王志轩:多重矛盾交织下的储能成长阵痛

发布时间: 2019-12-20   来源:《中国电力企业管理》  作者:翁爽

  在能源转型深入推进所面临的种种矛盾之中,有关系统“灵活性”价值是其中一个重要命题。受制于我国能源资源禀赋,在新能源并网比例逐渐升高的当前,电力系统面临着巨大的调节压力。储能是破解系统灵活性不足的重要技术之一,也是承载着能源转型希望的新兴战略。

  象征着未来发展方向的储能产业,当下的道路却走得有些艰难。为深入分析储能商业化发展困境的症结所在,本刊记者专访了中国电力企业联合会专职副理事长、中电联电动汽车与储能分会会长王志轩。王志轩为储能产业当下的艰难形势提供了更宏观的分析视角。他表示,我国能源转型进程正处于经济发展换挡之际,转型过程中的能源电力生产的高成本与降低企业用能和用电成本要求之间存在内在的冲突。在多重矛盾交织之下,储能的商业化道路在现阶段仍然需要“摸着石头过河”。

  同时,王志轩认为,尽管储能目前处于产业的“起步期”,在波动之中同样孕育着机遇。目前储能成本仍有很大的下降空间,多种技术路线在竞争中驱进,伴随着电力市场的逐渐成熟和储能自身竞争力的进一步提高,未来储能规模化发展前景光明。

  理性看待产业的爆发与低迷

  随着新能源发电装机和发电量在电源中占比的不断升高,电力系统的瞬时平衡和安全问题日益凸显,储能在新能源发电、电力供需平衡、电能质量、节能减排等方面正发挥着越来越重要的作用。2017年10月,五部委联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(发改能源〔2017〕1701号),这是国家层面针对储能产业第一份指导性政策,揭开了中国储能产业规模化发展序幕。2018年,全国新增投运储能项目的装机规模为2.4吉瓦,其中电化学储能累计装机首次突破吉瓦大关,中国电化学储能进入“吉瓦时代”。

  但仅仅一年之后,产业热度便呈现下滑之势。究其根源,王志轩认为,储能产业作为新兴产业,其内在的客观发展规律和能源转型的规律约束,决定了它不可能在初生阶段就持续爆发,这并不理性,也不科学。储能产业的发展与能源转型的节奏是同频共振、互相勾连的、螺旋式发展的,储能产业不可能超越能源整体转型的进程而独立发展。

  目前,我国能源消费仍以煤炭为主,尽管我国电力系统中灵活性资源匮乏,但当前可再生能源的规模和体量尚能够通过灵活性改造的火电机组、气电机组以及抽水蓄能等进行调节。在有限的需求和多因素制约之中,需要各方调节电源参与市场竞争获得各自的市场份额。和其他调节电源相比,储能技术无论是在安全、性能还是成本上仍需要进一步实现突破。

  从宏观经济环境和全社会用电需求来看,全社会用电量增速减缓对电力行业的方方面面都有着不同程度的冲击。中电联刚刚发布的《2019年1~10月份电力工业运行简况》显示,1~10月份,全国全社会用电量59232亿千瓦时,同比增长4.4%,增速比上年同期回落4.2个百分点。而新兴的、起步阶段的储能产业,在冲击面前则更加脆弱。

  王志轩认为,储能产业目前的困境是在技术水平、市场空间、供需形势等综合因素的作用下所导致的。“如果储能技术本身在安全、性能、成本上都可凭借自身优势开拓市场;如果全社会用电量需求仍呈现快速增长势头,储能市场需求就会大规模发展。但现在恰恰是无论储能的内在条件还是外在的经济环境综合来看都不够理想,使得2019年储能产业热度下降。”王志轩说。

  王志轩认为,储能产业的发展问题不能孤立地来看待。电化学储能、物理储能、灵活性火电机组等调节手段都在同一个调节市场里竞争。而市场并不完全透明,理论上测算的市场空间并不一定与实际需求相符,其中各方主体都可能对市场形势进行片面甚至错误的预估,导致投资风险。

  “储能不仅与灵活性的火电机组有竞争,甚至储能内部各技术类型和应用模式之间也互相竞争。目前之所以需要火电机组进行灵活性改造,是因为储能无论是技术还是成本尚且无法支持大规模的系统调节需求,一旦储能的技术和成本都有显著的突破,那么火电机组就没有必要继续进行较大规模的灵活性改造了;反之,火电机组如果进行了大规模的灵活性改造,那么在现有的储能技术和成本下它的市场空间便相对有限,所以考虑储能问题需要通观全局,储能的投资建设也需要在政策的引导下,由市场来合理调节。”王志轩说。

  为电能赋予高质量因素

  2019年5月,国家发改委发布修订出台的《输配电定价成本监审办法》,其中明确提出九大类费用不可纳入输配电成本,这其中包括储能投资的相关费用。这一政策的出台让2018年高歌猛进的电网侧储能偃旗息鼓,“一刀切”的规定也引发了业界的诸多争议。

  反对者认为储能在电网侧最大的价值在于尖峰替代。如果储能无法纳入输配电成本,电网企业便只能以最大负荷容量投资建设变电站,造成更大的浪费。但支持者认为这样的政策设计可有效规避电网企业在储能发展中既当运动员,又当裁判员,有利于储能价格机制透明化,从而形成充分竞争的市场。

  争议之下的核心问题,是如何建立开放、公平、公正的市场机制,满足行业中各方利益主体的合理诉求,并激发市场活力。

  王志轩认为,合理的市场机制应该允许不同的主体之间进行公平竞争。电网企业发展电网侧储能有先天优势,随着能源低碳发展的推进,大规模可再生能源接入电力系统,电网在促进能源转型中的作用与传统的电网功能也发生转变,完全限制电网企业投资储能是不利于能源转型条件下市场发展的,应当从有利于促进能源整体转型看电网的储能功能,否则便是全社会的损失。“电网企业发展储能需要在监管上加以合理的限定,既要发挥电网企业建设储能的优势,也要兼顾市场的公平性,比如在对电网安全极端重要的领域可由电网企业来投资建设储能,其它领域可放开市场、公平竞争。允许电网企业建设储能,是从全社会利益最大化的角度来考虑和衡量的。”王志轩说。

  从发电侧、用户侧来横向对比,电网侧储能的应用模式更具优势。发电侧储能一般用于新能源发电平滑输出或火电机组与储能联合调频,用户侧储能一般通过峰谷电价移峰填谷、提高电能质量。在这些应用场景中,储能所发挥的价值都相对单一。但如果储能电站能够建设在输配电环节中,电网就可以根据自身的多重需要充分使用储能电站,电化学储能的价值就能最大限度发挥出来。“电网侧储能是储能重要的发展方向之一,储能的各种作用在电网系统都可以实现,尤其是将储能独立作为电网的调控单位,可以更好地发挥储能的作用,”王志轩说,“从长远看,应建立按效果付费的市场机制,让储能的各项作用能够在市场中体现并价值化,从而释放储能在发电、电网、用户三个领域的商业价值。”

  随着新型能源技术的不断发展,大量分布式电源、微电网、新型交互式用能设备的接入,改变了传统的潮流从电网到用户的单向流动模式,电网运行的复杂性、不确定性显著增加。传统电网形态正在逐渐步发生变化,新型的电网需求正在增长。与此相对应的,电力市场化改革正逐步推进,电力市场建设也需要与时俱进,根据新型的电力系统的特点来设计市场机制。王志轩认为,以怎样的理念来构建电力市场,是储能的多重价值能否得以体现的关键所在。

  在电力市场改革中,“还原能源的商品属性”是改革的核心要义。但如何准确地理解其“商品属性”,需要深刻把握电能这一商品的特质:它的价值不仅仅体现在电量上,更应该把它产生的时间和空间纳入价格因素,储能恰恰是为电量中赋予特定时间和空间的技术手段。“同样发了一度电,在不同的时间用,产生的效益不一样,相应的价值也应该有所区分,此外,储能可有效提升电的质量,因此需要在价格机制上充分体现储能在削峰填谷、调频调压等多方面的价值。”王志轩说。

  政策是直接影响储能应用及商业模式的关键因素。当前,我国制定了多部与储能产业直接或间接相关的政策,但激励机制不足,没有明确的资金疏导渠道,商业模式难以持续。此外,我国储能服务缺乏明确量化的市场定价体系和机制,电力辅助服务市场和现货市场仍然处于建设初期,储能可以参与的市场空间有限,无论是在发电侧、电网侧还是用户侧,多种应用场景中可持续的商业模式并不多,距离业内所呼唤的以“独立市场主体”身份参与市场竞争的方式还有一定的距离。

  技术创新是实现产业跃升的必修课

  安全、清洁、可负担是全世界能源变革需要遵循的基本原则。而在现阶段,这三者往往存在一定的矛盾对立。在现有的技术条件下,要实现能源利用的安全和清洁,意味着更高的质量要求和成本投入,而要寻求三者的最大公约数,需要新能源技术和储能技术的继续精进、并实现成本的进一步下降。

  目前,储能电池的成本持续降低,储能的经济性越来越好,这是储能自我强化、提升核心竞争力的重要体现。

  “我们的市场机制有一个最大的难点,就是成本无法有效传导到用户。新能源发电如果加上储能,成本明显提高,但用户侧正在实行降电价政策,这使得生产链条上的各个环节都被不同程度地挤压,无论是发电企业还是电网企业加装储能的意愿都不强烈。而用户侧储能收益来源单一,且受降电价措施影响进一步延长了投资回报周期。能源转型最终的结果必须要重视‘可负担’这一原则,目前矛盾胶着状态的唯一出口,仍然在于技术的突破和成本的下降。”王志轩说。

  降低用能成本和低碳清洁发展是我国能源转型过程中长期存在的矛盾,唯有技术的突破能够将二者推向新的平衡点。目前,储能多种技术路线齐头并进,电化学电池技术中固态半固态锂电池、钠系电池、液流电池新体系快速发展;物理储能技术中抽水蓄能、压缩空气、蓄冷蓄热、飞轮等实现突破,储氢技术也正在快速进步。

  目前,抽水蓄能仍然占据储能界的主流,无论是技术的成熟度还是市场份额都首屈一指。但近年来,电化学储能伴随着电动汽车的发展迅速崛起,其高效、灵活、响应快、高能量密度等特点受到了市场和资本的青睐,各种电化学储能项目遍布发电侧、电网侧、用户侧各个应用场景,具有巨大的发展潜力和前景。但电化学储能的电池安全问题是这一技术类型发展中的最大隐患。

  电池本身是一种高能量、高密度的部件,因此,电池本质就是具有危险性的,并且随着电池比能量和比功率的提高,风险系数随之提升。电池的品种、容量、设计水平、生产工艺、使用时间等都是影响电池安全的因素。2018年5月以来,韩国储能行业发生了二十多起严重事故,为全球储能产业敲响了警钟,目前,世界各国都在探索并完善储能标准与安全规范体系,我国虽然已经出台了数部储能相关标准,但体系建设仍不完善。将安全因素控制好,降低事故率,是电化学储能健康发展的首要条件。

  王志轩认为,电化学储能的众多技术产品之中,尚未有哪一种技术能够完全满足循环寿命长、可规模化大、安全性高、经济性好和能效高等五项储能关键应用指标。新技术、新产业的发展在初期离不开政策支持,可以考虑依据储能的不同模式,在研发、税收等方面给予储能企业一定的优惠政策,对于创新技术的试验示范项目,政府应在工程建设上给与更宽泛的建设标准和免责机制,鼓励技术创新和研发。由于储能的技术发展尚未进入一个相对稳定的状态,多种储能技术各有优劣,无法互相取代,一旦某一种技术率先实现突破之后,储能产业便会面临重新洗牌。

  “从可再生能源技术的发展历程来看,其成长的速度和成本的下降超出了业内人士的预期,因此,谁也不能准确判断储能在五年乃至十年之内会有怎样的重大突破。一旦储能技术完全成熟,成本突破临界点,产业的发展有可能迅速实现巨大飞跃。储能在电力系统中实现大规模推广应用后,中国的燃煤电厂、电力设备、网络运行等系统整体运行效率将会有显著的提升,可有效减少发电、输电、配电等各个环节的基础设施投资的支出。”王志轩说。

  王志轩表示,我国电力行业正处于结构调整和改革推进的动荡期,电源结构与定位、市场机制与政策等等都处于不稳定的状态,而储能在充满变数的电力市场中所遭遇的困惑,实际上是一种成长中的困惑——这既是储能产业本身的成长,也是中国电力体制改革的成长;一些储能企业的困惑,也是所有新兴产业在起步阶段所面临的必然考验。

  “由于转型中的中国经济和电力行业中存在太多的变量,在一个动态的体系中,中国的储能投资与发展道路便更加复杂。这是一种成长中的烦恼。储能的前景是光明的,但在现阶段,储能承受煎熬是难以避免的,这或许便是成长的阵痛和能源革命的意义所在。”王志轩说。

      关键词: 王志轩,储能

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