“雙碳”目標下儲能產業發展新趨勢

【關鍵詞】儲能產業 儲能技術 能源系統

【中圖分類號】F426 【文獻標識碼】A

儲能是指通過特定裝置或介質將能量存儲并利用的技術。儲能產業的興起與電力發展密切相關。在電力系統中，發電、輸配電、用電需要保持實時平衡狀態。儲能技術的出現深刻地改變了電力的生產消費方式。例如，我們可以將儲能簡單地理解為一個大型電池，其可以暫時儲存電力，當消費者需要時再供應電力。為了應對氣候變化的挑戰，在未來全球各國的新型能源系統中，風電、光伏將成為主要的發電能源。但是，受氣溫、氣壓、風力等氣象因素影響，風電、光伏出力有極大的不穩定性。在“雙碳”目標下，我國風電、光伏技術快速進步，裝機規模不斷擴大。從成本角度來看，風電、光伏的發電成本進一步下降，發電經濟性已顯著提高。鑒于可再生能源將大規模并網的現實情況，儲能能夠極大地提高風電、光伏發電的可靠程度。①因此，儲能將成為新型能源系統的重要組成部分。從更多樣的應用場景來看，儲能技術不只是解決風電、光伏大規模接入電網產生波動的關鍵技術，也是分布式能源、能源互聯網等新興模式發展所必需的技術基礎。②儲能產業已經成為世界各國實現清潔能源轉型的重要戰略性新興產業。我國的儲能全產業鏈目前已經處于國際領先水平，但仍需要保持優勢和未來競爭力。

儲能相關的產業鏈分布較為廣泛。儲能產業的上游主要是原材料供應行業以及設備制造商等，包括儲能電池供應以及電池管理系統和儲能變流器等支持設備，主要涵蓋電化學儲能、物理儲能等主要技術。儲能產業的中游主要是系統集成商，部分設備制造商、專業集成商均參與該環節。該環節負責將不同種類的儲能部件進行設計、制造以及集成，最終整合為符合各類場景需求的儲能系統。儲能產業下游包括發電側儲能、電網側儲能、各類工商業分布式儲能和家庭用戶儲能等，例如鋰電池儲能電站、壓縮空氣儲能電站的運行維護等。

儲能上游產業中的原材料主要包括正極材料、負極材料、電解液等。鋰電池是目前儲能電池的主要生產方案。正極材料與鋰電池的電化學性能密切相關，其決定了電池的能量密度和安全性能。一般來說，正極材料的成本占比較高，占鋰電池材料成本的30%左右。作為產業鏈中的關鍵部分，儲能電池行業的競爭十分激烈。目前，我國儲能電池行業的競爭優勢比較明顯，以寧德時代、比亞迪為代表的企業市場份額占比較大。

儲能的中游產業一般是指儲能系統集成，即根據各類場景要求，設計優化儲能系統。該環節按照用戶需求，選擇合適的儲能技術和產品，并針對儲能單位進行組合利用，從而應用于工商業用戶側、發電側、電網側等各類場景。當前，儲能系統集成一般為多樣化項目，即根據具體的應用場景進行電池選擇、系統控制合成以及管理系統搭建。相比于一般的電動汽車電池系統，儲能系統集成更為復雜精密，涵蓋電池管理、熱安全管理、智能監控運行等多個因素。從國內市場競爭格局來看，儲能系統集成行業的總體集中度不高。此外，當前儲能系統的商業模式多是投資、運營一體化的方式。一些公司正進一步進行業務細分，轉而關注儲能電站的智能運維以及精細化管理。

儲能下游產業按照應用場景可以分為發電側、電網側和用戶側。發電側儲能主要由華能、華電、大唐、國電投、國家能源集團等國有電力集團完成。目前電網側的集成廠商主要是以南瑞、中天、許繼為代表的電力企業。這些電力企業是電網的長期合作伙伴，了解電網的實際運行情況。目前，我國用戶側儲能項目規模較小，且多為工商業用戶，家庭用戶較少。此外，電化學儲能的資源回收和利用還未得到充分的市場發掘和重視，未來這將會成為儲能下游產業發展的重要增長點。

儲能產業的發展受到外部市場、政策支持和技術進步等多方面的影響。本文主要選取儲能產業發展的市場環境、政策環境和關鍵技術進行分析。

在市場環境方面，儲能產業發展勢頭較好，未來發展前景較為廣闊。當前，儲能技術已經逐步邁入大規模商業化應用階段，不同應用場景下的儲能技術迎來加速增長。隨著“雙碳”目標的提出，新能源電力的快速發展帶動了儲能的規?；鲩L。從宏觀層面來看，全社會整體用電量還在持續增長。同時，由于發電側的風電、光伏等可再生能源技術快速進步，新能源裝機的比例上升將加劇電力供給的波動性。此外，從電力需求端來看，居民用電和第三產業用電占比不斷提高。電力系統需要從適應工業負荷逐漸過渡到適應民用負荷。工商業用電規模較大、運行規律穩定，相對容易預測負荷。而居民用電規模小、運行不規律，所以難以準確預測電力需求。在居民電力需求不斷上升與電力需求波動增大的新形勢下，儲能市場將會迎來更大的發展機遇。

在政策環境方面，近年來，我國政府出臺了一系列的利好政策支持儲能產業提高自身競爭力。早在2014年，國務院就發布了《能源發展戰略行動計劃（2014—2020年）》，指出儲能是未來重點創新領域之一。2016年，國家能源局發布《關于促進電儲能參與“三北”地區電力輔助服務補償（市場）機制試點工作的通知》，首次嘗試將儲能與電力市場改革進程相結合。2017年，國家發改委、國家能源局等五部門聯合發布《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》，該指導意見是第一個針對儲能產業整體發展的鼓勵性政策。當前，主要的儲能扶持政策可以分為兩類，一是給予儲能補貼，二是劃定配儲比例。全國多地都對電網側或者用戶側儲能實施補貼政策，主要針對固定投資、技術研發、調峰運營等多個方面進行支持。在劃定配儲比例上，目前我國正從鼓勵建立可再生能源配套儲能試點，轉向要求新建光伏、風電項目必須同時配置批量化的儲能設施。

值得一提的是，歐美國家也在針對儲能產業進行政策扶持。目前，美國主要通過市場化的手段來推動儲能的規?；l展。美國要求電力公司支持大客戶利用儲能來替代電網調峰，建立了電力零售市場的服務補償機制，制定出了一套適用于儲能市場化的電力市場規則。此外，歐盟各國紛紛頒布了多樣化的扶持政策推動用戶側儲能的普及。具體來說，歐盟使用的扶持手段主要包括直接補貼終端客戶、對儲能系統安裝實施稅收減免等。

在技術發展方面，儲能技術目前以抽水蓄能技術最為成熟，電池儲能技術處于快速發展階段，其他一些儲能技術發展較為緩慢，有的仍處于示范階段。從電池儲能累計裝機規?？?，鋰電池仍是裝機規模最大的儲能技術。鋰電池在電化學儲能中占有絕對優勢，最主要原因是電動汽車產業的發展，其通過規模經濟顯著降低了動力鋰電池的綜合成本。其他如壓縮空氣儲能示范項目仍處于技術驗證的示范階段，且都沒有商業投運，仍處于小規模的示范中。飛輪儲能雖然有商用項目，但是容量較小，其固有的技術特征導致成本較高，難以實現大規模商業化應用?？傮w來看，在各類儲能技術中，電化學儲能的應用前景最好，鋰電池已經成為儲能的中堅力量。

隨著氣候治理的迫切性加大，儲能技術正成為推動全球能源系統實現低碳轉型的重要引擎。早期，儲能市場主要集中于抽水蓄能。如今，電化學儲能已經展現出巨大的增長潛力。根據中關村儲能產業技術聯盟的不完全統計，截至2022年底，全球已經運行的儲能項目中，以電化學儲能為代表的新型儲能累計裝機年增長率達到80%。其中，鋰離子電池展現出強勁的增長勢頭，其年增長率超過85%。具體到我國情況來看，截至2022年底，我國已投運電力儲能項目累計裝機規模占全球市場總規模的25%。其中，新型儲能項目的年增長率達120%。綜合而言，當前我國儲能市場正處于快速發展階段，其中電化學儲能將成為關鍵的市場增長點。我國作為新興儲能市場將迎來蓬勃發展。

儲能回收市場具有較大的發展潛力。從生命周期流程來看，隨著鋰電池產業的快速發展，未來電池回收產業也將有較大發展空間。電池梯次利用是提高資源使用效率、實現綠色循環發展的重要手段。梯次利用的回收收益高于原材料的直接回收收益，不少布局電池回收的企業已經實現了在回收業務上的盈利。未來電池回收產業將通過相關技術的進步和回收利用機制的不斷完善實現快速發展。

儲能產業的發展離不開國家政策的大力支持和黨中央的戰略部署。一直以來，我國對儲能產業都有積極的政策支持。2021年，國家發展改革委、國家能源局出臺了“十四五”期間首個國家層面的綜合性儲能政策——《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，規劃了新型儲能在未來十年的總體發展目標，進一步提出到2025年我國新型儲能裝機規模要達到3000萬千瓦以上的發展目標。在《“十四五”新型儲能發展實施方案》中，政府提出了新型儲能發展目標，到2025年做到規?；l展、具備大規模商業化應用條件，到2030年做到全面市場化發展。這些政策明確了儲能裝機規模目標、市場地位、商業模式，未來隨著可再生能源加速發展，我國儲能產業規模將持續擴大。

具體到相關儲能技術來看，電化學儲能中的鋰電儲能將成為先鋒力量。電化學儲能的靈活性使其在發電側、電網側、用戶側以及微電網側都可以得到廣泛應用。近年來，由于電動汽車產業快速發展，鋰電池的成本水平已逐步下降，初步具備規模商業化應用的可行性。在鋰電池中，從電力系統安全性、穩定性要求以及電池成本綜合來看，磷酸鐵鋰電池是最具優勢的。中關村儲能產業技術聯盟公布的數據顯示，2020年磷酸鐵鋰電池占據我國鋰電池出貨量的九成以上，預計未來磷酸鐵鋰電池在鋰電儲能應用的主導性地位將進一步得到延續。

未來，儲能可能會向以下三個方向發展，分別是發電側平衡電網調峰、用戶側備用調峰以及回收端再利用。

第一，有效利用大型儲能系統，通過“風光儲一體化”保障可再生能源的有效消納。隨著電氣化在各行各業的深入推進，以風電、光伏為主的可再生能源電力需要大規模并網消納。由于風電和光伏的間歇性特征，其出力存在較大的波動，因此發電側需要建立相對應的儲能系統。業界普遍認為電化學儲能是解決可再生能源電力消納、穩定其出力曲線的關鍵技術。我國電力系統正加快向新型能源系統方向轉變，電力系統總體靈活性要求逐年提升。③由于風電、光伏發電輸出依賴于可預測性較差的自然資源，出力波動性較大。以新能源為主體的電力系統無法與用電負荷及時匹配，所以需要搭配具有調頻、調峰功能的靈活性電源。例如，可以在發電側部署電池儲能、抽水蓄能、燃氣電站等靈活調節電源。但是，我國此類靈活電源裝機比例較低，靈活調節能力仍然存在短板。因此，為了增強電力系統的靈活性，電池儲能等靈活調節電源需要大規模布局。2021年國家發展改革委、國家能源局發布了《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》，明確提出要積極利用存量常規電源，合理配置儲能，統籌各類電源規劃、設計、建設、運營，優先發展新能源。未來在政策引導和市場需求的共同作用下，大型儲能系統將迎來更多發展機遇。

第二，用戶側儲能迎來新的發展機遇。用戶側儲能是指在用戶側安裝儲能設備，通過儲存用戶產生或購買的電力來滿足用電需求，從而降低用電成本并提高可靠性。簡而言之，用戶可以在需要用電時釋放儲存在電池中的能量，從而避免在用電高峰時購買高價電力，節省用電成本。此外，用戶側儲能還可用于應對突發情況，如在停電時，提供備用電力以維持關鍵設施運行和滿足基本生活需求，減少政府在發生突發事件時的保供壓力。對于支持新能源發電，用戶側儲能也能發揮重要作用，通過存儲多余的可再生能源并在需要時釋放，以維持供電系統的穩定運行。工商業主和家庭用戶是用戶側儲能的主要目標客戶群體，他們使用儲能的目的主要是緊急備用、分時電價管理等。目前，用戶側儲能在工商業和個人用戶等下游應用中逐漸擴大。在工商業方面，商場和辦公大樓等可以利用用戶側儲能項目，在谷時儲存電量以降低成本。對于個人用戶，用戶側儲能同樣能有效降低用電成本，節約家庭用電支出。此外，用戶側儲能還可以與分布式光伏、風電等可再生能源設備結合，提高工商業和個人用戶的自給自足能力。例如，在數據中心等場景中建立儲能電站模式。除了提供備電服務外，還可以利用儲能容量參與調峰，參與需求側響應。儲能電源既可以做不間斷電源，又可以做儲能電站發電，在不改變配電系統結構的情況下，用戶可以通過儲能系統削峰填谷，產生經濟效益。

第三，未來儲能產業發展重點還包括動力電池回收梯次利用，這是我國循環經濟發展的重要組成部分。一般來說，退役動力電池具有一定的額定容量，可以對動力電池進行多情景利用。當前，我國鼓勵新能源汽車生產企業、動力電池生產企業、梯次利用企業共同參與退役動力電池的回收利用。相關企業可以將動力電池應用基站備電、儲能、充電等領域，從而提高綜合利用經濟效益。在“分布式光伏+儲能+充電樁”及“可再生能源+儲能”進行并網等較為常見的應用場景中，動力電池梯次利用可以降低項目成本，提高項目收益。退役動力電池可以回收，并配套應用于分布式或集中式可再生能源發電站，起到儲能的作用。退役動力電池可以在用戶側（家庭、小型工作場地）作為儲能電源發揮備用作用。結合智能電網系統，退役動力電池也可以作為調節峰谷的用戶端儲能系統，幫助用戶削峰填谷。另外，集中式的動力電池可以與風電、光伏發電進行結合，從而實現低成本儲能，降低風電、光伏的上網成本。將退役動力電池轉為集中式儲能主要是因為其有以下兩大優點。一方面，退役動力電池的成本低廉，可以降低因大規模新建電化學儲能系統產生的巨大經濟成本；另一方面，充分利用電動汽車的儲能性作用，可以降低動力電池淘汰產生的污染問題。

儲能作為一種新興技術，在發展過程中面臨安全事故頻發、安裝運行成本較高、獨立市場主體地位缺乏等諸多挑戰。當前，除了儲能的安全性和經濟性問題亟待解決，污染問題也需要關注。另外，儲能的商業化安裝運營經濟性較低，參與儲能產業的投資較少，這都限制了儲能產業的大規模發展。

第一，儲能的安全性問題值得重視。一直以來，安全都是儲能產業發展最為重要的前提。目前，儲能的安全性問題主要集中于電化學儲能的安全隱患。盡管電化學儲能表現出強勁的發展潛力以及應用優勢，但是其電池存在較大的失控風險。儲能電站的整體安全需要集電氣安全、火災安全、化學安全等多方面于一體。不同儲能形式所對應的安全風險也不同。當前，國內儲能安全標準體系尚未形成，相關政策制度亦需完善。盡管全球儲能安全準則體系正在形成，但目前仍不足以全面保障儲能安全。這就導致儲能企業在安全標準上存在較大的偏差，無法滿足對安全標準和質量監控的更高要求。此外，儲能產業發展面臨的污染問題也較為嚴重。隨著電化學儲能系統的廣泛部署，如何處理生產及報廢階段產生的污染物成為一個重要問題。當前，企業缺乏足夠的技術手段來應對這一挑戰，可能會影響儲能產業的可持續發展。

第二，目前建設與運行儲能系統的成本相對較高，限制了其在更廣泛領域的應用。同時，儲能時間和能量密度的局限性是一些儲能技術面臨的問題，特別是在那些對儲能性能要求較高的應用場景中。進一步地，儲能技術的生命周期和維護需求各異，這要求實施更為精細化的管理和維護策略，以保障其高效運行。儲能技術作為一項新興技術，其發展需要持續的資金投入以支持技術創新。但在當前的電力系統中，儲能參與輔助服務的補償機制尚不充分，峰谷電價套利的機會也相對有限，再加上用電側輔助服務市場的不完善，這些都對儲能技術的盈利模式構成了挑戰。為此，降低成本、提高盈利能力成為推動儲能技術普及的關鍵。

第三，儲能的市場主體地位缺乏保障，尚缺乏成熟的商業模式。為了推動儲能產業的大規模發展，除了政策導向外，還需確保其盈利模式得到保障，使其在電力市場中獲得穩定收益。2022年6月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》，明確要建立完善適應儲能參與的市場機制，鼓勵新型儲能自主選擇參與電力市場，堅持以市場化方式形成價格。盡管政府已提出明確新型儲能的獨立市場主體地位，但在具體應用場景中，如共享儲能和新能源場站輔助服務，仍缺乏針對性的政策制度保障。受電力市場改革進程緩慢等因素限制，儲能尚未真正以獨立市場參與者的身份進入電力市場交易。雖然我國電力體制經歷了多次改革，但電力現貨市場和輔助服務市場建設仍有待完善。儲能的商品屬性在價格中未能完全體現，限制了儲能技術發揮優勢。盡管各地已建立峰谷電價和季節性電價制度，但價格機制仍不夠靈活，未能充分體現電力在不同時段的價值差異，限制了儲能的套利空間，并降低了電力系統的運行效率。此外，儲能產業的商業模式尚不明晰，限制了儲能產業的靈活發展，導致儲能的多元價值尚未得到充分體現。

儲能產業作為推動能源結構轉型的關鍵力量，已經成為全球范圍各個國家互相競爭的戰略性新興產業。在我國，發展新型儲能不僅是實現“雙碳”目標和推動能源綠色低碳轉型的關鍵支撐，也是產業升級和經濟發展的重要驅動力。④儲能產業的發展不僅有助于促進制造業轉型升級并構建完善的能源供給體系，還能夠增強我國在全球能源轉型中的發展優勢?？梢酝ㄟ^產業政策扶持、技術研發應用、產業鏈協同發展、加強標準建設以及完善市場體系等多個方面協同發力，推動儲能產業的規?；鲩L，增強我國在全球儲能領域的競爭優勢。

第一，完善促進儲能產業發展的政策機制，加大扶持力度。政策支持目前仍是儲能產業發展的關鍵要素，并決定了儲能技術路線的前進方向。⑤建議各級政府加大對儲能產業發展的支持力度。例如，降低儲能應用的市場準入條件，可以考慮對配置儲能的新能源電力進行優先并網和優先發放相應的減排配額。同時，可以考慮對儲能產業提供直接的財政支持。例如，向先進儲能應用的示范項目提供資助，對儲能裝機提供容量補貼或者電量補貼，對儲能投資采取稅收減免等政策。此外，儲能產業與新能源產業具有緊密的聯系。對新能源的政策扶持和激勵，如電動汽車行業崛起、電池技術革新、電力體制改革等因素都是儲能產業發展的主要推動力。

第二，增加儲能關鍵技術的研發投入，進一步降低儲能系統應用成本。具體來說，應該重點關注鋰電池儲能技術的研究。目前，電化學儲能技術中鋰電池技術發展最為迅猛，前景最為廣闊。但是，鋰電池技術還存在安全性不高、效率較低等多方面的問題。因此，相關的技術研發應該基于提高技術安全程度與充放電效率的總體目標，由政府、科研機構和企業共同組織實施儲能關鍵材料、模塊、系統和回收技術的攻關研究。在企業生產層面，鼓勵儲能產品生產企業采用先進制造技術和理念，開發應用先進的儲能系統集成、能量管理系統與智能控制技術。此外，儲能技術較高的應用成本也是阻礙當前儲能技術大規模商用的重要因素。因此，有必要通過政策推動和技術研發等方式進一步降低儲能技術的成本，盡快推動低成本、安全性高的儲能技術進入市場。

第三，推動儲能上下游產業鏈發展，保持目前全產業鏈的競爭力，進一步加強儲能賽道不同環節的布局。尤其是要加快發展儲能下游回收產業。目前，我國儲能電池的回收梯級利用剛剛起步，商業模式還不夠成熟。政府部門可以針對不同行業進行動力電池梯級利用的試點，并依據試點項目的實際效果，總結發展經驗并制定更加完善的發展規劃。同時，要鼓勵市場主體積極探索儲能電池多情景梯級利用方案。另外，面對未來儲能電池市場爆發式的增長模式，政府部門應提前規劃市場管理方案，確立準入標準，以確保儲能電池回收過程中的安全性。政府部門、行業組織以及龍頭企業還可以共同構建儲能項目全生命周期管理體系，保障儲能系統長期安全運行和回收利用。

第四，完善儲能標準體系建設，支持儲能產業安全、規?；l展。一直以來，儲能在生產、集成運營、最終回收等環節沒有形成統一標準。因此，許多儲能產品出現了令人擔憂的安全質量問題，不利于儲能產業長期的良性發展。因此，應建立完善儲能安全標準相關規定，加強各主體的儲能安全意識，將儲能安全主體責任落實到位，為儲能的安全應用提供有力的法律法規保障。具體來說，有關部門應該盡快建立完善儲能項目準入標準，指導行業、企業共同建設包括安全、質量、環保標準等在內的儲能綜合評價體系。同時，我國儲能行業標準體系也要主動對接和引領國際化標準，主動制定相關的技術規范。

第五，提高儲能獨立市場主體地位，鼓勵儲能行業以新商業模式參與電力市場。我國已經初步明確了儲能的獨立市場主體地位，并鼓勵探索建設共享儲能。獨立市場主體地位的初步確立釋放了儲能的靈活性，能夠推動儲能系統的優化配置。在此基礎上，要進一步提高儲能以獨立市場主體地位參與電力市場交易的積極性。當前，儲能的多元價值還無法完全體現在價格中，無法高效地調動儲能企業參與投資的積極性。因此，儲能產業的快速發展亟待一個制度更加規范、市場化程度更高的電力市場。目前國內電力市場改革進程較為緩慢，關于輔助服務市場發展的具體規則也在進一步探索中。具體來說，在電力市場改革進程中，政府應考慮將儲能以獨立盈利主體的角色納入改革考量。通過協同推進電力市場改革和輔助服務市場建設，進一步明確電力市場中儲能的準入條件、交易機制以及技術標準。通過明晰輔助服務市場的市場價格、出清算法等規則體系，幫助各投資主體更加充分地認識到儲能的市場價值，從而推進儲能的規?；瘧?。

（作者為廈門大學管理學院中國能源政策研究院院長、教授、博導）

【注：本文得到國家自然科學基金重點項目“碳中和框架下的能源產業升級、環境污染治理與經濟高質量發展”（項目編號：72133003）和教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目“‘雙碳’目標對生產率的中長期影響測度與動態監測研究”（項目編號：22JZD008）共同資助】

【注釋】

①林伯強、謝永靖：《中國能源低碳轉型與儲能產業的發展》，《廣東社會科學》，2023年第5期。

②林伯強、楊夢琦：《碳中和背景下中國電力系統研究現狀、挑戰與發展方向》，《西安交通大學學報（社會科學版）》，2022年第5期。

③林伯強：《現代能源體系下的碳市場與電力市場協調發展》，《人民論壇·學術前沿》，2022年第13期。

④林伯強、占妍泓、孫傳旺：《面向碳中和的能源供需雙側協同發展研究》，《治理研究》，2022年第3期。

⑤林伯強：《碳中和進程中的中國經濟高質量增長》，《經濟研究》，2022年第1期。

責編/銀冰瑤 美編/楊玲玲