強化頂層設計建立適合儲能發(fā)展的市場環(huán)境——專訪寧德時代新能源科技股份有限公司董事長助理孟祥峰

       2019年，中國的儲能產(chǎn)業(yè)在調(diào)整中前行，有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2019年12月底，我國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模為32.4吉瓦（含物理儲能、電化學儲能、儲熱），同比增長3.6%。其中，電化學儲能項目的累計裝機規(guī)模為1709.6兆瓦，同比增長59.4%，與2018年175.2%的增長率比起來，高速發(fā)展的電化學儲能裝機似乎踩了急剎車，但是2019年636.9兆瓦的新增裝機規(guī)模，仍然保持了中國儲能市場的平穩(wěn)發(fā)展。

       2020年是“十三五”的收官之年，也是“十四五”規(guī)劃布局之年，目前，儲能系統(tǒng)成本的快速下降為商業(yè)化應用奠定了基礎，國家層面政策的出臺直接推動了儲能發(fā)展的熱潮，儲能產(chǎn)業(yè)鏈布局完善，培育了具有國際競爭力的市場主體，培育了寧德時代等一批技術(shù)領先的儲能廠商，為我國儲能規(guī)模化發(fā)展奠定了產(chǎn)業(yè)基礎。

       近日，寧德時代新能源科技股份有限公司董事長助理孟祥峰就儲能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的困境、電化學儲能的應用場景，以及未來儲能發(fā)展的方向與建議等方面接受了本刊記者專訪。

《中國電力企業(yè)管理》：請您介紹一下目前儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。

      孟祥峰：我國儲能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局可追溯到2005年出臺的《可再生能源發(fā)展指導目錄》；2010年出臺《可再生能源法修正案》，明確規(guī)定電網(wǎng)企業(yè)應發(fā)展和應用智能電網(wǎng)、儲能技術(shù)；2011年，儲能被寫入“十二五”規(guī)劃綱要；2017年10月，國家能源局出臺儲能行業(yè)第一個指導性文件——《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，指出要在第一階段(主要為“十三五期間”)實現(xiàn)儲能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡；第二階段(主要為“十四五期間”)實現(xiàn)商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變。同時，各省區(qū)市也陸續(xù)出臺關(guān)于推動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各項政策。

       由此可見，國內(nèi)對于儲能的認識由是否發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾胃哔|(zhì)量發(fā)展，目前政策從宏觀引導、政策角度明確了我國發(fā)展儲能的重要性、必要性和國家所持的積極鼓勵態(tài)度，符合我國和國際社會發(fā)展新能源，建設清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的大潮流和新理念。

       近三年來，儲能發(fā)展最快的類型是電化學儲能，而電化學儲能的主流是鋰離子電池。據(jù)統(tǒng)計，目前中國儲能裝機規(guī)模位列全球第一，占全球裝機總量17.3%，美國、日本分列二、三位。我國的儲能項目目前主要建設在清潔能源富集地區(qū)和負荷中心地區(qū)，發(fā)展最快的省份包括江蘇、青海和西藏等，其投產(chǎn)項目的儲能裝機規(guī)模位居我國前列。

《中國電力企業(yè)管理》：目前儲能的發(fā)展仍然受制于較高成本、市場機制不夠明晰等問題，無論是電網(wǎng)側(cè)還是用戶側(cè)的項目開展都遇到了困難。您認為這些困難和問題主要集中在哪些方面？

      孟祥峰：儲能產(chǎn)業(yè)經(jīng)過了十年的探索發(fā)展，技術(shù)上已具備規(guī)模推廣的條件，目前最大的問題就是經(jīng)濟模型和商業(yè)模式的問題。同時，在電化學儲能的應用推廣上，還存在體制機制上的一些問題需要解決。主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

      一是缺乏明確和穩(wěn)定的價格機制。電網(wǎng)側(cè)儲能不得納入輸配電價，投資成本無法疏導。發(fā)電側(cè)儲能設施參與電力輔助服務和新能源消納，很多地方的政策并不明確，已出臺的政策缺少可操作的細節(jié)，落地執(zhí)行變數(shù)多，投資收益難保障。用戶側(cè)儲能收益模式單一，且受降電價影響，“投資+運營”的模式難以為繼。

       二是獨立儲能電站參與電力市場交易的身份和規(guī)則有待進一步明確。對于儲能參與電力市場交易，在很多地方只有原則性規(guī)定，具體的充放電時段、價格、調(diào)度、結(jié)算等規(guī)定都不明確，無法落地和商業(yè)化運行，嚴重影響儲能電站的運行效能和投資回報。

       三是儲能行業(yè)標準規(guī)范已初步建立，但仍需不斷完善。儲能關(guān)鍵設備良莠不齊，國內(nèi)外都出現(xiàn)過一些儲能電站起火事故，需要引起高度重視，避免一哄而上，留下隱患。部分地方要求可再生能源發(fā)電需要配置一定比例的儲能，但是對于儲能系統(tǒng)沒有技術(shù)要求，對儲能系統(tǒng)如何并網(wǎng)、如何參與可再生能源消納也沒有詳細規(guī)定，勢必造成業(yè)主在選擇儲能供應商時成本優(yōu)先，造成低價惡性競爭。

 

《中國電力企業(yè)管理》：儲能作為能量靈活存儲和釋放的介質(zhì)，是解決光伏、風能等可再生能源波動、提高電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟運行的重要手段。隨著技術(shù)進步，電化學儲能較抽水蓄能為主的物理儲能，具有明顯的資源節(jié)約和電氣性能優(yōu)勢。請您介紹一下電化學儲能技術(shù)在電力領域中的主要應用場景。

      孟祥峰：電化學儲能技術(shù)在電力領域中的應用分為發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)和用電側(cè)三大場景。三大場景又都可以從電網(wǎng)的角度分成能量型需求和功率型需求。能量型需求一般需要較長的放電時間（如能量時移），而對響應時間要求不高。與之相比，功率型需求一般要求有快速響應能力，但是一般放電時間不長（如系統(tǒng)調(diào)頻）。

      發(fā)電側(cè)對儲能的需求場景類型較多，主要包括能量時移、系統(tǒng)調(diào)頻、可再生能源并網(wǎng)三類場景。能量時移是通過儲能的方式實現(xiàn)用電負荷的削峰填谷，即發(fā)電廠在用電負荷低谷時段對電池充電，在用電負荷高峰時段將存儲的電量釋放，將可再生能源的棄風棄光電量存儲后再移至其他時段進行并網(wǎng)，也是能量時移；頻率的變化會對發(fā)電及用電設備的安全高效運行及壽命產(chǎn)生影響，因此頻率調(diào)節(jié)至關(guān)重要。隨著新能源的并網(wǎng)，風光的波動性和隨機性使得電網(wǎng)短時間內(nèi)的能量不平衡加劇，傳統(tǒng)能源（特別是火電）由于調(diào)頻速度慢，在響應電網(wǎng)調(diào)度指令時具有滯后性，有時會出現(xiàn)反向調(diào)節(jié)等錯誤動作，因此不能滿足新增的需求。相較而言，儲能（特別是電化學儲能）調(diào)頻速度快，電池可以靈活地在充放電狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，成為非常好的調(diào)頻資源；由于風電、光伏發(fā)電出力隨機性、間歇性等特點，其電能質(zhì)量相比傳統(tǒng)能源要差，由于可再生能源發(fā)電的波動（頻率波動、出力波動等）從數(shù)秒到數(shù)小時之間，因此既有功率型應用也有能量型應用，一般可以將其分為可再生能源能量時移、可再生能源發(fā)電容量固化和可再生能源出力平滑三類應用。

      儲能在輸配側(cè)的應用主要是緩解輸配電阻塞、延緩輸配電設備擴容及無功支持三類。一是緩解輸配電阻塞。線路阻塞是指線路負荷超過線路容量，將儲能系統(tǒng)安裝在線路上游，當發(fā)生線路阻塞時可以將無法輸送的電能儲存到儲能設備中，等到線路負荷小于線路容量時，儲能系統(tǒng)再向線路放電。二是延緩輸配電設備擴容。傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃或者電網(wǎng)升級擴建成本很高。在負荷接近設備容量的輸配電系統(tǒng)內(nèi)，如果一年內(nèi)大部分時間可以滿足負荷供應，只在部分高峰特定時段會出現(xiàn)自身容量低于負荷的情況時，可以利用儲能系統(tǒng)通過較小的裝機容量有效提高電網(wǎng)的輸配電能力，從而延緩新建輸配電設施成本，延長原有設備的使用壽命。三是無功支持。無功支持是指在輸配線路上通過注入或吸收無功功率來調(diào)節(jié)輸電電壓。無功功率的不足或過剩都會造成電網(wǎng)電壓波動，影響電能質(zhì)量，甚至損耗用電設備。電池可以在動態(tài)逆變器、通信和控制設備的輔助下，通過調(diào)整其輸出的無功功率大小來對輸配電線路的電壓進行調(diào)節(jié)。

      用電側(cè)是電力使用的終端，用戶是電力的消費者和使用者，發(fā)電及輸配電側(cè)的成本及收益以電價的形式表現(xiàn)出來，轉(zhuǎn)化成用戶的成本。用戶分時電價管理方面，電力部門將每天24小時劃分為高峰、平段、低谷等多個時段，對各時段分別制定不同的電價水平，即為分時電價。用戶通過電化學儲能系統(tǒng)低谷儲電、高峰放電，達到降低電費成本的目的；容量費用管理方面，我國對供電部門大工業(yè)企業(yè)實行兩部制電價：電量電價指的是按照實際發(fā)生的交易電量計費的電價，容量電價則主要取決于用戶用電功率的最高值。容量費用管理是指在不影響正常生產(chǎn)的情況下，通過降低最高用電功率，從而降低容量費用。用戶可以利用儲能系統(tǒng)在用電低谷時儲能，在高峰時負荷放電，從而降低整體負荷，達到降低容量費用的目的；提高電能質(zhì)量方面，由于存在電力系統(tǒng)操作負荷性質(zhì)多變、設備負載非線性等問題，用戶獲得的電能存在電壓、電流變化或者頻率偏差等問題，此時電能的質(zhì)量較差。系統(tǒng)調(diào)頻、無功支持就是在發(fā)電側(cè)和輸配電側(cè)提升電能質(zhì)量的方式。在用戶側(cè)，儲能系統(tǒng)同樣可以進行平滑電壓、頻率波動，例如利用儲能解決分布式光伏系統(tǒng)內(nèi)電壓升高、驟降、閃變等問題；提升供電可靠性方面，儲能用于提高微網(wǎng)供電可靠性，是指發(fā)生停電故障時，儲能能夠?qū)涞哪芰抗o終端用戶，避免了故障修復過程中的電能中斷，以保證供電可靠性。

《中國電力企業(yè)管理》：目前貴公司參與的國內(nèi)電化學儲能電站項目有哪些？

      孟祥峰：從發(fā)電側(cè)看，魯能海西州國家級多能互補集成優(yōu)化示范工程儲能電站作為全國第一批落地的大規(guī)模多能互補示范項目，具有削峰填谷、減少棄風棄光、兼顧經(jīng)濟等作用，為地區(qū)和企業(yè)提供清潔、廉價的電力支持；可以平滑風光功率輸出，實現(xiàn)小時級平穩(wěn)功率輸出、分鐘級平滑功率曲線，提升電力品質(zhì)；提供輔助服務，減小跟蹤發(fā)電計劃誤差；參與調(diào)頻，快速跟蹤系統(tǒng)頻率變化，助力電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行等作用，具有重要示范意義和經(jīng)濟價值。寧德時代采用主動均衡BMS策略，SOC精準計算、智能化診斷，可有效保證儲能系統(tǒng)的可用容量和使用壽命；電池系統(tǒng)高效的散熱管理系統(tǒng)，保障電池組壽命和可靠性；實現(xiàn)儲能站點100兆瓦時跨越式突破，成就全球首個發(fā)電側(cè)100兆瓦時級儲能項目。

       張北國家風光儲輸示范項目是國家金太陽工程重點項目、國家科技支撐計劃重大項目和寧德時代堅強智能電網(wǎng)建設的首批試點項目,是國網(wǎng)系統(tǒng)目前規(guī)模最大，集風電、光伏發(fā)電、儲能、智能輸電于一體的新能源綜合利用平臺；能夠通過風光互補、儲能調(diào)節(jié)、智能調(diào)度，實現(xiàn)新能源發(fā)電的穩(wěn)定、可控，可有效破解新能源并網(wǎng)的技術(shù)難題；可驗證新能源發(fā)電平滑輸出、計劃跟蹤、削峰填谷和調(diào)頻等功能；寧德時代在張北國家風光儲輸示范項目中采用模塊化設計、廠內(nèi)集成測試、整體運輸?shù)哪Ｊ剑钱敃r唯一具備“黑啟動”功能的廠家。

       輸配電側(cè)，晉江百兆瓦時級儲能電站是“十三五”國家重點科技專項、智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備重點專項應用項目，為附近3個220千伏重負荷變電站提供調(diào)峰調(diào)頻服務，有利于提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟性和安全性。5月8日，項目獲得全國首張獨立儲能電站電力業(yè)務許可證（發(fā)電類），標志著項目即將進入商業(yè)試運行，將為能源革命注入顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，強力推動能源轉(zhuǎn)型升級。

       晉江儲能電站所采用鋰電池是由寧德時代研發(fā)的超過1.2萬次循環(huán)壽命的儲能鋰離子電池單體，存儲壽命超過20年，具有低成本、長壽命、高安全、高轉(zhuǎn)換效率等特點。產(chǎn)品的應用落地大幅提高了鋰離子儲能電池系統(tǒng)服役壽命，可降低至少50%的全生命周期儲能產(chǎn)品成本投入，為儲能產(chǎn)品推廣應用提供了優(yōu)質(zhì)、顛覆性的解決方案。

      同時，寧德時代開發(fā)了適用于100兆瓦時級大規(guī)模電池儲能電站統(tǒng)一調(diào)度與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)儲能電站響應時間300毫秒（國際上500毫秒），控制偏差小于2%（國際上＞3%），可為全國范圍內(nèi)大容量儲能電站的推廣應用提供優(yōu)質(zhì)的儲能電站集成、調(diào)控方案，推動智能電網(wǎng)大規(guī)模儲能技術(shù)的應用；并提出基于下垂和慣量的儲能變流器虛擬同步機控制策略，開發(fā)出具有虛擬同步機功能的500千伏安儲能變流器，充放電轉(zhuǎn)換時間快達40毫秒，充放電轉(zhuǎn)換效率最高98.93%，可快速主動參與電網(wǎng)的有功調(diào)頻和無功調(diào)壓，提升儲能系統(tǒng)的魯棒性、抗擾動性。

《中國電力企業(yè)管理》：儲能產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了2019年的減速調(diào)整，業(yè)界各方對2020年的儲能發(fā)展寄予了厚望。然而新冠肺炎疫情暴發(fā)，對國內(nèi)外儲能市場的發(fā)展均產(chǎn)生了深遠的影響。您認為儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景如何？對于促進儲能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，您有哪些建議？

      孟祥峰：近年來，我國太陽能、風能等可再生能源發(fā)展迅速，目前已基本實現(xiàn)平價上網(wǎng)，未來將成為發(fā)電裝機的主體。鋰電池儲能+可再生能源發(fā)電，使我國能源從“資源依賴”走向“技術(shù)依賴”，不僅沒有資源枯竭，還可以通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，提高系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率、持續(xù)降低系統(tǒng)成本，是實現(xiàn)國家能源長久安全、降低社會用能成本的重要舉措。

      我認為持續(xù)、快速、健康發(fā)展電化學儲能，應該從以下幾個方面著手：

       一是強化頂層設計。將儲能納入《中華人民共和國能源法》和國家“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃，明確儲能的法律地位，并在電力發(fā)展規(guī)劃、可再生能源發(fā)展規(guī)劃中進行具體部署。當前可再生能源平價上網(wǎng)還存在一定壓力，配套儲能產(chǎn)生較大的成本壓力，要合理化解這一發(fā)展矛盾。

      二是建立價格機制。長遠看，要還原能源的商品屬性，加快推進電力市場化改革，完善現(xiàn)貨及輔助服務市場機制，更好地發(fā)揮市場作用，讓價格充分體現(xiàn)儲能的價值。允許保障電網(wǎng)運行安全的電網(wǎng)側(cè)儲能電站納入電網(wǎng)規(guī)劃，準許進入輸配電成本核算；對于滿足一定條件的獨立儲能電站（如規(guī)模、可靠性等），給予兩部制電價；明確儲能參與電力輔助服務的政策和操作細則，建立基于性能和效果的調(diào)度機制。

      三是加強技術(shù)攻關(guān)。將大規(guī)模儲能關(guān)鍵技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化應用，列入國家科技重大專項，進一步提高儲能系統(tǒng)的安全性、可靠性、循環(huán)壽命、轉(zhuǎn)換效率、數(shù)字化管理和云監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)，進一步降低系統(tǒng)成本，促進儲能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

       四是完善標準體系。在全球率先建設若干吉瓦時級大型儲能電站，總結(jié)大型儲能電站工程開發(fā)和多場景應用經(jīng)驗。在技術(shù)攻關(guān)和示范應用基礎上，完善儲能系統(tǒng)安全、循環(huán)壽命、系統(tǒng)集成等標準，建立儲能電站消防驗收、環(huán)境評價、設施備案等管理體系，為儲能規(guī)范化發(fā)展保駕護航。

本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2020年08期，作者系本刊記者