英美韩储能三国志

陈仪方 来源:南方能源观察 编辑:jianping 储能
为了实现碳达峰与碳中和,必须积极发展可再生能源。减少化石能源使用,将电力系统转型为以可再生能源为主,这一过程对各国都充满挑战。储能能够平抑可再生能源的波动、取代化石能源为系统提供灵活性资源,被视为这一转型过程中的关键技术。目前,储能技术已经进入商业化早期,对储能的支持也被纳入各国的能源政策之中,如何利
韩国:一个反面案例

韩国坐拥LG能源解决方案、三星SDI和SK创新三大锂电池企业,三家公司在动力电池领域的全球市场率约占三分之一,也是全世界重要的储能电池供应商。

韩国属于孤岛电网,电力结构以化石能源为主。目前煤炭、液化天然气和核电是韩国发电的主要力量,煤电和气电占韩国总发电装机容量六成以上,核电约占四分之一,可再生能源发电装机容量不到一成。韩国总统文在寅上任后,在2017年宣布放弃“以核能为中心的能源政策”,不再开发核电。文在寅提出了“3020战略”,也就是到2030年韩国要实现20%的电力来自清洁可再生能源。

既有发展储能的制造业基础,又有电力系统的现实需要,韩国对储能产业的支持顺理成章,韩国本土部署储能规模的增速也曾一度领先全球。可惜,频繁的火灾打断了这个进程。

激进政策下的行业狂奔

在韩国,可再生能源配套储能可以获得政策倾斜。韩国实行可再生能源配额制,强制电力企业销售的电量中有一定比例的可再生能源,为了满足政策要求,企业可以通过可再生能源发电获取可再生能源证书(RECs,以下简称“绿证”)或者从其他企业购买绿证。不同类型的可再生能源发电在绿证的计算中有不同的权重分。

2015年起,韩国开始针对配套储能系统的风电给予额外的可再生能源证书奖励,配套储能的风电场权重分最高达到5.5分,此后逐渐下降。2017年起,安装储能系统的光伏电站也可以获得额外奖励,权重为5。配套储能的风电光伏电站在绿证计算中的权重远远高于其他不配套储能的电站。

除此之外,韩国最大的公用事业公司韩国电力公司(KEPCO)持续采购储能电站用于辅助服务,用以避免调频等辅助服务占用火力发电容量。在岛屿储能、用户侧储能方面,韩国也都有相应的支持政策。

在政策的支持下,韩国的储能规模,尤其是可再生能源配套储能的规模飞速增长。储能电站数量从2016年不到300个项目,上升到2019年近1500个项目。根据中关村储能产业技术联盟统计,2018年全球新增投运电化学储能项目中,韩国一家独大,占比高达45%。

极速发展之下,安全问题很快暴露。从2017年8月到2019年1月,韩国总共披露了二十多起储能火灾事故,2019年1月甚至一个月就发生四起火灾。韩国政府不得不叫停整个储能产业,并成立了专门的事故联合调查委员会调查事故原因。

频繁的事故和全行业的停顿令企业损失惨重,直到此时,韩国储能产业才在被迫的暂停之下,开始讨论储能系统安全标准、消防设计等议题。

重启艰难

2019年6月11日,韩国通商产业资源部公布了韩国储能电站火灾调查结果。对于此次调查涉及的23起事故,最终调查报告对起火原因没有明确结论,只是认为有四种因素可能导致火灾事故:(1)电池系统缺陷;(2)针对电冲击的保护体系不周;(3)建成后管理运维水平低;(4)储能系统综合管理体系欠缺。

同时,此次事故调查没有点名批评任何一家企业,也没有作出任何处罚。据韩国媒体报道,韩国通商产业资源部的观点是,由于没有企业违反现行法律法规,因此政府不会处罚任何企业。这样宽松的态度招致了韩国媒体的激烈批评。

在此之后,韩国缩短了储能设备的法定检查周期,从原来的4年变为1-2年。同时,韩国开始制定专门针对ESS的消防标准和专门的储能电站标准化火灾应对程序。韩国的国家标准也大幅强化储能产品及系统层面的安全管理。

事故调查后,韩国储能行业重启,但火灾事故却没有终止,2020年和2021年均有事故发生。根据韩国媒体统计,从2017年8月到2021年4月,韩国已累计发生31起储能起火事故,其中使用三星电池的占10起,使用LG电池的占18起。

此外,2020年12月,LG宣布在美国召回其部分Resu10H家用型储能系统产品,原因是内部搭载的电芯存在发热起火风险。LG储能产品在美国有5起事故发生。频繁的火灾正在影响韩国电池企业的形象。

韩国储能电站的运营因为火灾而停滞半年多,行业重启后,安全标准的加强提升了运营成本,配套储能的发电企业的保费因火灾而增长,这都使得现有项目的经济性下降。

绿证价格的下降则给了很多配套储能的光伏企业致命一击。在各类支持政策的推动下,韩国光伏发电装机量猛增,绿证市场出现了供大于求的局面,2019年绿证价格降到2017年的一半,这直接动摇了企业在投资决策时的财务测算。配套储能的光伏电站拥有5倍权重,这意味着当绿证价格下降,光储企业的绿证收入降幅更大。一些中小型光伏企业甚至债台高筑,面临破产风险。

有韩国媒体发表悲观评论:“行业已经被摧毁到难以复苏的地步。”

从2021年开始,绿证制度对储能的加权政策不再实行。新的绿证政策目前仍在修订中。

是否还有重振机会?

尽管目前投资储能的韩国企业处境不佳,锂电池企业也面临信任危机,但韩国政府对锂电产业和电力储能的支持仍在继续。

在锂电池产业政策层面,政府将把蓄电池核心技术视为与半导体并列的国家战略技术,宣称“电池必将成长为第二半导体,创造韩国的未来”。

2021 年7月8日,韩国政府发布了“2030二次电池产业发展战略”。根据战略,韩企将在2030年前向蓄电池产业投资超过40.6万亿韩元(约合人民币2300亿元)。与此同时,韩国政府将协助研发固态电池等新一代电池技术,并为相关的设备和研发投入提供税收优惠。

在能源政策层面,韩国一直走在发展可再生能源、减少化石能源的路上。

在2020年10月28日,韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布,韩国将在2050年前实现碳中和。韩国是继中国、日本之后,第三个明确碳中和目标的亚洲国家。

2020年年底,韩国通商产业资源部发布韩国能源结构蓝图。其目标是,到2034年可再生能源发电装机容量将占韩国总发电装机容量的41.9%,液化天然气、天然气和核电的发电装机容量将分别占韩国总发电装机容量的31.8%、15.6%和10.4%。

为配合可再生能源的发展,2021年6月,韩国政府宣布,韩国政府将投资1.12万亿韩元(折合人民币约62亿)安装1265MWh储能系统,以应对可再生能源的波动。这些储能设施将安装在韩国12个主要变电站中,项目将由韩国电力公司负责。

目前,韩国总统直属的“2050碳中和委员会”正在制定实现2050年碳中和目标的方案,已有三个减碳力度不同备选方案向社会公布,预计会在年底最终敲定最可行的方案。

三个方案分别将2050年可再生能源发电占比目标提高到50%到70%的水平,最低方案仅保留少量化石能源发电,中方案煤电机组全部关停、保留少数天然气发电厂,高方案则要关闭所有煤电和气电。无论最终实行哪套方案,对储能的需求都将只增不减。

韩国拥有世界级的电池企业,又拥有一个迫切需要灵活性资源的电力系统,在激进的能源政策下,韩国储能市场野蛮生长,然后快速崩塌。韩国储能产业的发展很大程度上取决于政府扶持政策的效果,其未来的发展有待进一步观察。
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