǎng)。
就技術(shù)路線而言，鋰離子電池是目前最具發(fā)展前景的技術(shù)。IHS預(yù)計(jì)，到2025年全球儲(chǔ)能裝置中，鋰電池將會(huì)占據(jù)超過(guò)80%。不僅是美國(guó)、日本，在南非、肯尼亞、菲律賓等其他國(guó)家的電池成本也在持續(xù)下降。到2025年，澳大利亞的儲(chǔ)能裝置安裝率將超過(guò)5%，成為全球蓄電池的領(lǐng)軍。
就中國(guó)而言，其儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)前景很大。根據(jù)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016～2030年)》，到2020年示范推廣10MW/100MWh超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、1MW/1000MJ飛輪儲(chǔ)能陣列機(jī)組、100MW級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、10MW級(jí)鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和100MW級(jí)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等一批趨于成熟的儲(chǔ)能技術(shù)。新一輪電力體制改革將為新能源分布式電源和儲(chǔ)能應(yīng)用打開(kāi)市場(chǎng)。從經(jīng)濟(jì)性上看，儲(chǔ)能成本會(huì)隨著規(guī)?；瘧?yīng)用而快速下降，回收期逐漸縮短，并開(kāi)始逼近贏利點(diǎn)。在該情況下，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)50GW。
