2020年9月22日，我國在聯(lián)合國大會上提出，二氧化碳排放力爭于2030年前“達峰”，力爭在2060年前實現(xiàn)“碳中和”。在這一目標下，我國必須實現(xiàn)由化石能源走向新能源的能源綠色轉(zhuǎn)型，這個轉(zhuǎn)型的核心是新能源從補充能源走向主體能源。
在這一背景下，新型儲能成為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的關鍵支撐，還是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、建設新型能源體系、促進能源轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的重要技術(shù)和基礎裝備。新型儲能技術(shù)發(fā)展將催生能源新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，已經(jīng)成為世界各國搶占能源戰(zhàn)略和裝備制造業(yè)新高地的重要領域。
新能源比例不斷上升，成為電力供應新力量
8月29日，國務院新聞辦公室發(fā)布《中國的能源轉(zhuǎn)型》白皮書指出，中國成為全球能耗強度降低最快的國家之一，2023年中國風光發(fā)電量超過了城鄉(xiāng)居民生活用電量，全社會每消費3度電中就有1度電是綠電。
過去幾年，各種新能源技術(shù)突飛猛進，隨之帶來新能源的發(fā)電成本不斷下降。中國工程院院士、上海交通大學智慧能源創(chuàng)新學院院長黃震透露：“2018年我國最早的光伏電站，國家發(fā)展改革委上網(wǎng)指導價還是4元每度電，到了2020年度電價格已經(jīng)能達到0.35元，下降幅度超過90%以上，最近四川的一個項目報價更是只有0.118元。目前無論是風電還是光伏的發(fā)電成本均已控制在一毛多錢，顯著低于煤電成本。”
從裝機量來看，可再生能源增長迅猛。今年6月底，中國的風電和太陽能發(fā)電總裝機容量首次超過了煤電。國家能源局發(fā)布1月～7月全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2024年7月底，風電、太陽能裝機合計達到12.1億千瓦，在2020年12月的氣候雄心峰會上，國家領導人宣布，到2030年，中國風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上，僅僅用大約三年半就實現(xiàn)該承諾。
顯然，可再生能源的發(fā)展速度遠比預期來得更快，保守估計到2030年光伏和風電的裝機容量將達到22億千瓦。歷史數(shù)據(jù)可以看到，近幾年來全世界新增的光伏和風電超過一半都是在中國產(chǎn)生的，我國的新能源已經(jīng)成為電力供應的新力量。
黃震認為：“相比之前能源開發(fā)利用依賴于煤炭、石油、天然氣等地下資源稟賦，未來則是基于科技創(chuàng)新對可再生能源進行開發(fā)利用。把更多的風和光轉(zhuǎn)化成為人類可利用的綠色能源的技術(shù)突破將是走向碳中和的戰(zhàn)略支撐。”
電力平衡面臨挑戰(zhàn)，長時儲能重要性凸顯
風電、光伏等新能源發(fā)電發(fā)展迅速，其波動性、隨機性、間歇性給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和供需平衡帶來挑戰(zhàn)。風電、太陽能發(fā)電易受天氣影響，“極熱無風、極寒少光”特點明顯，出現(xiàn)極端天氣時出力不穩(wěn)定，容易造成電力供需不平衡。
有分析數(shù)據(jù)顯示，當電力系統(tǒng)中風電、太陽能發(fā)電量占比超過50%時，需要解決數(shù)天、數(shù)周乃至跨季節(jié)的電力電量平衡問題。由于2至4小時的短時儲能不具備相應的支撐能力，大規(guī)模長周期儲能的作用將會進一步凸顯。長時儲能憑借長周期、大容量特性，能夠在長時間維度上平抑新能源發(fā)電帶來的波動，保障季節(jié)性及極端天氣下的電力供應。
目前，國內(nèi)外對于長時儲能的放電時長尚未統(tǒng)一定義，國內(nèi)一般認為持續(xù)放電時長在4小時以上的技術(shù)屬于長時儲能，主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、液流電池和氫儲能等5種類型。發(fā)展長時儲能對我國保障能源安全、推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、促進能源高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
長時儲能重要性凸顯，引發(fā)投資機構(gòu)關注。2023年被稱為長時儲能的投資元年，據(jù)不完全統(tǒng)計有20家長時儲能企業(yè)獲得融資，參與投資機構(gòu)103家，整個投資金額近50億元。具體來看，液流電池技術(shù)企業(yè)的融資事件最多，共有15次，金額高達30億元。此外，壓縮空氣領域有兩家完成融資，中儲國能一家就有10億元的融資，兩家鉛碳電池企業(yè)融資金額也超3億元。參與長時儲能的投資機構(gòu)中，中國科創(chuàng)星、九智資本、招銀國際、華控基金都活躍度較高。
問題逐漸暴露，長時儲能進入調(diào)整期
在2023年的火熱之后，隨著行業(yè)發(fā)展問題逐漸暴露出來，投資熱度上能直觀感受到。截至2024年8月份，公開數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計長時儲能融資事件只有5個，融資金額基本上在千萬級別。去年同期截至2023年8月，統(tǒng)計到長時儲能融資事件12個，融資金額超億元級別，這其中的變化非常明顯。以液流電池為代表，長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院儲能應用場景研究員陳梓銘認為長時儲能面臨四大挑戰(zhàn)：
首先是降本壓力非常大。很多液流電池以成本優(yōu)于鋰電作為噱頭，但實際情況來看，液流電池的成本仍在2~3元，相比鋰電已經(jīng)降到0.8元以下，液流電池在價格上競爭力不夠。陳梓銘判斷，能否將系統(tǒng)成本降至2元以下將會是投資人判斷項目優(yōu)劣的重要參考依據(jù)。
其次是產(chǎn)品成熟度不夠。很多液流電池企業(yè)將實驗室的技術(shù)參數(shù)作為產(chǎn)品的實際性能。但實驗室環(huán)境下的參數(shù)并不代表在工業(yè)應用中可以達到同樣的性能。另外現(xiàn)在企業(yè)各自為政，產(chǎn)品不透明、缺乏行業(yè)技術(shù)指標也是阻礙著行業(yè)的發(fā)展。
第三是示范項目越多，問題暴露越多。隨著2023年千萬級到兆瓦級示范項目的實施，性能、穩(wěn)定性、量產(chǎn)一致性等各種問題都在暴露。之前很多項目建而不用的現(xiàn)象讓很多企業(yè)有機會鉆空子，但隨著商業(yè)模式的逐漸完善，儲能利用率上升，這些項目的真實運營情況將進一步暴露。
最后是融資目標與生產(chǎn)、研發(fā)相矛盾。2023年很多液流電池的擴產(chǎn)是基于融資目標而非市場發(fā)展需求來制定的。導致很多企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃超前于技術(shù)研發(fā)進度和市場需求，目前已處于產(chǎn)能過剩狀態(tài)。
陳梓銘也指出，“2024年將是液流電池行業(yè)務實的一年，需要各家企業(yè)做好自我調(diào)整，這對于行業(yè)發(fā)展來說不是壞事。”
AI技術(shù)與能源結(jié)構(gòu)變革共振融合
隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是以大模型為核心的人工智能技術(shù)發(fā)展，成為推動能源行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的重要力量。根據(jù)政策規(guī)定以及互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)的碳中和承諾，算力中心有望成為首個新能源使用率達100%的應用場景，這樣長時儲能有很大機會的增長。如今Google、微軟兩大巨頭已成為國際長時儲能協(xié)會（LDES）的會員，也說明長時儲能的重要性。
中國社會科學院能源經(jīng)濟研究中心主任史丹看來，“歷次工業(yè)革命都是和能源革命緊密相連的，數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展靠算力，而算力發(fā)展靠能源。如果僅依靠以化石能源為主的能源供應體系無法支撐起未來的數(shù)字經(jīng)濟。大力發(fā)展新能源，不僅是解決環(huán)境問題，同時也解決了數(shù)字革命需要的能源問題。”
在新能源系統(tǒng)支撐算力發(fā)展的同時，AI技術(shù)也在推動其不斷革新。樂創(chuàng)能源CEO潘多昭認為，“儲能的本質(zhì)是提供服務，在如今硬件差異化水品逐漸拉齊的情況下，如何借助AI技術(shù)對產(chǎn)品進行差異化的價值提升將是儲能企業(yè)的核心競爭力。”AI大數(shù)據(jù)逐漸成為構(gòu)建儲能系統(tǒng)的智慧大腦，是智慧能源發(fā)展的重要一環(huán)。在有了硬件設備基礎之后，就需要通過算法、軟件融入其中，保持底層資產(chǎn)的持續(xù)迭代升級。
比如說，AI通過對海量歷史數(shù)據(jù)的學習，大模型可以更好地預測能源供需變化，從而幫助優(yōu)化能源調(diào)度，減少浪費，提升整個電網(wǎng)的運行效率。樂創(chuàng)能源從2020年堅持AI驅(qū)動的方式提升儲能行業(yè)效率，2024年提出了基于MoE架構(gòu)新能源大模型，包括智能體的智慧運營體系，基于多模態(tài)數(shù)字化孿生系統(tǒng)，還有具身智能的維修運營機器人等。
來源：21世紀經(jīng)濟報道
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