吴家貌:我国储能产业面临的问题及相关建议

来源:中关村储能产业技术联盟 编辑:jianping 储能产业建议
“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”,意味着今后较长时期,我国电力清洁化必须提速,以风电和光伏发电为主的新能源将迎来加速发展。

作为高比例可再生能源的关键支撑技术,储能在促进全球电力低碳转型进程中不可或缺,尤其在可再生能源占比越来越高的电力系统中,储能将发挥越来越重要的作用。

但是储能产业面临历史性机遇的同时,如何实现储能与新能源乃至电力系统的深度融合,不管在顶层设计、市场机制还是在具体产业层面的降本增效上,都面临不小的挑战。



吴家貌
(中关村储能产业技术联盟副理事长、阳光电源副总裁兼光储事业部副总裁)


一、国际储能发展情况

尽管受到新冠肺炎疫情影响,但全球储能产业仍保持高速增长势头。根据彭博新能源财经的预计,2020年全球储能市场规模将从2019年的3.3GW/6.5GWh增至4.6GW/9.4GWh,创下新的纪录。其中“可再生能源+储能”这一应用场景正在快速发展,市场份额预计由2019年的59%提升至71%。

在全球主要储能应用国家,“光伏+储能”几乎成为标配。投资商在大型地面电站加入储能,不仅可以对电网进行调峰调频,提高电网稳定性和电网线路利用率,还可以平滑光伏出力以减少对电网的冲击。

为促进新能源消纳、提升电力系统灵活性,英、美、德、日等国家通过立法给予储能相应的身份,可以根据其自身资源的技术特点,设计不同的报价参数充分考虑储能的技术与物理特性,让其参与电能量、容量、辅助服务等不同品种交易,多种手段鼓励储能参与电力市场。

二、我国储能产业面临的主要问题

随着我国经济转型、绿色能源快速发展和能源供给侧结构性改革不断深化,我国的储能发展需求正在日益扩张,储能产业的快速发展已经成为必然。

截至目前,我国风电、光伏装机均超过2.3亿千瓦,安徽、湖南、青海等多地均在探索储能等灵活调节资源促进新能源消纳的新机制,已有17个省份出台了新能源配套储能及新能源场站一次调频的相关政策。但是,盈利模式缺乏、成本高、标准不完善、系统集成不专业的问题较为突出。

一是政策缺少长效机制,收益存在很大不确定性。与国外相比,我国的现货市场仍然以发电侧单边交易为主,价格信号无法传导到用户侧形成有效激励引导,从而造成商业模式无法形成闭环。

目前“可再生能源+储能”成本主要由新能源开发商来支付,获得收益存在局限性。按照“谁受益、谁付费”原则,新能源企业并不是唯一的受益主体,权责并不对等,储能低价恶性竞争激烈。

虽然各地出台了一些辅助服务政策,但交易品种单一,难以覆盖储能投资成本。有些地方政策没有长效机制,甚至“朝令夕改”,储能投资面临较大的风险,不利于行业长远发展。

二是技术和非技术成本高,储能电站成本居高不下。2020年储能的度电次成本在0.5元左右,按照目前的储能系统度电成本,距离规模应用的目标度电次成本0.3~0.4元还有不小差距。

一方面由于储能尚未实现规模化应用,储能的技术成本较高;另一方面,国内储能电站开发、土地、接入、并网验收、融资等无形拉高了储能投资成本,非技术成本已经成为制约行业发展的主要因素之一。

三是标准体系尚未形成,影响行业快速健康发展。储能标准涉及设计、运输、安装、验收、投运、运维、灾后处理、电池回收等多个环节,储能系统标准体系不完善,无法保证储能产品质量与安全,直接影响储能产业健康、快速发展。

目前系统集成设计、EMS、BMS、日常管理技术等储能相关标准全部处于空缺状态,储能系统并网验收标准也不够完善。部分地区要求光伏强制配备储能,但电网公司并没有明确储能如何参与调度,以及调度的频次,充放电次数、放电深度多少算合格,标准的缺位造成了当前储能系统门槛不一的局面。

四是系统集成设计参差不齐。储能集成系统是一个多学科、多领域的技术领域,包括了系统控制、电气安全、直流侧管理、设备优化匹配、电池健康及安全联动保护管理等,无论哪个部分出现短板,都会影响整个系统,储能系统如何做到高安全、低成本、智能化和模块化,是目前储能产业亟待解决的问题。

目前行业存在以动力电池代替储能电池、非专业集成,堆砌化的“系统拼凑”、非一体化设计、未全面测试验证等行业乱象,不仅造成系统效率低下,还会暗藏安全隐患。

三、相关产业发展建议

“碳达峰”和“碳中和”的目标下,要实现净零碳排放,能源供应基本上要通过电力替代来实现,以风电、光伏为主的可再生能源电力为增量主体。

储能的规模化发展有利于推动可再生能源大规模的应用,更有利于推进我国在全球新一轮能源技术革命和产业变革中抢占先机。

但只有技术支持并不足以支撑可再生能源产业发展,市场政策支持也很重要。从长远来看,我国发展储能的技术路线、商业模式以及发展路径跟欧美国家不一样,其中最大问题在于电力体制改革推进的进程和速度并不确定。因此,需要从顶层设计上统筹储能产业的发展,建设更为健全的运行机制与电力市场机制,通过政策调整打通储能多重应用,加速储能商业化进程。

一是加快建立储能技术及应用标准体系。制定发布储能系统级的设计、安装、并网性能评价标准,建议参考UL9540、NPFA855、VDE2510、IEC62933等相关标准;完善储能电站的并网规范标准要求,统一“新能源+储能”的电站设计要求;尽快完善储能电站的调度规范标准要求,为储能接入电网,更好地支撑电网系统打下基础。

在储能电站并网验收方面,对于储能系统并网验收建议综合考虑储能系统特性,建议参考南方电网验收标准建立严格的验收测试规范并严格执行;在储能系统并网验收中,建议明确储能系统中关键参数以及验收集体实施标准和方法;加强储能系统的可调度性能测试,确保储能系统更好地支撑电网运行的稳定性。

二是推动1500V等高效技术大规模应用。目前光伏电站采用1500V系统电压较为普遍,但国内储能系统多采用1000V电压等级,技术先进性有待提升。目前德国等海外市场大规模应用1500V储能解决方案,占比超过80%,技术已非常成熟。储能系统提升至1500V电压后,能量密度、功率密度可提升35%以上,系统成本降低5%以上,系统效率提高0.3%以上,降本增效效果十分明显。

三是建立完善储能价值评价体系。应努力为储能产业构建一个公平的政策环境,通过完善的市场机制体现储能的多重价值。要基于储能受益对象识别方法,研究发电、电网、用户等多元受益主体间的价值分摊技术,并提出适合不同储能应用场景的储能价值评估方法,为储能价值量化评估提供新思路。

四是制定储能电价政策。逐步建立终端峰谷电价动态调整机制,在有条件的地区加快探索储能容量电费机制,试点储能容量市场。在此基础上,可以重点培育“第三方独立辅助服务提供者”市场角色;探索、试点辅助服务参与方从发电侧延伸至用户侧的新机制。

五是明确独立储能设施并网、接入方式,允许其作为独立市场主体开展运营。当前储能系统主要运营方式是与发电机组联合,从系统整体看作为发电企业的一部分,利用调频、调峰等功能获益。相比国外,我国当前储能系统缺乏作为独立市场主体运营实践,限制了储能技术的灵活应用,不利于从全系统角度优化配置和调用储能。建议不同容量的独立储能站,可接入不同电压等级,希望得到公平调度和公平报价。

六是建议各省区政策保持稳定性和可持续性。一些省份电力辅助服务政策频繁调整,给整个产业的投资带来了较大的风险。在储能技术还尚未充分验证和迭代的情况下,企业和市场的关注点被迫过早地转移至政策风险上,频繁的政策变动让投资者都在追求“快进快出”,不利于行业的长远发展。

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