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双碳生长：绿色能源转型系列④——新型储能，新能源生长的要害

宣布时间：

2022-09-24

导语

　　储能手艺是新能源规�；さ闹饕涮谆∩枋�，实质是在解决发电供需差别步的问题，在构建以新能源为焦点的新型电力系统中，可以起到消纳新能源、削峰填谷、增强电网稳固性和应急供电等多重作用。

　　新能源发电具有间歇性和不稳固性，大规模应用接入电网，实现稳固按需输出，必需依赖储能设施作为中介举行调配，未来储能装备将会是新能源发电的必备品，成为能源领域的一个主要生长分野。

　　新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能手艺，包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等。相比于古板抽水储能动辄6-8年的建设期、建设条件的高要求，新型储能建设周期短、选址简朴无邪、调理能力强，与新能源开发消纳的匹配性较好，优势逐渐凸显，新型储能将是未来储能行业生长的主要偏向。

　　我国政策也有力支持新型储能生长。2022年3月，国家生长刷新委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能生长实验计划》提出，到2025年，新型储能由商业化初期步入规�；そ锥�，具备大规模商业化应用条件。2022年6月，《“十四五”可再生能源生长妄想》宣布，提出推动新型储能规�；τ�。勉励储能为可再生能源发电和电力用户提供种种调理效劳，有序推动储能与可再生能源协同生长，提升可再生能源消纳使用水平。

　　同时，新型储能在市场中也备受投资者瞩目，鼎力大举投入研发，推动储能手艺多元化生长，宁德时代（300750）与中科院相助研发钠离子电池手艺，比尔盖茨投资ambri 镝储能液态金属手艺、软银孙正义投资了Energy Vault 混凝土塔储能。

　　本文将主要以新能源发电基础设施（供应侧）的视角去评价和剖析储能手艺工业生长，通过梳理工业现状，手艺瓶颈，团结行业手艺生长路径与政策调控趋势以窥储能未来生长趋势，为读者阐释“双碳”目的下，储能手艺对能源结构转型和新能源行业生长带来的价值所在。

　　正文

　　01

　　RENEWABLE ENERGY

　　储能工业：生长脉络

　　1.全球储能工业生长趋势

　　现在储能市场主要的储能形式，包括以抽水储能为代表的古板储能，和以电化学储能为代表的新型储能。

　　古板储能主要以抽水储能为代表，还包括熔融盐储热、古板压缩空气储能等手艺，主要以机械能为储能形式，其中抽水储能和古板压缩空气储能，具有规模大、寿命长、本钱低的特点，但其选址受制于地理资源和环保限制。新型储能包括锂电池储能、钒液流电池等电化学储能，也包括超等电容、超导储能等电磁储能手艺。

　　从应用场景来看，抽水储能和压缩空气储能适用于大规模能量调配的储能需求，主要应用于大规�？稍偕茉床⑼⒌缤嗟缌ΩㄖЮ偷壤词迪殖な倍文茉粗卫�；锂离子电池、铅酸电池、钒液流电池等电化学储能的功率规模在千瓦至兆瓦级，放电时间无邪，适用于景物发电、小规模能量调理和短时电网调频等场景；超等电容和超导储能手艺响应速率快，一样平常用于应急不中止供电等领域。

　　从市场主流水平来看，在存量装机中，抽水储能占比最高。凭证CNESA全球储能数据库，2021年全球储能总装机205GW，抽水储能占比86％，达177GW。电化学储能装机占比10％，约达21GW。在新增装机中，电化学储能增量最快。2021年全球新增储能装机13GW，抽水蓄能占比40％，新增5.3GW，电化学储能占比57％，新增7.5GW。

　　从以上数据可以看出，现在短中期趋势下电化学储能是全球储能行业生长热门，多元化是储能手艺生长特点。

　　2.可再生能源生长带来储能万亿市场

　　“十四五”时期是新型储能生长的主要战略机缘期。我国的储能装机规模天下第一，但储能与风电光伏新能源装机规模的比例不到7%。随着新能源发电规模的快速增添，为储能装机带来重大增添空间。据中国能源研究会储能专委会不完全统计，阻止2021年底，中国已投运的储能项目累计装机容量抵达45.93GW，同比增添29%。其中，抽水蓄能新增规模居首，为8.05GW；电化学储能紧随厥后，投运规模达1.87GW/3.49GW时，妄想在建规模凌驾20GW。其中，新能源设置储能是新增装机的主要支持。

　　双碳目确实立以来，储能政策一再宣布。国家层面明确“十四五”及中恒久新型储能生长目的与重点使命，为储能在“十四五”时期的生长明确了偏向。中国能源研究会储能专委会副主任委员裴哲义体现，随着新能源装机规模一直增添，电力系统稳固水平显着下降。以电化学为代表的新型储能具有调理速率快、安排无邪、建设周期短等特点，对构建越发无邪高效的新型电力系统具有主要意义。

　　2022年3月21日，国家生长刷新委、国家能源局正式印发《“十四五”新型储能生长实验计划》，提出到2025年，新型储能从商业化初期向规�；ぷ�，到2030年，实现新型储能周全市场化生长。22日，《“十四五”现代能源系统妄想》宣布，明确到2025年，非化石能源消耗比重提高到20%左右，非化石能源发电量比重抵达39%左右；抽水蓄能装机容量抵达6200万千瓦以上、在建装机容量抵达6000万千瓦左右。

　　在能源结构转型中，可再生能源占比一直提升，而其中占有主要职位的风能光伏等能源具有间歇性特点。凭证国际能源署（IEA）的指导意见，间歇性能源的发电占比低于15%的时间，对电网攻击较��；占比在15%~25%的时间，对电网攻击较大，需要引入储能电源来调峰调频；占比凌驾25%，为包管电网稳固性，所有电厂都必需设置储能。《“十四五”可再生能源生长妄想》提出，2025年天下非水电消纳责任权重划分抵达18%左右，这体现电力系统消纳18%的电力来自可再生能源间歇性发电，意味着储能将成为未来新能源发电项目开发的必需品。多省市能源局出台相关政策，对新能源配储比例做出要求，大部分省市划定储能比例不低于发电项目装机容量的10%，内蒙古、湖南、河南、广西等地，要求的配储比例抵达15%~20%。

　　凭证此前宣布的国家生长刷新委、国家能源局团结印发的《加速推动新型储能生长的指导意见》，到2025年，实现新型储能装机规模达3000万千瓦以上。今年以来，各省市加速推进储能项目的落地，有凌驾20个省份明确了配套储能装备的配储比例。据业内人士看法，储能市场快速增添，或将带来一个新的万亿市场投资机缘。

　　3.我国储能工业逐步进入市场化初期，政策由帮助转向规范化治理

　　1）政策趋势

　　2017年，《关于增进我国储能手艺与工业生长的指导意见》中提到，以“政府指导、企业加入。立异引领、树模先行。市场主导、刷新助推。统筹妄想、协调生长。”为基来源则，生长储能手艺和工业�？梢钥闯鍪谐』刮闯墒�，需要以政府为中心指导企业生长市场。

　　2021年，《关于加速推动新型储能生长的指导意见》印发，其中基来源则变为“统筹妄想、多元生长。立异引领、规模发动。政策驱动、市场主导。规范治理、包管清静。”

　　2022年，《“十四五”新型储能生长实验计划》印发，基来源则变换为“统筹妄想，因地制宜。立异引领，树模先行。市场主导，有序生长。驻足清静，规范治理。”

　　从2021和2022政策基来源则的形貌变换中不难看出，现在统筹妄想储能行业怎样生长是焦点，同时随着储能工业市场化逐步成熟，政府逐渐从对工业政策帮助中退出，进入对市场举行规范治理的阶段。在2022《实验计划》中，特殊强调要因地制宜，意味着下一步规�；钅柯涞亟晌蠢词虑橹氐闼�。

　　国家生长刷新委出台《“十四五”可再生能源生长妄想》，制订《关于增进新时代新能源高质量生长的实验计划》并由国办转发，进一步细化明确了推动水电、风电、光伏、生物质能等可再生能源生长的目的使命，明确了储能行业的生长目的与潜力。

　　《“十四五”现代能源系统妄想》明确了下一步要提高新能源消纳水平，围绕妄想建设新能源供应消纳系统、立异电网结构形态和运行模式、增强电源协调优化运行能力、加速新型储能手艺规�；τ玫确矫嫣岢隽送贫菇ㄐ滦偷缌ο低车南晗感卸��？萍疾坑》ⅰ�“十四五”能源领域科技立异妄想》，安排了储能手艺相关的集中攻关、树模试验和应用推广使命，明确了手艺蹊径图。对储能行业的生长路径做出清晰的妄想。

　　2）工业生长现状

　　据国家能源局先容，“十三五”以来，我国新型储能实现由研发树模向商业化初期过渡，实现了实质性前进。锂离子电池、压缩空气储能等手艺已抵达天下领先水平，2021年底新型储能累计装机凌驾400万千瓦。以电化学储能手艺为例，近年来，电池清静性、循环寿命和能量密度等要害手艺指标获得大幅提升，应用本钱快速下降。近5年，锂电池能量密度提高了1倍以上、循环寿命提高了2至3倍、应用本钱下降凌驾60%。

　　凭证CNESA全球储能项目库的不完全统计，阻止2021年底，中国已投运电力储能项目累计装机规模46.1GW，占全球市场总规模的22%，同比增添30%。其中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为39.8GW，同比增添25%，所占比重与上年同期相比再次下降，下降了3个百分点；市场增量主要来自新型储能，累计装机规模抵达5729.7MW，同比增添75%。

　　中投工业研究院宣布的《2022-2026年中国储能工业深度调研及投资远景展望报告》显示，2021年，中国新增投运电力储能项目装机规模首次突破10GW，抵达10.5GW，其中，抽水蓄能新增规模8GW，同比增添437%；新型储能新增规模首次突破2GW，抵达2.4GW，同比增添54%；新型储能中，锂离子电池和压缩空气均有百兆瓦级项目并网运行，特殊是后者，在2021年实现了跨越式增添，新增投运规模170MW，靠近2020年底累计装机规模的15倍。

　　02

　　RENEWABLE ENERGY

　　储能工业：瓶颈

　　1.新型储能规�；っ媪俦厩烟�

　　中国化学（601117）与物理电源行业协会储能应用分会理事长、平高集团储能科技有限公司总司理田刚领指出，现在储能行业原质料采购价钱仍处于高位，储能产品价钱处在低位，效益指标泛起下降，造成了内卷的时势，低价竞争问题仍在延续。目今全球通胀高企，原质料价钱高居不下，据数据统计，因2021年上游原质料价钱提升，储能本钱、系统本钱上升了30%至50%左右。别的，储能行业全球竞争强烈，加之地缘政治层面影响因素，原质料的供应稳固性成为未来储能行业本钱不可控的危害因素。

　　凭证今年中国化学与物理电源行业协会的调研，现在差别应用场景下招标价钱在1.29元至1.9元之间，平均是古板抽水储能的1.6倍-1.8倍左右，在未来新能源大规模生长，配装率提高的配景下，新型储能的降本增效还需要手艺进一步生长，突破本钱制约。

　　2.电化学储能生长面临清静性问题

　　电化学储能清静问题在近两年政策中被重点关注。

　　目今新型储能项目中90%以上为电化学储能，由于电池热稳固问题，近年来外洋储能清静事故频发，海内也爆发了类似事故，引发社会、行业和政府的担心，给新型储能的规�；ご从跋�。

　　2021年4月16日，北京国轩福威斯“光储充”一体电站爆发了爆炸事故，导致2名消防员牺牲、1名消防员受伤。事后，中国电力科学研究院在事故剖析报告中就有提到储能电池清静质量和电池治理系统或是这场事故的两大诱因。这场爆炸事故为整个行业敲响了警钟，也引起了国家的高度重视。

　　后续政策逐渐强化清静羁系，2021年《关于加速推动新型储能生长的指导意见》多次强调了储能清静，包括以建设清静手艺标准及治理系统，强化消防清静治理，严守清静底线为基来源则；在高清静、低本钱、高可靠、长寿命等方面取得长足前进；强化电化学储能清静手艺研究等。2022《“十四五”新型储能生长实验计划》也强调提出，增强新型储能清静危害提防，明确新型储能工业链各环节清静责任主体，建设健全新型储能手艺标准、治理、监测、评估系统，包管新型储能项目建设运行的全历程清静。

　　3.缺乏有用的市场机制，社会资源加入度缺乏

　　发改委价钱本钱视察中心指出，新型储能正处于商业化生长初期。现在除抽水蓄能外，新型储能相关的电价政策和市场机制还不敷完善，保存本钱疏导不畅、有用使用率不高、社会自动投资意愿较低等问题。

　　我国电力市场建设处于起步阶段，市场机制难以准确反应新型储能的多重价值，新型储能加入市场收益方法简单，尚未形成可一连的商业模式。据相关专家称，新型储能的应用场景普遍、投资门槛低、统筹治理难，新型储能电源和负荷双重属性使其加入市场身份难以界定，价钱机制的形成难度很大。

　　现在储能利润的主要泉源是峰谷电价差，现在只有抽水蓄能知足盈利价差，而新型储能则需进一步降低自身建设本钱才华实现转亏为盈，然而投入的本钱让许多社会资源望而却步。

　　03

　　RENEWABLE ENERGY

　　储能工业：远景与展望

　　1.手艺立异、多元化生长仍是储能生长的重中之重

　　2021年以来，多项政策对储能手艺生长路径作出妄想。

　　《“十四五”新型储能生长实验计划》提出，推动多元化手艺开发，包括开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等要害焦点手艺、装备和集成优化设计研究，集中攻关超导、超等电容等储能手艺，研发储备液态金属电池、固态锂离子电池、金属空气电池等新一代高能量密度储能手艺。

　　别的，《“十四五”能源领域科技立异妄想》提出，在储能手艺立异偏向，将针对电网削峰填谷、新能源并网开发能量型/容量型储能手艺，针对电网调频、平滑可再生能源波动开发功率型/备用型储能手艺：

　　能量型/容量型储能手艺装备及系统集成手艺：

　　集中攻关：针对电网削峰填谷、集中式可再生能源并网等储能应用场景，开展大容量长时储能器件与系统集成研究；研发长寿命、低本钱、高清静的锂离子电池，突破铅碳电池专用�？槠胶夂湍芰恐卫硎忠�，开展高功率液流电池要害质料、电堆设计以及系统�？榈募缮杓频妊芯�，研发钠离子电池、液态金属电池、钠硫电池、固态锂离子电池、储能型锂硫电池、水系电池等新一代高性能储能手艺，开发储热蓄冷、储氢、机械储能等储能手艺。

　　功率型/备用型储能手艺装备与系统集成手艺：

　　集中攻关：针对增强电网调频、平滑间歇性可再生能源功率波动以及容量备用等储能应用场景，开展长寿命大功率储能器件和系统集成研究；开展超导、电介质电容器等电磁储能手艺攻关，研发电化学超等电容器、高倍率锂离子电池等种种功率型储能器件；研发大功率飞轮质料以及高速轴承等要害手艺，突破大功率飞轮与高惯性同程序相机集成要害手艺，以及 50MW 级基于飞轮的高惯性同程序相机手艺。

　　现在，我国在钠离子电池领域具有领先职位，宁德时代与中科院相助研发钠离子电池手艺已经起源成熟，可以进入市场化阶段。钠离子电池是新型储能中继锂离子电池后，中期生长重点的储能手艺，具有高性能、低本钱、高循环寿命等潜在优势，另外规�；τ煤蠼杏米柚瓜衷谌蝻胱庸┯θ狈Φ奈：�。

　　2.政策支持深化电力市场化生长，推动储能多元主体加速入场

　　国家能源局鼎力大举推动新型储能商业化应用生长，将发动更多社会资源进入储能行业，增进储能市场高质量生长。

　　2022年9月，国家能源局回复政协十三届天下委员会第五次聚会第00021号提案。其中提到，就一连推进电力中恒久市场、现货市场和辅助效劳市场系统建设，下一步事情重点，国家能源局将一连深化电力、油气体制机制刷新，增强事中事后羁系，加速现代能源市场建设，更多依赖市场机制增进节能减排降碳�；嵬泄夭糠忠涣罨缌κ谐〗ㄉ�，进一步完善市场化电价形成机制，推动种种发电企业直接加入市场。

　　2022年7月，在国务院新闻办举行的“加速建设能源强国全力包管能源清静”新闻宣布会上，国家能源局电力司司长何洋体现，针对差别的应用场景，会同有关部分一块研究新型储能本钱的疏导机制，建设新型储能的本钱疏导机制可以推动新型储能的商业化应用和生长。

　　2022年6月，国家生长刷新委办公厅、国家能源局综合司宣布《关于进一步推动新型储能加入电力市场和调理运用的通知》，明确要建设完善顺应储能加入的市场机制，勉励新型储能自主选择加入电力市场，坚持以市场化方法形成价钱，一连完善调理运行机制，施展储能手艺优势，提升储能总体使用水平，包管储能合理收益，促举行业康健生长。《通知》提出，新型储能可作为自力储能加入电力市场。关于以配建形式保存的新型储能项目，《通知》明确将勉励与所配建的其他类型电源团结并视为一个整体加入电力市场。业内人士称，《通知》进一步明确了新型储能市场定位，意味着将发动更多社会资源投入到新型储能行业，提升新型储能使用水平和效益，指导行业康健快速生长。

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