中國(guó)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀

截至 2022 年底，發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模超過(guò) 6GW，同比增長(zhǎng) 137%，其中，新增投運(yùn)規(guī)模超過(guò) 3.5GW，同比增長(zhǎng) 248%。過(guò)去 5 年，發(fā)電側(cè)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò) 110%。

        從新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的接入位置來(lái)看，電源側(cè)，無(wú)論是累計(jì)裝機(jī)規(guī)模還是新增裝機(jī)規(guī)模，繼 2020 年同期首次位列第一之后，連續(xù)兩年繼續(xù)保持了裝機(jī)規(guī)模第一的位置，累計(jì)裝機(jī)所占比重超過(guò) 40%。

        發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)分布上，鋰離子電池占比為 98.76%，其次為液流電池的 0.61%，鉛酸電池占比為 0.42%、超級(jí)電容和飛輪占比都在 0.1% 以下。

中國(guó)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能典型場(chǎng)景

（1）新能源配置儲(chǔ)能

高比例新能源場(chǎng)景下，風(fēng)光發(fā)電將面臨出力預(yù)測(cè)困難、與電網(wǎng)實(shí)時(shí)平衡的要求不匹配、局部時(shí)段可靠出力不足、合理消納代價(jià)大等方面的挑戰(zhàn)。

首先，風(fēng)電、光伏發(fā)電具有較大的隨機(jī)性、波動(dòng)性，高精度功率預(yù)測(cè)更難，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的擴(kuò)大，預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差將進(jìn)一步擴(kuò)大，大大增加發(fā)電計(jì)劃制定的難度和對(duì)儲(chǔ)能容量的需求。

其次，現(xiàn)階段電力負(fù)荷多呈現(xiàn)午、晚高峰的雙峰特點(diǎn)，然而，風(fēng)電大發(fā)一般是在后半夜，光伏在晚高峰出力基本為零。

然后，新能源機(jī)組不能提供與裝機(jī)容量相對(duì)等的發(fā)電能力，可信容量低，在大規(guī)模并網(wǎng)后，直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

最后，大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)，消納成本高。據(jù)相關(guān)研究測(cè)算，“十四五”期間，為確保年均新增 1 億千瓦以上的新能源維持在合理的利用水平，在抽水蓄能、調(diào)峰氣電按預(yù)期投運(yùn)的基礎(chǔ)上，還需要新增火電靈活性改造 1.2 億千瓦以上，建設(shè) 3000 萬(wàn)～ 5000萬(wàn)千瓦（≥ 2 小時(shí)）的新型儲(chǔ)能。

（2）發(fā)電側(cè)共享儲(chǔ)能

盡管光伏和風(fēng)電在大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)，但項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性還比較差，單個(gè)新能源電站單獨(dú)配置儲(chǔ)能進(jìn)一步惡化光伏、風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，不利于新能源的發(fā)展。新能源滲透率較高的地區(qū)，在新能源匯集站建設(shè)共享儲(chǔ)能滿足規(guī)模化新能源并網(wǎng)需求，可降低儲(chǔ)能資源閑置率、分散投資風(fēng)險(xiǎn)、提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

（3）輔助火電調(diào)頻

火電機(jī)組與儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻基本原理是在傳統(tǒng)火電機(jī)組中增加儲(chǔ)能設(shè)備，火電機(jī)組和儲(chǔ)能裝置分別為響應(yīng) AGC 指令的基礎(chǔ)單元和補(bǔ)充的快速響應(yīng)單元，利用儲(chǔ)能裝置快速調(diào)節(jié)輸出功率的能力，達(dá)到改善機(jī)組 AGC 響應(yīng)速度和精度的目的。

（4）大型清潔能源基地外送

我國(guó)新能源多集中在遠(yuǎn)離中東部負(fù)荷中心且本地負(fù)荷低迷的西北部地區(qū)，受新能源富集地區(qū)本地消納能力低的限制，大規(guī)模集中開發(fā)新能源發(fā)電需要輸送到區(qū)域電網(wǎng)甚至跨區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行消納。隨著儲(chǔ)能成本的大幅下降，規(guī)模化儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的市場(chǎng)前景逐漸顯現(xiàn)，是解決新能源大規(guī)模送出的關(guān)鍵技術(shù)之一。

（5）源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化

“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化” 是一種可實(shí)現(xiàn)能源資源最大化利用的運(yùn)行模式和技術(shù)，通過(guò)源源互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、網(wǎng)荷互動(dòng)、網(wǎng)儲(chǔ)互動(dòng)和源荷互動(dòng)等多種交互形式，從而更經(jīng)濟(jì)、高效和安全地提高電力系統(tǒng)功率動(dòng)態(tài)平衡能力，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要發(fā)展路徑。

面臨的挑戰(zhàn)

（1）儲(chǔ)能技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性尚不能滿足規(guī)模化應(yīng)用要求

電力領(lǐng)域要求儲(chǔ)能技術(shù)具有高安全、長(zhǎng)壽命、高效率、低成本等特點(diǎn)，盡管目前儲(chǔ)能技術(shù)眾多，但不同儲(chǔ)能技術(shù)性能差異較大，尚不能同時(shí)滿足以上要求。

電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)占新型儲(chǔ)能裝機(jī)的 90% 以上，過(guò)去幾年，全球發(fā)生超過(guò) 70 起儲(chǔ)能安全事故，安全是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用中最突出、最受關(guān)注的問(wèn)題。

系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間以后，部分項(xiàng)目存在可用容量衰減超出預(yù)期，單體設(shè)備及系統(tǒng)壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)值的情況。鋰離子電池儲(chǔ)能，循環(huán)壽命在 10 年以內(nèi)，低于風(fēng)、光等新能源場(chǎng)站 25 年的使用壽命。

投運(yùn)的儲(chǔ)能電站實(shí)際效率偏低，鋰電池儲(chǔ)能平均系統(tǒng)效率一般低于 90%，液流電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率也不超過(guò) 75%。

新型儲(chǔ)能技術(shù)全壽命周期度電成本較高，部分儲(chǔ)能技術(shù)的度電成本是抽水蓄能電站的 2 倍以上。

（2）政策和市場(chǎng)機(jī)制是當(dāng)前新型儲(chǔ)能發(fā)展的關(guān)鍵制約因素

國(guó)外儲(chǔ)能項(xiàng)目除了可獲得可觀的稅收優(yōu)惠或補(bǔ)貼外，還獲得多方面的市場(chǎng)化收益，包括現(xiàn)貨市場(chǎng)能量套利、輔助服務(wù)收益、容量收益等。國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能財(cái)政補(bǔ)貼政策力度小，可參與的電力市場(chǎng)及獲取的收益十分有限。

儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)：目前，絕大多數(shù)省份尚未出臺(tái)獨(dú)立儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)細(xì)則。新能源參與市場(chǎng)的規(guī)則不完善、參與市場(chǎng)的程度不高 13、參與市場(chǎng)后價(jià)格普遍走低，新能源在市場(chǎng)中面臨價(jià)格震蕩、曲線波動(dòng)、偏差考核、政策影響等多重風(fēng)險(xiǎn)，新能源配套的儲(chǔ)能難以獲得市場(chǎng)收益。

儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)：火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻是發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能唯一實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的領(lǐng)域，市場(chǎng)空間小，不同項(xiàng)目收益差異大。國(guó)家能源局印發(fā)的新版“兩個(gè)細(xì)則”規(guī)定輔助服務(wù)費(fèi)用按服務(wù)對(duì)象分?jǐn)偅a(bǔ)償方式和分?jǐn)倷C(jī)制體現(xiàn)了“誰(shuí)提供、誰(shuí)獲利；誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的原則，政策真正實(shí)現(xiàn)落地見(jiàn)效有待時(shí)日。

儲(chǔ)能容量?jī)r(jià)值實(shí)現(xiàn)：部分省份開始了容量補(bǔ)償機(jī)制的探索性工作。但目前有一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決，例如資源準(zhǔn)入、費(fèi)用分?jǐn)偂r(jià)格確定等問(wèn)題。如何對(duì)儲(chǔ)能的容量?jī)r(jià)值予以認(rèn)定，如何建立合理的市場(chǎng)化容量補(bǔ)償機(jī)制是未來(lái)一段時(shí)期需持續(xù)、深入探索的課題。

只有在政策和市場(chǎng)規(guī)則上消除儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的障礙，儲(chǔ)能才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。評(píng)估不同場(chǎng)景下各類儲(chǔ)能的真實(shí)價(jià)值，合理制定規(guī)則實(shí)現(xiàn)利益相關(guān)主體的權(quán)責(zé)統(tǒng)一，是推動(dòng)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的重要保障。

（3）發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)收益不確定性較高

新能源進(jìn)入電力市場(chǎng)規(guī)模有限，多數(shù)新能源配建儲(chǔ)能由于缺少市場(chǎng)主體身份無(wú)法參與電力市場(chǎng)，主要靠減少棄電量獲取收益，回報(bào)率低，電站方主動(dòng)投資配套儲(chǔ)能的動(dòng)力不強(qiáng)。火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻是目前市場(chǎng)化程度最高、投資回報(bào)相對(duì)較好的應(yīng)用領(lǐng)域，配置電池儲(chǔ)能可以有效改善火電機(jī)組的調(diào)頻性能，降低機(jī)組被考核風(fēng)險(xiǎn)，增加火電廠調(diào)頻收益，但也面臨著市場(chǎng)規(guī)模有限、市場(chǎng)機(jī)制不完善等問(wèn)題。

市場(chǎng)機(jī)制建議

（1）研究設(shè)立新的輔助服務(wù)品種，出臺(tái)或完善新型儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則

隨著可再生能源接入電力系統(tǒng)比例的增加，以及火電機(jī)組的逐步關(guān)停，電力系統(tǒng)慣量供應(yīng)不足，且頻率控制、電壓控制等將成為新的挑戰(zhàn)，各地有必要結(jié)合實(shí)際情況，探討快速調(diào)頻、爬坡、慣量支撐、備用等各類輔助服務(wù)品種的設(shè)立，制定儲(chǔ)能參與新的輔助服務(wù)品種的市場(chǎng)規(guī)則；研究建立電力輔助服務(wù)評(píng)價(jià)體系，合理設(shè)定電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)資源的需求規(guī)模、市場(chǎng)規(guī)則，科學(xué)認(rèn)定和評(píng)價(jià)儲(chǔ)能在電力輔助服務(wù)中發(fā)揮的作用。

（2）允許儲(chǔ)能參與各細(xì)分市場(chǎng)并進(jìn)行收益疊加

盡管儲(chǔ)能應(yīng)用價(jià)值日漸清晰，但是在目前儲(chǔ)能設(shè)備成本仍然相對(duì)較高的情況下，僅靠單一收益尚無(wú)法保證項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)良好的投資回報(bào)。由于儲(chǔ)能本身的技術(shù)特性，決定了其具備參與多個(gè)細(xì)分電力市場(chǎng)，提供多重服務(wù)，獲得多重收益的能力。允許儲(chǔ)能以多種方式（儲(chǔ)能 + 新能源、儲(chǔ)能 + 火電、獨(dú)立儲(chǔ)能）靈活參與多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，如現(xiàn)貨 + 調(diào)頻、調(diào)峰 + 調(diào)頻等，使其能夠在各類市場(chǎng)中進(jìn)行靈活交易，充分發(fā)揮其靈活性和系統(tǒng)價(jià)值。

（3）制定完善發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)規(guī)則

由于可再生能源的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，現(xiàn)有的新能源電價(jià)機(jī)制不能充分發(fā)揮儲(chǔ)能的價(jià)值。要加快推動(dòng)新能源參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，建立儲(chǔ)能與新能源聯(lián)合參與市場(chǎng)的交易機(jī)制。逐步放寬準(zhǔn)入條件、允許市場(chǎng)主體由被動(dòng)向主動(dòng)參與現(xiàn)貨交易（由價(jià)格接受者逐步向報(bào)量報(bào)價(jià)）過(guò)渡。

（4）針對(duì)大規(guī)模的獨(dú)立 / 共享儲(chǔ)能電站，研究建立容量補(bǔ)償機(jī)制

目前電力市場(chǎng)的建設(shè)剛剛起步，相關(guān)政策和規(guī)則還不完善，尚不能支持以調(diào)峰或價(jià)差套利為主要收益來(lái)源的大規(guī)模獨(dú)立儲(chǔ)能完全通過(guò)市場(chǎng)回收成本。研究過(guò)渡階段獨(dú)立 / 共享儲(chǔ)能容量補(bǔ)償機(jī)制，識(shí)別技術(shù)類型、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)、投資成本、使用壽命等影響容量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵因素，建立容量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)及動(dòng)態(tài)調(diào)整辦法。

（5）以市場(chǎng)化手段引導(dǎo)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)多重經(jīng)濟(jì)收益

確保新型電儲(chǔ)能參與各類市場(chǎng)、提供多種服務(wù)并實(shí)現(xiàn)多重市場(chǎng)收益的疊加，是提升新型電儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、促進(jìn)不同市場(chǎng)、不同品種間的聯(lián)通和市場(chǎng)規(guī)則機(jī)制間的銜接，避免出現(xiàn)交割環(huán)節(jié)資源調(diào)用沖突等情況。推動(dòng)新型電儲(chǔ)能基于自身特點(diǎn)、系統(tǒng)需求變化和市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)，在不同市場(chǎng)間自主決策、自由轉(zhuǎn)換、自行交易，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益最大化。

（6）盡快建立和完善體現(xiàn)儲(chǔ)能綠色價(jià)值的政策體系

儲(chǔ)能在不同應(yīng)用場(chǎng)景下減煤、減碳機(jī)理不同，研究?jī)?chǔ)能在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的綠色價(jià)值測(cè)算方法和評(píng)價(jià)體系，盡快建立體現(xiàn)儲(chǔ)能綠色價(jià)值的政策體系，理順“電 - 證 - 碳”市場(chǎng)的關(guān)系，建立“電 - 證 - 碳”市場(chǎng)協(xié)同機(jī)制，使儲(chǔ)能的綠色價(jià)值得到充分體現(xiàn)，推動(dòng)新能源和儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。

技術(shù)發(fā)展建議

（1）盡快推動(dòng)應(yīng)用于不同時(shí)間尺度場(chǎng)景的儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用

當(dāng)前，新型儲(chǔ)能應(yīng)用以 2 小時(shí)為主，隨著新能源滲透率的不斷提高，4 小時(shí)以上、30 分鐘以下不同時(shí)間尺度的儲(chǔ)能需求會(huì)越來(lái)越大。4 小時(shí)以上時(shí)間尺度上，推動(dòng)壓縮空氣、液流電池從示范驗(yàn)證走向規(guī)模化應(yīng)用，通過(guò)技術(shù)迭代升級(jí)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能低成本、長(zhǎng)壽命的應(yīng)用需求。30 分鐘以下時(shí)間尺度上，在不顯著增加成本的前提下，研發(fā) 2C 及以上充放電倍率、6000 次以上的系統(tǒng)循環(huán)效率的電池儲(chǔ)能，推動(dòng)飛輪、超級(jí)電容從技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目示范向規(guī)模化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)短時(shí)儲(chǔ)能高安全、長(zhǎng)壽命、高倍率的應(yīng)用需求。

（2）加快推動(dòng)混合儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)及示范應(yīng)用

目前，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)全壽命周期循環(huán)次數(shù)在 6000 次左右，在諸如一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等動(dòng)作頻繁的場(chǎng)景，一般不到 2 年就需要更換部分或全部電芯，即使不考慮循環(huán)次數(shù)和衰減因素，10 年左右的日歷壽命也無(wú)法和風(fēng)電、光伏 20 年以上的壽命相匹配。

不同儲(chǔ)能技術(shù)在容量規(guī)模、響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)速度、投資成本及循環(huán)壽命等方面存在差異，利用兩種或多種儲(chǔ)能技術(shù)配合應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)性能上的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，避免單一型儲(chǔ)能功能制約和不足。建議研發(fā)鋰電 + 飛輪、鋰電 + 超級(jí)電容等混合儲(chǔ)能的優(yōu)化配置、能量管理、協(xié)同控制等技術(shù)，加快制定混合儲(chǔ)能設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)混合儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

（3）聚焦支撐新型電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成與控制方案

規(guī)模化儲(chǔ)能系統(tǒng)參與多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，可能需要同時(shí)滿足調(diào)峰、調(diào)頻、緊急功率控制、無(wú)功支撐等功能需求，目前的通信和控制方案難以支撐大規(guī)模儲(chǔ)能電站同時(shí)參與多個(gè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化控制。建議加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)在集成與站級(jí)調(diào)控方面的技術(shù)研發(fā)與攻關(guān)，包括挖掘儲(chǔ)能系統(tǒng)的主動(dòng)支撐能力、通過(guò)級(jí)聯(lián)技術(shù)提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的潛力及對(duì)系統(tǒng)安全性的影響等，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)所需的儲(chǔ)能提供主動(dòng)支撐、慣性響應(yīng)、電壓無(wú)功調(diào)節(jié)方面的能力，形成一攬子系統(tǒng)集成以及站級(jí)調(diào)控策略。

項(xiàng)目管理建議

通過(guò)制定儲(chǔ)能規(guī)劃引導(dǎo)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能合理有序發(fā)展。規(guī)模化新能源接入及消納是實(shí)現(xiàn)清潔、低碳能源體系的必然要求，但新能源的波動(dòng)性、間歇性和不確定性也必然對(duì)電力系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行帶來(lái)重大影響。儲(chǔ)能作為重要的靈活性資源，是中長(zhǎng)期提升電力系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵選項(xiàng)之一。基于“十四五”電力需求以及電源發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)，對(duì)比各種靈活性選型，綜合技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模等因素，制定儲(chǔ)能規(guī)劃，測(cè)算各地區(qū)合理的儲(chǔ)能建設(shè)時(shí)序與規(guī)模，引導(dǎo)儲(chǔ)能有序發(fā)展。

推動(dòng)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能規(guī)范化管理制度落實(shí)。《新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范（暫行）》對(duì)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的規(guī)劃引導(dǎo)、備案建設(shè)、并網(wǎng)運(yùn)行、監(jiān)測(cè)監(jiān)督等各個(gè)方面提出了明確具體的要求，制訂了一套科學(xué)、系統(tǒng)的管理規(guī)范，對(duì)于支撐新型儲(chǔ)能規(guī)模化發(fā)展、促進(jìn)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)具有重大意義。當(dāng)前新型儲(chǔ)能技術(shù)在并網(wǎng)調(diào)度規(guī)則、產(chǎn)品檢測(cè)認(rèn)證等方面仍無(wú)明確標(biāo)準(zhǔn)，建議加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度的制定和落實(shí)。

研究建立儲(chǔ)能減煤減碳價(jià)值疏導(dǎo)機(jī)制。建議相關(guān)部門加快推動(dòng)儲(chǔ)能在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的減碳價(jià)值核定方法與標(biāo)準(zhǔn)，并允許該價(jià)值在碳市場(chǎng)中進(jìn)行交易；在電力系統(tǒng)中引入低碳目標(biāo)，推動(dòng)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)細(xì)化“低碳電力調(diào)度”方式與細(xì)則。