能源領(lǐng)域正處于一場大變革中，以可再生能源和電動汽車為代表的新能源技術(shù)將逐漸改變?nèi)祟惖哪茉词褂梅绞剑鴥δ茉谄渲邪l(fā)揮著關(guān)鍵作用?？稍偕茉淳哂虚g歇性和波動性的特點(diǎn)，在無法儲能的情況下電網(wǎng)無法大規(guī)模對其進(jìn)行消納。而電動汽車的推廣則取決于電池的續(xù)航能力和充電的便捷性。
全球儲能技術(shù)快速發(fā)展
儲能裝機(jī)在2015年保持快速增長，其中電池儲能的發(fā)展尤為引人注目。根據(jù)美國能源局(DOE)全球儲能數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，全球電池儲能累計(jì)裝機(jī)0.61GW，較2014年增長了20%以上。此外還有超過0.3GW的在建項(xiàng)目以及0.4GW的已簽訂合同的項(xiàng)目。從各國的數(shù)據(jù)來看，美國目前的裝機(jī)為0.3GW，幾乎占到了全球電池儲能裝機(jī)的一半。從新增裝機(jī)的技術(shù)類型上看，90%以上的新增項(xiàng)目使用的都是鋰離子電池。
在商業(yè)化方面，近兩年儲能產(chǎn)品已經(jīng)開始全面走向應(yīng)用。雖然日本廠商在2010年開始就已經(jīng)推出了許多針對家庭用戶的儲能產(chǎn)品，但由于成本過高，推廣一直受到限制。真正引起廣泛關(guān)注的是2015年4月底特斯拉(TESLA)推出的居民用儲能產(chǎn)品Powerwall，及針對商業(yè)級的產(chǎn)品Energy for Utility，其低至350美元/千瓦時的售價使得儲能投資開始具有經(jīng)濟(jì)性。此外，市場上還有EOS和Imergy等數(shù)十家提供電池儲能產(chǎn)品的廠商，不少產(chǎn)品也都開始具備經(jīng)濟(jì)吸引力。國內(nèi)廠商如比亞迪、科陸電子等在2015年也相繼推出了類似儲能產(chǎn)品。
技術(shù)方面，雖然2015年有許多關(guān)于儲能電池突破的新聞，如各種金屬空氣電池，但從實(shí)際情況來看，這些新技術(shù)大多離應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)。目前具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價值的儲能技術(shù)主要是鋰離子電池、釩流電池、鈉硫電池等。比較值得關(guān)注的是，近期有媒體報道的中科院石墨烯超級電容的突破。雖然超級電容的能量密度還是無法與電池儲能相比，但是其充放電速度極快(幾秒鐘便可完成充電)，而且其循環(huán)次數(shù)能達(dá)到10萬次以上，因此未來超級電容或?qū)⒖赡軓V泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻以及軌道交通和公交汽車等公共交通中。
歐美日等國十分重視儲能技術(shù)
國際上，歐美日等國一直以來都十分重視儲能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國聯(lián)邦和州層面針對儲能的法案和政策就達(dá)到了21項(xiàng)。歐盟和日本也均有針對儲能的扶持政策。具體可以歸納為以下幾類。
第一，對儲能投資進(jìn)行補(bǔ)貼或是稅收減免。如美國2011年通過儲能法案，對儲能投資給予了20%的聯(lián)邦稅收抵免。德國對于中小規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)配套的儲能系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)貼。日本也對符合標(biāo)準(zhǔn)的接入電網(wǎng)的電池儲能項(xiàng)目給予相當(dāng)于投資額1/3的補(bǔ)貼。
第二，對儲能技術(shù)研究進(jìn)行補(bǔ)貼。如美國政府2009年8月宣布撥款24億美元，用于支持環(huán)保電動汽車與儲能電池的研發(fā)、制造。日本政府則對鈉硫電池等技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用等各環(huán)節(jié)都給予高額的補(bǔ)貼。
第三，利用市場化的機(jī)制保障儲能發(fā)展。如歐洲國家普遍采用了拉大峰谷電價差的方式，增加儲能投資的動力。美國聯(lián)邦能源管理委員會制定了市場化的調(diào)頻服務(wù)補(bǔ)償，同時允許儲能作為電源接入電力市場。
第四，政府或電網(wǎng)企業(yè)直接進(jìn)行儲能投資。如美國加州要求三大電力公用工程公司在2014年開始的10年內(nèi)安裝1.33GW的儲能系統(tǒng)。日本政府則出資200億日元，委托北海道電力公司等安裝電池儲能系統(tǒng)以增加對可再生能源的消納能力。
設(shè)計(jì)合理的儲能價格補(bǔ)償機(jī)制與市場準(zhǔn)入機(jī)制
由于我國儲能行業(yè)起步相對較晚，對儲能技術(shù)的發(fā)展也缺乏應(yīng)有的關(guān)注，目前還沒有清晰有力的規(guī)劃與扶持政策。2015年，國家能源局委托部分研究機(jī)構(gòu)啟動儲能“十三五”規(guī)劃課題研究工作，希望在未來能為儲能行業(yè)的發(fā)展提供較為明確的政策指引和支持。
根據(jù)目前儲能技術(shù)的進(jìn)展，我國在未來的政策制定上，應(yīng)該充分考慮儲能在消納可再生能源以及提升電網(wǎng)穩(wěn)定性等方面的正外部性，設(shè)計(jì)合理的儲能價格補(bǔ)償機(jī)制和市場準(zhǔn)入機(jī)制。同時結(jié)合目前電力現(xiàn)狀，對儲能技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用進(jìn)行有力扶持。
首先，利用儲能技術(shù)來幫助電網(wǎng)消納可再生能源。目前各地“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象嚴(yán)重，電網(wǎng)建設(shè)與可再生能源發(fā)展速度脫節(jié)是很重要的一個原因。而電網(wǎng)建設(shè)成本往往是巨大的。儲能系統(tǒng)能夠幫助可再生能源電站進(jìn)行調(diào)峰和平穩(wěn)輸出，在不增加電網(wǎng)容量的情況下提升可再生能源的消納能力。問題的關(guān)鍵在于儲能的成本由誰來承擔(dān)。儲能轉(zhuǎn)移電力的成本與光伏的上網(wǎng)電價相當(dāng)，電源企業(yè)是沒有動力進(jìn)行投資的。如果能在上網(wǎng)電價的基礎(chǔ)上設(shè)置一個儲能補(bǔ)貼價格，使得儲能投資相對有利可圖，最終就有可能形成電網(wǎng)與電源企業(yè)雙贏的結(jié)果。
其次，應(yīng)該重視儲能在分布式電網(wǎng)中的應(yīng)用。我國電力的特點(diǎn)是負(fù)荷中心遠(yuǎn)離電源中心，東部電力輸入省份往往要為遠(yuǎn)距離輸電的成本支付較高的電價。發(fā)展分布式電網(wǎng)，則可以降低電網(wǎng)的輸送成本。但是，在目前條件下，分布式的風(fēng)電和太陽能同樣也面臨著波動性，加上其布局分散，對電網(wǎng)會造成沖擊。儲能裝置則可以幫助提升分布式的滲透率，可以參考分布式太陽能的補(bǔ)貼方式，設(shè)置儲能電價，以增加儲能系統(tǒng)在分布式中的應(yīng)用。
再次，通過優(yōu)化市場機(jī)制，促進(jìn)儲能發(fā)展。應(yīng)降低儲能系統(tǒng)的入網(wǎng)障礙，允許儲能作為電源參與到供電服務(wù)中，并對儲能提供的調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)等進(jìn)行補(bǔ)償。同時可以制定更加靈活的電價政策，鼓勵通過價格套利等方式充分發(fā)揮儲能調(diào)峰的功能。
最后，應(yīng)加大對于技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持力度。影響儲能投資經(jīng)濟(jì)性的，除了單位容量的成本之外，還包括儲能系統(tǒng)的壽命(循環(huán)次數(shù))、衰減率、能量轉(zhuǎn)換效率等因素。這無論對單體的電池品質(zhì)，還是整體控制系統(tǒng)都提出了較高的要求?？陀^來說，目前技術(shù)上國內(nèi)廠商與美國和日本的企業(yè)還存在較大的綜合差距，但并不存在趕不上的距離。鑒于儲能技術(shù)在清潔發(fā)展中的地位和可能帶來的社會收益，政府應(yīng)該對其進(jìn)行稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼，可以根據(jù)儲能應(yīng)用能帶來的社會效益，設(shè)計(jì)合理有效的補(bǔ)貼政策，可以投資直補(bǔ)，也可以貸款利率優(yōu)惠或拉大峰谷電價差等。
