推動新型儲能綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展

　　主持人

　　本報理論部主任、研究員 徐向梅

　　新型儲能技術(shù)持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新

　　主持人：什么是新型儲能？我國新型儲能發(fā)展現(xiàn)狀如何？

　　劉亞芳（國家能源局科技司副司長）：黨的二十大報告明確提出，要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，深入推進能源革命，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。為貫徹落實黨的二十大精神，加快發(fā)展可再生能源，特別是風(fēng)電、太陽能發(fā)電，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，降低化石能源消費比重，發(fā)展儲能技術(shù)成為我們需要持續(xù)發(fā)力的一個重要任務(wù)。

　　儲能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)能量的時空轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化。儲能技術(shù)總體可以分為物理儲能和化學(xué)儲能兩大類。物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪儲能、重力儲能、相變儲能等；化學(xué)儲能主要包括鋰離子電池、礬液流電池、鐵鉻液流電池、鈉離子電池以及氫（氨）儲能等。新型儲能是指除抽水蓄能外，以輸出電力為主要形式的儲能。與抽水蓄能相比，新型儲能選址靈活、建設(shè)周期短、響應(yīng)快速靈活、功能特性多樣，正日益廣泛地嵌入電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷各個環(huán)節(jié)，深刻地改變著傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運行特性，成為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟運行不可或缺的配套設(shè)施，未來還將徹底顛覆能源電力系統(tǒng)的發(fā)展結(jié)構(gòu)和電力運營格局。

　　新型儲能可以改變電力系統(tǒng)即發(fā)即用的傳統(tǒng)運營方式，提高系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力，不僅是助力風(fēng)能、太陽能等間歇性、波動性、隨機性可再生能源開發(fā)消納，實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵支撐，還是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、建設(shè)新型能源體系、促進能源轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備。新型儲能技術(shù)發(fā)展還將催生能源新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，已經(jīng)成為世界各國搶占能源戰(zhàn)略和裝備制造業(yè)新高地的重要領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2021年年底，全球已投運儲能約2億千瓦，同比增長9%，其中新型儲能累計裝機約2500萬千瓦，同比增長約68%，在全部儲能裝機中的占比從8%提高到12%。從地域來看，美國新型儲能累計裝機達650萬千瓦，總規(guī)模居全球首位，并已建成多個40萬千瓦以上規(guī)模大型項目。

　　我國高度重視新型儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)各省上報數(shù)據(jù)，截至2021年年底，全國已投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模超過400萬千瓦。預(yù)計到2022年年底，全國新型儲能裝機規(guī)模可能超過600萬千瓦。按照黨中央決策部署，近年來，國家能源局會同相關(guān)部門接連出臺了《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》《新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）》《關(guān)于加強儲能標(biāo)準(zhǔn)化工作的實施方案》《關(guān)于進一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》等一系列政策文件，健全頂層設(shè)計，開展創(chuàng)新示范，強化統(tǒng)籌評估，因地制宜配建，鼓勵科學(xué)高效調(diào)用，大力加強行業(yè)管理，推動新型儲能裝機規(guī)模連年大幅攀升，并呈現(xiàn)出技術(shù)多元化發(fā)展、性能指標(biāo)快速進步、建設(shè)成本持續(xù)下降、應(yīng)用場景豐富多元等特點。

　　當(dāng)前各類新型儲能技術(shù)性能指標(biāo)不斷提高，安全防控技術(shù)和措施逐步完善。儲能用鋰離子電池能量密度較十年前提高了一倍以上，已形成較完備的產(chǎn)業(yè)鏈；全釩液流電池的隔膜、電解液等關(guān)鍵材料已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化；壓縮空氣儲能技術(shù)發(fā)展迅速，在張北、金壇等地建設(shè)的大規(guī)模壓縮空氣儲能示范項目今年已陸續(xù)并網(wǎng)運行；飛輪儲能技術(shù)突破了大容量飛輪及高速電機關(guān)鍵技術(shù)，完成了樣機方案設(shè)計及關(guān)鍵部件研制；鈉離子電池作為下一代儲能技術(shù)，具有成本低、原材料豐富的特點。目前各類新型儲能技術(shù)創(chuàng)新和工程示范十分活躍。

　　“十四五”期間，我國將持續(xù)堅持創(chuàng)新引領(lǐng)、多元發(fā)展，強調(diào)市場主導(dǎo)、安全高效，鼓勵創(chuàng)新示范、先行先試，積極推動新型儲能技術(shù)創(chuàng)新。同時，結(jié)合新型電力系統(tǒng)的實際需求，以提高終端用戶用電可靠性、提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和技術(shù)經(jīng)濟性為導(dǎo)向，因地制宜，循序漸進，尊重市場主體，推進新型儲能高效應(yīng)用和高質(zhì)量發(fā)展。預(yù)計到2025年年末，新型儲能在電力系統(tǒng)中的裝機規(guī)模將達到3000萬千瓦以上，年均增長50%以上，有效支撐清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)。

　　完善運行機制參與電力市場競爭

　　主持人：我國新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用情況如何？怎樣進一步推進新型儲能規(guī)范高效參與電力市場？

　　裴哲義（國家電力調(diào)度控制中心原副總工程師、教授級高級工程師）：截至2021年年底，國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)在運電化學(xué)儲能電站223萬千瓦/494萬千瓦時。目前，共有20個省份建有儲能項目，分布在華北、華東和西北地區(qū)，投運容量10萬千瓦以上的省份有：山東（54.4萬千瓦/108.8萬千瓦時）、江蘇（37.1萬千瓦/154萬千瓦時）、青海（36萬千瓦/50萬千瓦時）、安徽（19.8萬千瓦/20.2萬千瓦時）、湖南（13萬千瓦/26萬千瓦時）、河南（12萬千瓦/16萬千瓦時）。

　　國家電網(wǎng)公司已建立覆蓋儲能調(diào)度各流程的管理體系，在儲能的并網(wǎng)管理、運行管理、調(diào)度技術(shù)等方面開展了大量工作，為儲能高效運行奠定了良好基礎(chǔ)。

　　在并網(wǎng)管理方面，完善并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，明確儲能電站額定功率和能量、一次調(diào)頻、高低電壓穿越等技術(shù)要求，提升了儲能可靠利用水平；提升并網(wǎng)檢測能力，組織建成了針對儲能設(shè)備及并網(wǎng)過程的試驗檢測平臺，并取得相關(guān)國家資質(zhì)，具備了覆蓋從電池儲能核心部件到儲能系統(tǒng)的全鏈條檢測認(rèn)證能力，促進了并網(wǎng)技術(shù)快速進步。

　　在調(diào)度運行方面，做好合規(guī)調(diào)度，按照《電化學(xué)儲能電站并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議示范文本（試行）》組織做好并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議簽訂工作；完善儲能調(diào)度管理制度，制定《電化學(xué)儲能調(diào)度運行管理規(guī)定》，明確并網(wǎng)、運行、檢修等要求；推動儲能電站納入“兩個細(xì)則”考核，獎優(yōu)罰劣，促進儲能電站運行水平提升。

　　在調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)方面，國家電網(wǎng)公司已試點開展了儲能的省市縣三級協(xié)調(diào)控制，統(tǒng)籌實現(xiàn)各級電網(wǎng)對儲能的差異性調(diào)用需求。省調(diào)控制儲能滿足全省調(diào)峰和供電需求，市調(diào)、縣調(diào)調(diào)用所轄儲能滿足區(qū)域潮流控制、防止設(shè)備過載的需求。此外，已建設(shè)儲能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，實現(xiàn)了三級調(diào)度運行控制信息共享，并制定協(xié)同控制策略。

　　儲能參與市場應(yīng)用場景及商業(yè)模式初步形成。目前，國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)電力交易平臺獨立注冊的儲能主體有22家，總?cè)萘?4萬千瓦，主要參與省內(nèi)現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場。在現(xiàn)貨市場方面，獨立儲能通過“報量報價”的方式參與，在日前市場出清形成充放電計劃，日內(nèi)按日前計劃運行，按節(jié)點電價進行結(jié)算，獲得現(xiàn)貨峰谷價差收益。

　　在輔助服務(wù)市場方面，與現(xiàn)貨市場類似，在沒有現(xiàn)貨市場的區(qū)域，調(diào)度機構(gòu)發(fā)布次日96點調(diào)峰市場需求曲線、交易電量約束等，獨立儲能在系統(tǒng)中申報次日96點調(diào)峰量價曲線。調(diào)度機構(gòu)以每15分鐘為一個電量出清時段，按照獨立儲能調(diào)峰申報的補償價格由低到高進行市場出清，直至滿足電力調(diào)峰市場需求或獨立儲能申報資源已全部調(diào)用。次日，獨立儲能按日前市場出清結(jié)果執(zhí)行。參與電力系統(tǒng)調(diào)頻，按照調(diào)度機構(gòu)的指令參加系統(tǒng)調(diào)頻輔助服務(wù)。目前已有10余個省份出臺儲能參與輔助服務(wù)市場規(guī)則。

　　當(dāng)前，儲能電站市場運行機制尚未完善，難以有效激勵市場主體參與，進而影響儲能利用水平。

　　首先，從目前的運行情況看，儲能電站故障率偏高，影響儲能調(diào)度運行。多數(shù)地方暫未出臺針對儲能的運行管理辦法，相關(guān)運行考核、獎勵機制尚不完善。在已出臺的管理辦法中，對儲能的考核和獎勵力度偏弱，且不與其配套新能源電站考核電量掛鉤，難以有效督促儲能電站加強自身運行管理。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2022年1月份至8月份，全國電化學(xué)儲能項目非計劃停機達到329次。電化學(xué)儲能的安全標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范有待進一步提升。

　　其次，各地參照國家出臺的儲能政策，根據(jù)自身電網(wǎng)特點和儲能發(fā)展需要，制定了不同的市場主體準(zhǔn)入條件和注冊規(guī)則，但缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需進一步規(guī)范和完善，保障儲能高效參與市場運行。

　　最后，各省尚未形成統(tǒng)一、規(guī)范的儲能參與電力市場模式，對儲能市場主體能夠參與的市場模式、交易規(guī)則要求存在明顯差異。大多數(shù)省份容量補償機制仍在研究制定中，缺乏統(tǒng)一、平等、穩(wěn)定的儲能容量回收機制。

　　因此，可從以下幾個方面著力。一是加強儲能并網(wǎng)運行管理。推動建立儲能電站運行效果評估與考核機制，將儲能電站納入“兩個細(xì)則”考核范圍，新能源配建儲能與新能源電站一起參與考核，提升儲能電站安全可靠運行水平。加快儲能接入電網(wǎng)和調(diào)度運行等標(biāo)準(zhǔn)制定修訂，加強并網(wǎng)檢測管理，并盡快建立和完善儲能電站消防驗收及備案機制。建立“統(tǒng)一調(diào)度、共享使用”的協(xié)調(diào)運行機制，優(yōu)化儲能電站并網(wǎng)運行控制策略，提高儲能利用效率。

　　二是細(xì)化和統(tǒng)一儲能市場準(zhǔn)入條件。落實國家《關(guān)于進一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》要求，建立規(guī)范便捷的注冊流程，明確細(xì)化儲能的市場定位、準(zhǔn)入條件、注冊程序和注冊信息。推動新能源配建儲能轉(zhuǎn)為獨立儲能或與新能源場站作為聯(lián)合體參與電力市場，提升儲能參與電力市場的靈活性和盈利水平。

　　三是完善市場機制和品種。指導(dǎo)各省根據(jù)實際需要，組織儲能參與中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場交易，拓展現(xiàn)有交易品種細(xì)分類別。按照公平對待、同網(wǎng)同質(zhì)同價的原則，逐步向儲能開放相應(yīng)交易品種，允許儲能企業(yè)靈活選擇參與不同市場，科學(xué)引導(dǎo)儲能項目建設(shè)和運營。在電力現(xiàn)貨市場運行地區(qū)，可允許新型儲能靈活選擇一充一放、兩充兩放甚至多充多放運行模式，賦予儲能企業(yè)更多靈活自主決策的權(quán)利。結(jié)合儲能運營需要，允許新型儲能與發(fā)電企業(yè)或電力用戶簽訂帶曲線的分時段中長期合同，引導(dǎo)其豐富經(jīng)營策略。積極鼓勵儲能參與調(diào)頻等輔助服務(wù)市場，探索建立動態(tài)價格機制，充分激勵儲能的快速響應(yīng)性能。

　　應(yīng)用場景及商業(yè)模式加速推廣

　　主持人：新型儲能應(yīng)用前景如何？重點區(qū)域新型儲能試點示范有哪些實踐經(jīng)驗，取得了怎樣的成效？

　　戴劍鋒（電力規(guī)劃設(shè)計總院副總工程師）：新型儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，也是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)的重要支撐。新型儲能應(yīng)用場景多樣，能夠與電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷等各環(huán)節(jié)融合發(fā)展，在電源側(cè)可與新能源、常規(guī)電源協(xié)同優(yōu)化運行，在電網(wǎng)側(cè)可提升電力安全保障水平和系統(tǒng)綜合效率，在用戶側(cè)可靈活多樣應(yīng)用。

　　電源側(cè)應(yīng)用場景。一是系統(tǒng)友好型新能源電站。在新能源資源富集地區(qū)及其他新能源高滲透率地區(qū)，通過新能源與新型儲能的合理配置，布局建設(shè)系統(tǒng)友好型新能源電站。二是支撐高比例可再生能源基地外送。依托存量和新增跨省跨區(qū)輸電通道，配合沙漠、戈壁、荒漠等地區(qū)大型風(fēng)電光伏基地，以及大規(guī)模海上風(fēng)電基地開發(fā)，通過“風(fēng)光水火儲一體化”多能互補模式，促進大規(guī)模新能源跨省份外送消納。三是提升常規(guī)電源調(diào)節(jié)能力。通過煤電合理配置新型儲能，利用抽汽蓄能等技術(shù)，提升運行特性和整體效益。

　　電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用場景。一是提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。在關(guān)鍵電網(wǎng)節(jié)點合理布局新型儲能，作為提升系統(tǒng)抵御突發(fā)事件和故障后恢復(fù)能力的重要措施。二是增強電網(wǎng)薄弱區(qū)域供電保障能力。在供電能力不足的偏遠地區(qū)合理布局新型儲能，提高供電保障能力。三是延緩和替代輸變電設(shè)施投資。在輸電走廊資源和變電站站址資源緊張的地區(qū)建設(shè)電網(wǎng)側(cè)新型儲能，延緩或替代輸變電設(shè)施升級改造，降低電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施綜合建設(shè)成本。四是提升系統(tǒng)應(yīng)急保障能力。圍繞重要電力用戶建設(shè)一批移動式或固定式新型儲能作為應(yīng)急備用電源，提高系統(tǒng)應(yīng)急供電保障水平。

　　用戶側(cè)應(yīng)用場景。一是分布式供能系統(tǒng)。依托分布式新能源、微電網(wǎng)、增量配網(wǎng)等配置新型儲能，支撐分布式供能系統(tǒng)建設(shè)。二是提供定制化用能服務(wù)。針對用電量大且對供電可靠性、電能質(zhì)量要求高的電力用戶配置新型儲能，支撐高品質(zhì)用電。三是提升用戶靈活調(diào)節(jié)能力。通過用戶側(cè)儲能，以及充換電設(shè)施、智慧用電設(shè)施等，提升用戶靈活調(diào)節(jié)能力和智能高效用電水平。

　　新型儲能在不同應(yīng)用場景下具有不同的商業(yè)模式，包括通過新能源成本疏導(dǎo)、參與電力現(xiàn)貨市場、參與輔助服務(wù)、容量租賃、峰谷價差套利等，獲取單一或多重收益。此外，正在研究建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制，探索將電網(wǎng)替代性儲能設(shè)施成本收益納入輸配電價回收。

　　電源側(cè)新型儲能商業(yè)模式。一是作為新能源發(fā)電項目配置新型儲能，通過降低棄風(fēng)棄光電量增加電費收入、減少“兩個細(xì)則”考核支出，以及支撐新能源電站參與電力現(xiàn)貨和輔助服務(wù)市場等獲取收益。二是常規(guī)火電配置新型儲能，提高電廠調(diào)頻響應(yīng)能力，通過參與調(diào)頻輔助服務(wù)獲取收益，目前廣東、山西等地有多座火電站配置新型儲能參與調(diào)頻市場。

　　電網(wǎng)側(cè)新型儲能商業(yè)模式。一是由電網(wǎng)公司租賃或通過輸配電價疏導(dǎo)，在2019年前建設(shè)的電網(wǎng)側(cè)儲能成本可納入輸配電價回收。二是采用共享儲能模式，主要通過向新能源場站收取容量租賃費用，同時參與電力市場。例如山東慶云儲能電站，除與省內(nèi)新能源企業(yè)簽訂容量租賃合同外，還參與電力現(xiàn)貨市場，通過現(xiàn)貨市場中的價差和容量補償獲取收益。三是獨立儲能通過參與電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等獲取多重收益。例如福建晉江儲能電站，可自主選擇參與調(diào)峰輔助服務(wù)交易或者調(diào)頻輔助服務(wù)市場交易。

　　用戶側(cè)新型儲能商業(yè)模式，主要是參與電力現(xiàn)貨市場或利用峰谷價差套利，大多集中在微電網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)和大型商業(yè)綜合體等場景。

　　截至2022年10月底，全國已有多個�。▍^(qū)、市）開展省級新型儲能示范工作。其中，2021年發(fā)布的省級新型儲能示范項目中，山東省開展的示范項目均已投產(chǎn)。山東省連續(xù)兩年開展了新型儲能示范項目遴選工作，示范項目共計36個，總規(guī)模361.5萬千瓦。2021年6月，山東省發(fā)布了2021年新型儲能示范項目，確定了“5+2”新型儲能示范項目，其中調(diào)峰類項目5個，調(diào)頻類項目2個，新型儲能總?cè)萘?2萬千瓦/104.1萬千瓦時，均于2021年年底投產(chǎn)運行。山東省探索了基于電力現(xiàn)貨市場的共享儲能商業(yè)模式，結(jié)合示范項目運行情況研究制定并適時調(diào)整了相關(guān)支持政策，逐步推動形成可復(fù)制、易推廣的商業(yè)模式。

　　2021年山東省出臺《關(guān)于開展儲能示范應(yīng)用的實施意見》，給出了適用電力中長期市場的“平進平出”、儲能優(yōu)先、多勞多得等“政策包”。今年以來，結(jié)合電力現(xiàn)貨市場啟動運行情況，山東省對新型儲能示范項目支持政策進行了調(diào)整。2022年8月份，山東省發(fā)布《關(guān)于促進我省新型儲能示范項目健康發(fā)展的若干措施》，提出新型儲能示范項目要依托現(xiàn)貨市場，推動市場化發(fā)展，示范項目作為獨立儲能可參與電力現(xiàn)貨市場，獲得電能量收益；對參與電力現(xiàn)貨市場的示范項目給予容量補償，補償費用暫按電力市場規(guī)則中獨立儲能月度可用容量補償標(biāo)準(zhǔn)的2倍執(zhí)行。

　　山東省通過開展示范應(yīng)用，有力促進了先進儲能技術(shù)應(yīng)用和新型電力系統(tǒng)建設(shè)，為能源行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了重要支撐。2022年上半年，5個獨立儲能示范項目投運后已累計減少棄風(fēng)棄光電量11156萬千瓦時，可滿足21萬戶居民1個月的用電需求，相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤消費3.47萬噸，減少二氧化碳排放10.66萬噸、二氧化硫排放0.37萬噸。同時，可推動新增新能源310萬千瓦，占每年總規(guī)模的31%。兩個調(diào)頻項目投運后，相關(guān)機組響應(yīng)速度提升50%、調(diào)節(jié)精度提升30%，綜合性能指標(biāo)超過全省所有在役機組；參與電力輔助服務(wù)的頻次增加25%，每年可增收約600萬元，為促進煤電機組加快靈活性改造和提升盈利能力探索了新途徑。