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浅析储能对推进电力系统转型的作用

来源:http://www.workrewired.com 作者:电工电气 人气:101 发布时间:2020-03-24
摘要:储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。随着各国政府对储能产业的相关支持政策陆续出台,储能市场投资规模不断加大,产业链布

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储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。随着各国政府对储能产业的相关支持政策陆续出台,储能市场投资规模不断加大,产业链布局不断完善,商业模式日趋多元,应用场景加速延伸。在国内,系列政策的出台加速为储能产业大发展蓄势,行业到了爆发的临界点,储能的春天正在到来。本文对全球储能市场基本情况进行梳理和研究。

2017年10月11日,《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》正式发布。指导意见是我国大规模储能技术及应用发展的首个指导性政策。指导意见的编制工作自2016年初启动,历时一年半多时间,由国家能源局科技司牵头,电力司、新能源司、市场监管司参加的起草工作小组和20位专家组成的专家咨询组,委托中关村储能产业技术联盟牵头,中科院工程热物理所、中科院物理所、中国电科院、清华大学等具体负责相关研究工作。历经前期课题研究、指导意见编写、修改完善、征求意见等各个阶段至2017年5月形成送审稿、9月份五部委联合签发,直至我国第一个储能产业政策文件正式发布。 《意见》从促进储能技术与产业发展的总体要求、重点任务和保障措施三个方面提出了指导性意见,为全面促进储能技术与产业发展提供了政策依据。 储能技术,作为智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术,可广泛地应用于电力系统的不同环节,承担不同的角色和作用。同一个储能系统,也可通过合理的功率和能量分配,发挥多种用途。以下将从“推进储能提升可再生能源利用水平应用示范”、“推进储能提升电力系统灵活性稳定性应用示范”、“推进储能提升用能智能化水平应用示范”这三大应用场景着眼,总结储能技术已有的应用及相关前景,分析促进储能技术发展对于电力乃至整个能源行业的重大意义。 提升可再生能源利用水平 随着可再生能源发电装机容量的迅猛增长,风力、太阳能发电出力的随机性和波动性给电力系统运行带来了新的挑战。此外,由于可再生能源出力的预测误差相对较大,可再生能源发电场站的经济效益在含高比例可再生能源接入的电力系统中将会受到明显的影响。电池、超级电容、飞轮、新型压缩空气等储能系统具有快速调节的性能,可以安装在可再生能源发电场站侧,起到平滑可再生能源发电出力、提高发电出力的可控性、增强可再生能源市场竞争力等作用。在我国的北方地区,因为调峰容量不足、输电通道拥塞等原因,造成了大量弃风、弃光问题。如果在可再生能源发电场站侧安装储能系统,则可以通过储能充放电的优化控制,缓解输电阻塞和电网调峰能力限制,提高可再生能源场站的上网电量。下表对储能在可再生能源发电侧的典型应用和要求进行了总结。

一、全球储能市场基本情况

表1储能与可再生发电配合的典型应用和要求

储能市场总体情况

提升电力系统灵活性与稳定性 储能系统在输电网中的应用主要包括以下两方面: 作为输电网投资升级的替代方案,提高关键输电通道、断面的输送容量或提高电网运行的稳定水平。在输电网中,负荷的增长和电源的接入都需要新增输变电设备、提高电网的输电能力。然而,受用地、环境等问题的制约,输电走廊日趋紧张,输变电设备的投资大、建设周期长,难以满足可再生能源发电快速发展和负荷增长的需求。大规模储能系统可以作为新的手段,安装在输电网中以提升电网的输送能力,降低对输变电设备的投资。 作为系统级的应用,通过优化运行控制,为大电网提供调频、备用、无功/电压、黑启动等类型的辅助服务。在这些辅助服务中,目前投入商业化运行的只有调频服务。与传统机组相比,电池储能、飞轮储能等新兴储能资源具有爬坡能力强、响应速度快的优势,可以快速跟随系统负荷与间歇性可再生能源出力的变化。虽然储能系统的容量、总电量相对较小,但由于其在调频应用中跟踪的是波动快、幅度小、均值接近0的信号,这种缺点并不突出。这些特点使得储能资源在调频应用中具有天然的性能优势,在调频服务市场中具有一定竞争力,有助于缓解可再生能源发电大规模接入电网带来的调频压力。在美国的区域电力市场中,储能系统参与二次调频的容量已占相当的份额。在我国也有电池储能系统参与大电网二次调频应用的探索和实践。 储能系统在配电网中的作用更加多样化。与在输电网的应用类似,储能接入配电网可以减少或延缓配电网升级投资。分布在配网中的储能也可以在相关政策和市场规则允许的条件下为大电网提供调频、备用等辅助服务。除此之外,储能的配置还可提高配电网运行的安全性、经济性、可靠性和接纳分布式电源的能力等。 考虑到大规模储能一次性的投资成本较高,其参与电网调控获得辅助服务市场补偿或通过价格套利获得的收益可能难以回收其投资成本。借鉴国外电力市场的成果经验,并结合我国的电力体制改革,储能参与容量市场可能会成为储能未来在电网中较有前景的应用之一。目前可探索建立储能参与容量市场的规则与监管机制,对满足条件的大规模储能系统给予容量补偿,提高企业投资储能系统的积极性。 提升用能智能化水平 过去,一些重要用户或设备通常会配置不间断电源。在电网停电的情况下,UPS仍然能够持续工作一段时间,可大幅度减小停电损失。近年来随着储能技术的进步和政策的支持,储能将在用户侧获得越来越多的应用,其作用包括提高供电可靠性、降低用电成本、提高新能源发电的消纳比例、参与需求侧响应、提高电能质量等。 工商业用户可通过配置储能降低成本和提高供电可靠性。工商业用户可以配置的储能包括化学电池、蓄冷、储热等类型。价格套利和参加需求侧响应是主要的应用类型。对于价格套利,需要有较大的电价差,通过储能实现部分电能消耗由高峰到低谷时段的转移。对于需求侧响应,通过控制储能的充放电响应电网的调峰要求,从而获取收益。若希望提升用户供电的可靠性,则可以配置电池储能系统,起到类似UPS的作用。 工商业用户还可通过投资储能提升可再生能源发电的可控性。对于工商业用户,在其厂房、办公楼的屋顶或园区内安装可再生能源发电装置,可以减小其向电网购电的成本甚至向电网卖电。通过投资储能系统,则能够平抑可再生能源发电出力的波动性、提高电能质量,并实施价格套利。由于需要灵活的功率控制,所配置的储能类型一般为电池储能系统。 居民用户可通过配置储能消纳新能源和提高供电可靠性。与欧美多个国家和地区的居民光伏发电相比,目前我国的居民光伏发电正处于初步发展阶段。考虑到光伏在白天发电,而居民用户一般在夜间的负荷较高,因此可通过配置家庭储能,更多地利用光伏发电,甚至实现电能的自给自足。除此之外,在配电网故障的情况下,家庭储能还可继续提供电力,从而有效地降低电网停电的影响、提高供电的可靠性。目前在市场上,已有越来越多针对家庭储能的产品推出。 以上从发电、输配电网、用电三个方面分析了储能在电力系统中的主要应用。需要说明的是,对于一些类型的应用,储能可以安装在发电侧、输电侧或配电侧。根据美国能源部的报告,下表列出了储能典型的应用类型和几种常见储能技术适合的应用。可以看出,电池储能系统几乎适用所有列出的储能应用类型,而压缩空气储能和抽水蓄能则主要适用于规模较大的“能量型”应用。

来自美国能源部全球储能数据库的数据显示,截至今年6月底,全球累计运行的储能项目装机规模195.74吉瓦。其中,抽水蓄能184.20吉瓦;储热4.03吉瓦;其他机械储能2.65吉瓦;电化学储能4.83吉瓦;储氢0.02吉瓦,相应类型规模占比如图1所示。

表2不同储能技术适合的应用类型

图1 全球累计运行储能项目类型分布

尾声 总之,储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务,提升电力系统灵活性、经济性和安全性;在新能源与多能协同方面,储能技术能够有效提高风、光等可再生能源的消纳,支撑分布式电源与微网的安全运行,并促进能源生产消费开放共享和灵活交易。 《意见》肯定了储能的应用价值,明确了储能技术在各个应用领域中的身份与定位,并指出了储能在下一阶段应受支持与引导的发展方向。随着《意见》的颁发与落实,以及储能技术的迅猛发展、成本不断下降、电力市场改革的推进,储能技术与产业应用未来的前景无疑将越来越广阔。

根据美国能源部全球储能数据库的数据,1997~2017年,全世界储能系统装机增长了70%,到170吉瓦左右。如今储能市场在各国政府的政策鼓励下得到了积极的发展,最近几年间新建储能项目及其装机总规模有望增加数倍。

图2 1992~2017年全球储能装机增长情况

地区分布

从地域来看,全球储能项目装机主要分布在亚洲的中国、日本、印度和韩国,欧洲的西班牙、德国、意大利、法国、奥地利和北美的美国,这10个国家储能项目累计装机容量占全球的近五分之四。

图3 2018年全球累计运行储能装机TOP10国家

  1. 美、中、日领跑全球市场

从累计运行的储能规模来看,2017年,美中日依旧占据储能项目装机的领先地位,其中美国仍是全球最大的储能市场。根据GTM Research发布的全球储能报告,2017年全球新增储能电量2.3吉瓦时,其中,美国新增431兆瓦时,居全球首位。截至2017年末,美国储能累积部署达到1.08吉瓦时,预计2018年的部署将超过1.2吉瓦时。根据矢野经济研究所的预测,日本储能市场也将保持快速增长,2020年市场规模有望达到3.307吉瓦时。

中国的储能产业虽然起步较晚,但近几年发展速度令人瞩目。目前,国内储能侧重示范应用,积极探索不同场景、技术、规模和技术路线下的储能商业应用,同时规范相关标准和检测体系。根据中关村储能产业技术联盟全球储能项目库的不完全统计,2016~2017年间,我国规划和在建的储能规模近1.6吉瓦,占全球规划和在建规模的34%,我国储能投运规模迎来加速增长。截至2017年底,我国已投运储能项目累计装机规模28.9吉瓦,同比增长19%。与全球储能市场类似,我国抽水蓄能的累计装机规模所占比重最大,接近99%,但与上一年同期相比略有下降。电化学储能的累计装机规模位列第二,为389.8兆瓦,同比增长45%,所占比重为1.3%,较上一年增长0.2个百分点。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机占比最大,比重为58%。

2.澳大利亚、印度等新兴市场涌现

2017年,新兴市场表现突出,特别是澳大利亚。根据GTM Research发布的全球储能报告,2017年全球新增储能容量1.4吉瓦,其中,澳大利亚新增246兆瓦,领先于美国和其他国家,居全球首位。这是由于特斯拉公司在澳大利亚部署的创纪录的Hornsdale储能项目发挥了关键作用,一次性提供了100兆瓦的储能容量。

诸多海外电池厂商在印度建厂,为印度本地或整个亚洲提供产品的兴趣增加,并落地了一批动力电池和储能产品生产基地。未来3~5年内,印度有望依托不断提升的电池产品制造能力,陆续启动储能技术在电动汽车、柴油替代、可再生能源并网、无电地区供电等领域的应用。

韩国部署的储能项目朝着规模大型化的方向演进,其中就包括了世界上最大的用户侧储能项目现代电气蔚山规划的150兆瓦储能项目。预计这些项目将为2018年韩国储能市场提供增量支撑。韩国国内LG Chem、三星SDI和Kokam等实力雄厚且已经深度渗透海外市场的储能技术供应商,将为其国内储能市场的规模化开发提供强有力的技术支撑和经验基础。

3.欧洲市场多元化发展

德国是欧洲储能装机比重最大的国家。2017年,德国家庭光伏储能市场的增长已趋于缓慢,光伏设备中安装储能系统的比例由73%增至77%,增幅不大。尽管如此,德国依然是欧洲范围内最成熟的分布式光伏储能市场,也是用户侧储能商业模式最先进的国家。

2017年,英国储能市场规模迎来爆发式增长,其累计投运储能项目规模达到2016年同期规模的10倍。

除了德国、英国市场之外,荷兰、法国、芬兰、丹麦、西班牙、捷克、比利时、俄罗斯、奥地利等在内的9个国家均部署了储能项目。以Vestas、KK Wind等为首的欧洲风电开发商积极探索风储联合运行的商业模式,带动风储项目在全球快速部署。总体上看,欧洲储能市场呈现出全新的、多元化的发展态势。

技术分类

根据能量存储方式的不同,储能技术主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能等三大类,此外还有储热、储冷、储氢等。不同储能技术,在寿命、成本、效率、规模、安全等方面优劣不同。同时,由于具体条件不同,储能目的各有差异,储能方式的选择还取决于对发电装机、储能时长、充电频率、占地面积、环境影响等诸多方面的要求。

图4 储能主要技术分类

近年来储能技术不断发展,许多技术已进入商业示范阶段,并在一些领域展现出一定的经济性。以锂电、铅酸、液流为代表的电化学储能技术不断发展走向成熟,成本进一步降低;以飞轮、压缩空气为代表的机械储能技术也攻克了材料等方面的难关,产业化速度正在加快;而以锂硫、锂空气、全固态电池、钠离子为代表的新型储能技术也在不断发展,取得了技术上的进步。总体来看,机械储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术,电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。目前,全球储能技术的开发主要集中在电化学储能领域。

1.抽水蓄能仍占绝对优势

抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术,也是目前发展最为成熟的储能技术。大部分抽水蓄能电站和水电站、核电站一起结合应用,在很多国家都有推广,尤其是发达国家,在核电的开发、水能、风能的利用和蓄能配套方面已有一定成功经验,其中日本、美国和欧洲等国的抽水蓄能电站装机容量占全世界抽水蓄能电站总和的80%以上。

国际可再生能源署2017年发布的报告《电力储存与可再生能源2030年的成本与市场》指出,到2017年中全球储能装机容量为176吉瓦,抽水蓄能装机169吉瓦,占比96%。尽管抽水蓄能仍占绝对优势,但是未来其成本下降空间有限,而各类电池储能成本可望下降50%~60%。预计2030年抽水蓄能装机将小幅增至235吉瓦,而电池储能将快速攀升至175吉瓦。

我国已先后建成潘家口、广州、十三陵、天荒坪、山东泰山、江苏宜兴、河南宝泉等一批大型抽水蓄能电站,根据水电水利规划设计总院发布的《中国可再生能源发展报告2017》,截至2017年底,中国抽水蓄能在建规模为38.51吉瓦,已建总装机容量为28.69吉瓦,是世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。

2.电化学储能保持快速增长

根据中关村储能产业技术联盟项目库的不完全统计,2000~2017年间全球电化学储能项目累计装机投运规模为2.6吉瓦,容量为4.1吉瓦时,年增长率分别为30%和52%。图5为2013~2017年间全球投运电化学储能项目装机规模。

图5 2013~2017年全球投运电化学储能项目装机情况

截至2017年底,全球电化学储能项目累计装机规模为2926.6兆瓦,占比1.7%,较上一年增长0.5个百分点。在各类电化学储能技术中,锂离子电池累计装机占比最大,超过75%。2017年,全年新增投运电化学储能项目装机规模为914.1兆瓦,同比增长23%。新增规划、在建的电化学储能项目装机规模为3063.7兆瓦,预计短期内全球电化学储能装机规模还将保持高速增长。

2018年上半年,全球新增投运电化学储能项目装机规模697.1兆瓦,同比增长133%,相比2017年底增长24%。其中,英国的新增投运项目装机规模最大,为307.2兆瓦,占比为44%,同比增长441%;中国新增投运电化学储能项目装机规模100.4兆瓦,占全球新增规模的近15%,同比增长127%,相比2017年底增长26%。

图6 2018年上半年全球投运电化学储能项目分布情况

二、储能产业相关政策

近期各国储能产业相关政策主要集中在以下几个方面:在储能尚未推广或刚刚起步的国家或地区,发展储能逐渐被纳入国家战略规划,政府开始制定储能的发展路线图;在储能已具备一定规模或产业相对发达的国家或地区,政府多采用税收优惠或补贴的方式,以促进储能成本下降和规模应用;在储能逐步深入参与辅助服务市场的国家或地区,政府通过开放区域电力市场,为储能应用实现多重价值、提供高品质服务创造平台。

国外

1.美国

2016年6月,美国在建设智能电力市场扩大可再生能源和储能规模会议上承诺,加快可再生能源和储能电源并网,未来5年储能采购或安装规模增加1.3吉瓦。2017年,在多年储能市场发展经验基础上,美国加州从加速部署公共事业级项目应对储气库泄漏带来的高峰电力运行压力,到批准一系列市场规则提升储能在电力市场中的参与度,全方位推动并调整储能发展。在加州的带动下,俄勒冈州、马萨诸塞州和纽约州均通过设立储能采购目标或提出采购需求,启动公用事业规模的储能项目部署,并依据各自能源结构及供需特点调整储能的应用重点。

税收方面,投资税收减免是政府为了鼓励绿色能源投资而出台的税收减免政策,光伏项目可按照投资额的30%抵扣应纳税。2016年,美国储能协会向美国参议院提交了ITC法案,明确先进储能技术都可以申请投资税收减免,并可以以独立方式或者并入微网和可再生能源发电系统等形式运行。补贴方面,自发电激励计划是美国历时最长且最成功的分布式发电激励政策之一,用于鼓励用户侧分布式发电,随后储能被纳入SGIP的支持范围,储能系统可获得2美元/瓦的补贴支持。从将储能纳入补贴范围至今,SGIP经历了多次调整和修改,对促成分布式储能发展发挥了重要作用。得益于各州持续的税收优惠和补贴鼓励,以及开放的电力市场准入政策,美国的储能项目一直可以在电力市场进行良性互动的参与,为电网及用户提供各种服务。

2.欧洲

2016年以来,英国大幅推进储能相关政策及电力市场规则的修订工作。政府将储能定义为其工业战略的一个重要组成部分,并制定了推动储能发展的一系列行动方案,包括明确储能资产的定义、属性、所有权、减少市场进入障碍等,为储能市场的大规模发展注入强心剂。同时,英国光伏发电补贴政策的取消,客观上刺激了户用储能的发展。

德国政府高度重视能源转型,近10年来一直致力于推动本国能源系统的转型变革。在储能方面,德国政府部署了大量的电化学储能、储热、制氢与燃料电池研发和应用示范项目,使储能技术的发展和应用成为本国能源转型的支柱之一。推动德国储能市场发展的措施包括逐年下降的上网电价补贴、高额的零售电价、高比例的可再生能源发电以及德国复兴信贷银行提供的户用储能补贴等。另外,继2016年大量调频储能项目上马以及一次调频辅助服务市场逐渐饱和之后,2017年,为了鼓励储能等新市场主体参与二次调频和分钟级备用市场,德国市场监管者简化了新市场参与者参与两个市场的申报程序,为电网级储能的应用由一次调频转向上述两个市场做准备。

为了给可再生能源渗透率日益增高的欧洲电网做支撑,继德国之后,2017年,荷兰、奥地利和瑞士等国开始尝试推动储能系统参与辅助服务市场,为区域电力市场提供高价值的服务。

随着分布式光伏的推广,奥地利、捷克等国家发布光储系统补贴计划,扶持本地用户侧储能市场。在意大利,包含了光伏和储能的户用系统,不仅能够享受补贴,还有减税政策。可以说,补贴和光伏是欧洲储能产业发展的最大推手。

3.亚洲

为鼓励新能源走进住户,同时又要缓解大量涌入的分布式太阳能带来的电网管理挑战,日本政府主要采用激励措施鼓励住宅采用储能系统,对实施零能耗房屋改造的家庭提供一定的补贴,补贴来自中央政府和地方政府两个渠道。除了财政上的大力支持,日本政府在新能源市场的政策导向也十分积极:要求公用事业太阳能独立发电厂装备一定比例的电池以稳定电力输出;要求电网公司在输电网上安装电池以稳定频率,或向供应商购买辅助服务;对配电网或者微电网使用电池进行奖励等。

2016年4月,日本政府发布《能源环境技术创新战略2050》,也对储能作出部署。要研究低成本、安全可靠的快速充放电先进蓄电池技术,使其能量密度达到现有锂离子电池的7倍,成本降至十分之一,应用于小型电动汽车后,电动汽车续航里程达到700千米以上。该技术还将用于可再生能源,实现更大规模的可再生能源并网。

在印度2022年的智能城市规划中,印度可再生能源部门将可再生能源的装机目标增加到175吉瓦,其中太阳能100吉瓦、风能60吉瓦、生物质能10吉瓦、小水电5吉瓦。为了实现可再生能源175吉瓦的发展目标,政府积极发布光储计划、电动汽车发展目标、无电地区的供电方案等,多方面应用储能,但同时,由于光伏上网电价急剧下滑,2017年印度国内两次电网级光储项目招标最终被迫取消。

2017年,在强制性的RPS配额制政策、10座老燃煤电厂计划关停以及能源转型等因素的驱动下,韩国持续推动储能在大规模可再生能源领域的应用,政府主要通过激励措施,例如为商业和工业客户提供电费折扣优惠等方式,来支持储能系统的部署。同时,为化解电力供需主要矛盾,韩国政府势必寻找替代解决方案,支持储能技术应用纳入政策规划,未来储能将在能源可靠供应和绿色供应的驱动下发展和应用。

4.其他地区

2017年,澳大利亚以南澳、首领地、维多利亚州和新南威尔士等为代表的州或市政府从储能招标采购计划、区域储能安装补贴等方面入手,推动当地大规模储能项目的落地,带动了Tesla、AES等一批海外储能系统开发商在可再生能源场站侧布局与规划电网级储能项目的热潮。另外,澳大利亚电力市场监管者制定的五分钟结算机制,不仅能够促进储能在澳大利亚电力市场中实现更有效的应用并获得合理补偿,还将推动基于快速响应技术的更多市场主体以及合同形式的出现,对储能在电力市场中的多元化应用产生重要影响。

最近几年间,在俄罗斯国内一系列规划战略文件中都写入了发展储能的计划。《2035年俄罗斯燃料能源综合体领域科技发展展望》指出,储能是发展可再生能源和分布式电源所需的极其重要的技术。国家技术倡议路线图EnergyNet将储能作为智能分布式能源和天然气混合发电技术的优先发展方向,提出2019年前要在偏远村镇应用智能分布式能源技术,启动能源系统自动控制试验项目,其中就包括发展可再生能源和储能技术。《俄罗斯联邦电力储能系统市场发展纲要》确定了俄储能市场发展的长期目标。

国内

1.储能纳入国家级政策规划

2015年以来,国内对储能产业的扶持政策密集出台。储能列入十三五规划百大工程项目,首次正式进入国家发展规划。《能源发展十三五规划》中提出,积极开展储能示范工程建设,推动储能系统与新能源、电力系统协调优化运行。以智能电网、能源微网、电动汽车和储能等技术为支撑,大力发展分布式能源网络,增强用户参与能源供应和平衡调节的灵活性和适应能力。

2016年6月,国家发展改革委、国家能源局印发《能源技术革命创新行动计划》,并同时发布《能源技术革命重点创新行动路线图》,提出包括先进储能技术创新在内的15项重点创新任务,并指出,要研究太阳能光热高效利用高温储热技术、分布式能源系统大容量储热技术,研究面向电网调峰提效、区域供能应用的物理储能技术,研究面向可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车应用的储能技术。掌握储能技术各环节的关键核心技术,完成示范验证,整体技术达到国际领先水平,引领国际储能技术与产业发展。

此外,新一轮电力体制改革相关配套文件,促进大规模可再生能源消纳利用、能源互联网和电动汽车推广发展的多项政策文件亦都将发展和利用储能作为重要的工作内容,为提高储能的认知度、确立储能发展的重要性作出了贡献。

2.首份行业政策性指导文件出台

2017年9月22日,国家发展改革委、国家能源局等五部门联合印发《关于促进储能技术与产业发展指导意见》,这是我国储能行业第一个指导性政策,《意见》提出未来10年中国储能产业的发展目标,以及推进储能技术装备研发示范、推进储能提升可再生能源利用水平应用示范、推进储能提升电力系统灵活性稳定性应用示范、推进储能提升用能智能化水平应用示范、推进储能多元化应用支撑能源互联网应用示范等五大重点任务,从技术创新、应用示范、市场发展、行业管理等方面对我国储能产业发展进行了明确部署,同时对于此前业界争论较多的补贴问题给予了明确答案。

表1 我国储能产业发展目标

3.辅助服务等政策加速储能发展

hga025手机版,在电力辅助服务方面,市场机制建设工作进入加速期。2016年6月,国家能源局下发《关于促进电储能参与三北地区电力辅助服务补偿机制试点工作的通知》,明确在发电侧建设的电储能设施,可与机组联合参与调峰调频,或作为独立主体参与辅助服务市场交易;用户侧建设的电储能设施,可作为独立市场主体或与发电企业联合参与调频、深度调峰和启停调峰等辅助服务。这意味着,无论是发电侧还是用户侧,储能都获得了独立市场地位。

2017年11月,国家能源局下发《完善电力辅助服务补偿机制工作方案》,提出鼓励采用竞争方式确定电力辅助服务承担机组,按需扩大电力辅助服务提供主体,鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务,允许第三方参与提供电力辅助服务,确立在2019~2020年,配合现货交易试点,开展电力辅助服务市场建设。这意味着未来的辅助服务交易将逐渐实现市场化运作。

在地方层面,截至今年5月底,国家已批复东北、福建、山东、山西、新疆、宁夏、广东、甘肃等8个地区开展辅助服务市场建设试点工作。各地均对储能给予与发电企业、售电企业、电力用户平等的市场主体身份。电储能既可在火电厂或集中式间歇性能源发电基地等发电侧,也可在负荷侧,或以独立市场主体身份为系统提供调峰等辅助服务。

一系列政策从确认储能参与辅助服务的市场主体身份、制定体现储能优势的价格机制,到逐步建立完善公平竞争的市场机制,都为储能服务于电力辅助服务、实现价值和商业化发展奠定了基础。

在电力需求侧管理方面,2017年9月,国家发展改革委、国家能源局等六部委联合发布《电力需求侧管理办法》,为储能在需求侧管理的应用增加了新的内涵。《办法》指出,通过深化推进电力需求侧管理,积极发展储能和电能替代等关键技术。鼓励电力用户采用电蓄热、电蓄冷、储能等成熟的电能替代技术。储能已经被定义为通过参与需求响应,在电力需求侧管理中实现重要作用的资源。

在电力市场化交易和配售电改革方面,2017年《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》发布,从短期看分布式发电交易对储能的需求有限,但就中长期而言,对于发展储能的灵活性调节价值具有重要的推动作用。

三、储能应用及商业模式

储能在电力领域主要应用于可再生能源并网、电力输配、辅助服务、分布式发电及微电网等领域。在国内实践中,新型储能的主要盈利模式较为单一,目前正在探索多种商业化应用模式。

应用

据中关村储能产业技术联盟项目库统计,从全球新增投运电化学储能项目的应用分布上看,2017年,集中式可再生能源并网领域的新增装机规模所占比重最大,为33%,其次是辅助服务领域,所占比重为26%。

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