中國光儲產業發展現狀及趨勢

劉凱 魯遙

摘要：儲能是促進可再生能源利用、保證電網安全穩定運行的有效手段。據統計，2019年全球已投運儲能項目（含物理儲能、電化學儲能以及熔融鹽儲熱）累計裝機規模達183.1GW，同比增長1.2%。儲能技術按照能量轉化機制可劃分為物理儲能、化學儲能、其他儲能等多種類型，各有不同的適合應用領域。隨著新能源發電的迅猛發展，特高壓電網的加快建設，儲能市場將會迎來快速增長。從分布式光儲項目的共性上看，光伏發電的收益主要取決于用戶側的峰谷價差大小，在現有儲能技術成本條件下，峰谷價差在0.75元/（kW·h）以上的地區才具有開發此類項目的經濟價值。高比例可再生能源是未來全球能源轉型的方向，而在高比例可再生能源結構中光伏發電的占比是最大的。未來在向高比例可再生能源轉型和規?；l展光伏發電的進程中，光儲模式將成為儲能發展的一個主要模式。

關鍵詞：光儲項目;光伏發電;集中式分布式

峰谷價差能源轉型隨著智能電網時代的到來，儲能技術的作用日益明顯，其應用范圍已涉及發、輸、配、用各個環節。電力儲能不僅具有快速響應和雙向調節的技術特點，還具有環境適應性強、配置方式靈活且建設周期短等優勢。預計到2050年，我國能源革命將取得階段性成果，能源生產和終端消費環節新能源比重將超過“兩個50%”，儲能市場空間巨大。近3年來，在技術進步、需求增長、政策支持等多重因素共同影響下，我國電力儲能技術應用快速發展且已初具規模。在電源側，得益于能源局關于發電廠并網運行考核及補償機制（以下簡稱“兩個細則”）的補充完善，以及調頻輔助服務市場的加快推進，全國多家發電企業已率先開展儲能技術應用探索，發揮儲能技術平滑出力波動、跟蹤調度計劃指令、提升新能源消納水平，參與聯合調頻輔助服務等作用。在電網側，為應對新能源大發展和特高壓電網建設，亟需提高電網調節靈活性及穩定性，發揮儲能技術調峰調頻、系統備用、黑啟動、改善電能質量等作用。在用戶側，主要通過峰谷價差下的“谷充峰放”模式，改善電力用戶電費結構，發揮儲能技術削峰填谷、需量管理、需求響應以及虛擬電廠等作用。隨著儲能技術商業化的發展，儲能項目規模會逐步增加，儲能各應用市場領域將更加明晰，但工程實踐中也發現了一些問題，如儲能工程設計、消防安全等缺少相關標準參考，儲能電池選型、電站規劃配置、系統集成缺少頂層設計和理論支撐，儲能系統調控和運行維護缺少經驗，儲能電池SOC標定誤差較大，系統調控未實現系統性全局最優等。

一、中國光儲市場規模

根據中關村儲能產業技術聯盟（CNESA）全球儲能項目庫的不完全統計，截至2019年底，中國已投運的、與光伏配套建設的儲能項目（含熔融鹽儲熱項目，以下簡稱“光儲項目”）2016～2019年的累計裝機規模為800.1MW，同比增長66.8%（見圖1），占中國已投運儲能項目（含物理儲能、電化學儲能和熔融鹽儲熱項目）總規模的2.5%。2019年，新增投運光儲項目裝機規模為320.5MW，同比增長16.2%。黃河水電、魯能集團、協合新能源等新能源企業對儲能的理解和認識逐步加深，也更加認同儲能為光伏電站帶來的價值。

二、儲能主要技術

傳統儲能技術以蓄水儲能和電化學儲能為主，隨著國家對于儲能產業的重視以及技術更新速度的加快、制造工藝的發展，多種新型儲能技術已經在實際工程中得到應用，而且在電力系統各個環節發揮重要作用。儲能技術按照其能量轉換機制可分為3類：物理儲能、化學儲能和其他儲能。各儲能技術類型等

1.抽蓄電站是電力系統中的“巨型電池”，電站在夜晚用電低谷時將所發出的電能轉換成水的勢能，在用電高峰時期或電能短缺時將勢能轉化成電能以保證負荷的運行。其特點是：技術相對成熟、使用壽命長、功率容量大，但其響應速度相對較慢，并且對于選址的要求也相對較高。

2.壓縮空氣儲能主要部件包括壓縮機、壓縮空氣存儲器、燃燒室、膨脹機和電動機/發電機等。在儲能過程中，空氣從大氣環境進入壓縮機，被壓縮成高壓空氣后儲存在壓縮空氣存儲器中;在能量釋放過程中，壓縮空氣存儲器中的高壓空氣首先進入燃燒室，與燃料混合燃燒，成為高溫高壓空氣，接著進入膨脹機做功輸出電能。其特點是：技術成熟、功率容量大、使用壽命長、效率高，但投資成本高，必須滿足某些地質條件（壓力密封洞穴）。

3.鋰離子電池被認為是當下綜合性能最好的電池體系，已在儲能電站中得到廣泛使用，并迅速發展成為新一代電源，用于信息通信、電動車和混合動力車及航空航天等領域。其特點是：能量密度高、循環壽命長、體積小、質量輕，但成本較高、容量會緩慢衰退、不耐受過充過放。

4.全釩液流電池的儲能介質是含有釩離子的水溶液? 。在溶液中，釩離子的價態可以變化，通過價態的變化可以使化學能和電能之間相互轉化，實現儲能系統充電和放電的相互轉化。其特點是：使用壽命長、安全性高、容量大，但成本較高，受釩的價格變化影響較大。

5.鉛炭電池是從傳統的鉛酸電池演進來的電容型電池技術，在鉛酸電池的負極中加入了活性炭，顯著提高了鉛酸電池的壽命。其特點是：成本低、安全、原料易得、可靠、產業化技術成熟，但能量密度較低。

6.超級電容可以滿足多個領域要求，目前市場規模及應用領域在不斷增長。其特點是：輸出功率高、響應快速、免維護、壽命長、工作溫度范圍較寬，但如果使用不當會造成電解質泄漏。

三、光儲市場發展趨勢

中國的光儲發展趨勢與光伏發展趨勢息息相關，從初期主要依靠現有光伏補貼政策以及個別省市的光儲補貼政策，通過峰谷價差節省電費，通過提高供電可靠性和電能質量減少損失，逐漸向支持光伏發電的自發自用、促進光伏發電的就地消納這一模式轉變。在這個時期，光伏補貼開始退坡，市場化初現，光儲項目除了可以提高光伏發電的收益以外，還能延緩配網投資，提高供電穩定性，另外還能提供一些配售電的增值服務。未來，用戶可以通過光儲應用規避高電價，以降低電力成本，還可以通過光儲應用參與輔助服務市場，參與電力市場交易，獲取額外收益。同時，這個時期還將會涌現出多種商業模式，正式進入全面市場化階段。全球能源轉型是大勢所趨，高比例可再生能源是未來全球能源轉型的方向，而在高比例可再生能源結構中，光伏發電的占比是最大的。根據國際可再生能源署（IRENA）預測，到2050年，全球光伏發電的裝機規模將達到8519GW，風電的裝機規模為6014GW，二者合計占全球電力裝機的72.5%?？稍偕茉吹拇蟀l展，需要儲能等靈活性資源作為支撐。IRENA針對全球儲能市場的預測顯示，在基準場景下，到2030年全球固定式儲能電站容量將達到100～167GW·h;在理想場景下，這一數字將達到181～421GW·h。無論哪種場景，應用于光伏電量時移的儲能容量都是占比最大的。

結束語

結語光伏發電產業的快速發展，一方面是本身發展的必要要求，另一方面也可以為廣東省其他各個城市的能源消費結構的改革提供一個很好的范本。廣東作為中國經濟較為發達的省份之一，制造工業也是極為發達，能源結構的不足也要求了急需的轉型。相比于國外，特別于西歐國家曰，我國的光伏產業相較于處于落后的狀態，發展規模小，產業鏈不完善，技術起步晚，技術人才儲備不足，國內的相對應企業主要還是依賴于國外市場。所以，在國家清潔能源戰略的引導下，儲能市場缺口很大，隨著儲能成本的下降、技術的不斷創新、商業模式的逐步豐富，儲能產業必將快速發展。

參考文獻

[1]肖興志李少林.光伏發電產業的激勵方式、他國觀照與機制重構田.東北財經大學產業組織與企業組織研究中心2014.