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避免盲目上馬亂象,推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
日期:2021-03-04   [復(fù)制鏈接]
責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
2021年,站在“十四五”的新起點,重點審視中國儲能產(chǎn)業(yè)面臨的形勢。我們發(fā)現(xiàn),國際、國內(nèi)形勢都在發(fā)生重大變化,這些變化很可能由量變到質(zhì)變,對中國乃至世界儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值,力爭2060年前實現(xiàn)碳中和,因此需要加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu),大力發(fā)展新能源。

儲能是新能源規(guī)模發(fā)展的支撐技術(shù)。因此,在制定中國儲能產(chǎn)業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃時,不但要從技術(shù)發(fā)展、國際競爭等角度看,還要從能源發(fā)展總目標的角度考慮,儲能和新能源的發(fā)展目標要相匹配。

近日,科技部發(fā)布了“十四五”國家重點研發(fā)計劃“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點專項2021年度項目申報指南(征求意見稿),對儲能與智能電網(wǎng)領(lǐng)域的重點專項工作進行部署并征求意見。意見稿的發(fā)布旨在正式立項之前能夠廣泛征求業(yè)界意見,以更好地體現(xiàn)重點專項的引領(lǐng)性、科學(xué)性和重要性。因此,結(jié)合儲能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來需求,筆者提出如下建議:

首先,在鋰離子電池儲能系統(tǒng)等效度電成本方面。該征求意見稿指出,要在五年時間內(nèi)使鋰離子電池儲能系統(tǒng)等效度電成本≤0.1元/千瓦時。從中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會組織的全國儲能產(chǎn)業(yè)巡回調(diào)研實際了解情況來看,多數(shù)業(yè)界同仁認為系統(tǒng)運行狀況較好的電池儲能系統(tǒng)度電成本應(yīng)該在0.5-0.7元/千瓦時左右,部分地區(qū)個別高配置建設(shè)項目電池儲能系統(tǒng)度電成本0.7-0.9元/千瓦時左右;抽水蓄能度電成本在0.22-0.25元/千瓦時左右。五年內(nèi)鋰離子電池儲能系統(tǒng)等效度電成本要下降到0.1元/千瓦時,面臨挑戰(zhàn)很大,同時這里的成本是否考慮到電站運行中電池性能衰退狀況、運維及回收等全壽命周期要素,值得商榷。如果五年內(nèi)吉瓦時級鋰離子電池儲能系統(tǒng)的等效度電成本能夠下降到0.1元/千瓦時,意味著比抽水蓄能的度電成本還要低一半多,儲能推廣將不需要任何儲能政策的支持就可以大規(guī)模開展了。顯然,這與大家對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的普遍認知有所沖突,因此專項指南需要綜合考慮實際儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律,設(shè)立更合理的指標。

同樣的成本考核指標要求在“兆瓦時級本質(zhì)安全固態(tài)鋰離子儲能電池技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)”中也有所體現(xiàn)。意見稿提出研制10兆瓦時級固態(tài)儲能鋰離子電池系統(tǒng),等效度電成本≤0.2元/千瓦時。眾所周知,目前國內(nèi)外真正意義上的固態(tài)鋰離子電池距離量產(chǎn)尚有不少差距,并且還沒有在電動汽車和消費電子等領(lǐng)域得到規(guī)模應(yīng)用,因此要在五年內(nèi)實現(xiàn)10兆瓦時級儲能應(yīng)用,并且等效度電成本≤0.2元/千瓦時,挑戰(zhàn)依然巨大,建議明確考核的邊界條件,以免誤導(dǎo)技術(shù)發(fā)展方向。

其二,關(guān)于鋰離子電池循環(huán)壽命及考核標準。該征求意見稿指出,在“吉瓦時級鋰離子電池儲能系統(tǒng)技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)”研究方面,考核指標要求鋰離子電池循環(huán)壽命≥15000次(0.5倍額定充電功率/0.5倍額定放電功率,25℃,100%放電深度(DOD))。問題是,如果嚴格按照0.5C倍率充電和放電,電池每天最多測試6個循環(huán),一年365天不停休測試的話也需要將近7年的時間才能夠完成該考核指標的測試,項目執(zhí)行期不超過五年,而目前又還沒有針對電池循環(huán)壽命的加速檢測方法,因此如何對該指標進行科學(xué)考核?另外,此循環(huán)壽命沒有給出電池剩余容量的限定條件,是衰減到額定容量的80%還是70%,60%?沒有界定清楚。因此未來立項及評審考核的“彈性操作空間”很大,容易產(chǎn)生很多問題。

同樣的問題在“兆瓦時級本質(zhì)安全固態(tài)鋰離子儲能電池技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)”中也有所體現(xiàn),該項目考核指標要求:電池單體循環(huán)壽命≥15000次;系統(tǒng)循環(huán)壽命≥12000次,由于沒有限定充放電倍率、溫度、DOD、剩余容量等測試條件,并且測試周期很長,也難以具備可考核性。

其三,關(guān)于中長時儲能技術(shù)方向。我們知道,大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)有兩個重要問題需要得到解決:波動性問題和間歇性問題。目前的短時高頻(功率型)儲能技術(shù)僅能部分解決波動性問題(例如,輔助AGC調(diào)頻或平滑光伏曲線波動),而解決新能源發(fā)電的間歇性問題則需要低成本的中長時(容量型)儲能技術(shù)的幫助。因此中長時儲能技術(shù)的開發(fā)對于2030年1200GW新能源裝機規(guī)模目標的實現(xiàn)至關(guān)重要。雖然項目申報指南在第一項標題里就明確要求支持中長時儲能技術(shù)的研發(fā),但里面的三個技術(shù)方向及相關(guān)驗收指標和“中長時儲能技術(shù)方向”關(guān)聯(lián)度并不高。

首先應(yīng)明確中長時間尺度儲能的概念,按照目前儲能系統(tǒng)應(yīng)用情況,2-4小時可以定義為中等時間尺度,即廣泛理解的能量型儲能應(yīng)用場景,4-10小時為長時儲能,即容量型儲能應(yīng)用場景,甚至近期國際上提出長時儲能要求支持10小時以上的儲能應(yīng)用場景。對于中長時儲能場景有兩個基礎(chǔ)性技術(shù)指標,一個是低倍率條件下的循環(huán)測試,一般要求測試倍率不能超過0.5C,甚至要求更低,0.1C或0.2C;另一個指標是自放電率。例如,歐洲電池技術(shù)創(chuàng)新平臺近期發(fā)布的《2030電池戰(zhàn)略研究議程》,里面詳細規(guī)定了中長期儲能的關(guān)鍵績效指標:中期儲能自放電率低于2%/月;長期儲能自放電率低于0.5%/月。從電池技術(shù)路徑實現(xiàn)來說,目前國際上有兩條路徑:一條是固定式的厚電極路徑,另一條是流動的流體電極路徑。例如,最近美國能源部(DOE)下屬的高級能源研究計劃署(ARPA-E)宣布,計劃為電池和智能電網(wǎng)顛覆性技術(shù)提供4700萬美元支持,其中美國24M公司獲得了900萬美元資助,開展厚電極電池技術(shù)研究。

上述與中長時儲能密切相關(guān)的指標和路徑在指南內(nèi)容里都沒有體現(xiàn)。征求意見稿里的三個技術(shù)方向,從內(nèi)容和測試指標來看,和中長時儲能應(yīng)用場景基本沒什么關(guān)系。例如倍率條件指標,指南要求≥0.5C,甚至支持5C倍率放電,這其實完全和中長時儲能場景的倍率要求(小于0.5C)背道而馳。

其四,項目指南沒有有力體現(xiàn)儲能技術(shù)如何支撐2030碳達峰目標的實現(xiàn)。

習(xí)近平主席在2020年氣候雄心峰會發(fā)表重要講話,提出到2030年中國風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機規(guī)模要達到1200GW。儲能是新能源規(guī)模發(fā)展的重要支撐技術(shù),新能源+儲能將是未來十年重要的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方向。但是項目指南只支持吉瓦時級別的電網(wǎng)側(cè)儲能電站,而對于迫切需要發(fā)展的發(fā)電側(cè)儲能、用戶側(cè)儲能以及分布式能源儲能,項目指南內(nèi)容沒有予以體現(xiàn)。

該指南將“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”兩個領(lǐng)域放在一起寫,容易導(dǎo)致內(nèi)容混雜,結(jié)構(gòu)分類不夠清晰,所支持的儲能技術(shù)體系不夠完整。因此應(yīng)該考慮將儲能和智能電網(wǎng)分開立項支持,單獨編寫“儲能技術(shù)”重點專項,從儲能本體技術(shù)、儲能系統(tǒng)集成與安全控制技術(shù)、不同應(yīng)用場景下的項目建設(shè)與運維、環(huán)境綜合效益等方面進行更加全面和系統(tǒng)部署,緊密支撐2030碳達峰目標。

“十三五”期間,中國儲能產(chǎn)業(yè)已形成較強的自主創(chuàng)新能力,中國自主品牌儲能產(chǎn)品不但在市場規(guī)模上多年來居世界前列,技術(shù)上中國將在可再生能源、新能源汽車、動力電池以及儲能等方面迅速逼近或領(lǐng)先世界先進水平。

“十四五”期間,在儲能領(lǐng)域方面,全行業(yè)已形成發(fā)揮中國儲能與數(shù)字化技術(shù)協(xié)同發(fā)展共識,融合交通網(wǎng)、能源網(wǎng)、信息網(wǎng)技術(shù),有望形成一條中國特色的新型儲能發(fā)展道路。

全行業(yè)應(yīng)該以更加自信和平和的心態(tài)看待競爭和發(fā)展。一方面,隨著全球范圍內(nèi)國際知名儲能系統(tǒng)集成企業(yè)不斷加大對華合作,有效推動了我國配套產(chǎn)業(yè)鏈的完善提升,促進了技術(shù)進步。我國自主品牌企業(yè)也在與國際領(lǐng)先企業(yè)緊密合作過程中提升了技術(shù)水平,在磨煉中茁壯成長。另一方面,全面放開外資投資限制后,競爭必然更加激烈,中高端市場將風(fēng)起云涌,市場格局將被重塑,那些創(chuàng)新能力不足、適應(yīng)能力較差的企業(yè)將面臨“出局”的風(fēng)險,兼并重組、優(yōu)勝劣汰的進程將進一步加快。尤其是伴隨著數(shù)字化、智能化的發(fā)展,跨界者不斷涌入,儲能產(chǎn)業(yè)面臨新一輪洗牌。

在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中,儲能技術(shù)革命正在引起產(chǎn)業(yè)變革。儲能產(chǎn)品的應(yīng)用范圍、性能屬性,以及與其他社會基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)系都在發(fā)生變化。這是因為中國具有全世界最好的工程師隊伍,更重要的是中國在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、人工智能、區(qū)塊鏈等方面具有更好的基礎(chǔ),中國已形成電芯、模組、PCS、系統(tǒng)集成等新型儲能裝備完整產(chǎn)業(yè)鏈,具有快速建設(shè)儲能電站規(guī)劃設(shè)計、施工安裝、運維管理等多方能力。中國正在成為儲能新技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的最好基地。

推動儲能產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展需要持續(xù)加大研發(fā)投入,第一,要加強新材料、新技術(shù)、新工藝和新裝備的研究應(yīng)用,未雨綢繆;第二,要把握2021年“十四五”開局之年的良好機遇,立足科技創(chuàng)新,破解發(fā)展難題,不斷提升自身的創(chuàng)新能力;三是要培養(yǎng)和匯聚高素質(zhì)人才,為儲能高質(zhì)量發(fā)展構(gòu)筑人才基石。

在克服2020年重重困難之后,中國儲能產(chǎn)業(yè)正站在新的起點上。新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)的蓬勃發(fā)展,正勢不可擋地引發(fā)儲能產(chǎn)業(yè)重構(gòu)和市場格局的變革。

因此,為營造公平競爭、優(yōu)勝劣汰的發(fā)展環(huán)境,建議有關(guān)主管部門按照市場化、法治化的原則,系統(tǒng)研究加強產(chǎn)業(yè)管理、促進儲能健康有序發(fā)展的政策措施。儲能的發(fā)展要以市場應(yīng)用為導(dǎo)向,堅決遏制盲目上馬及與產(chǎn)業(yè)實際發(fā)展脫節(jié)等亂象,持續(xù)推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。相信在重點專項的引領(lǐng)下,中國儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠到達新的高度。 

原標題:避免盲目上馬亂象,推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
 
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來源:中國儲能網(wǎng)
 
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