發電側儲能的難點和支點
電化學儲能作為新能源的“穩定器”，能夠平抑出力波動，不僅可以提高新能源在當地的利用水平，也可以助力新能源跨區消納。盡管電化學儲能在發電側已經有了很多示范項目，但在應用方面仍然有許多困難需要克服。向新能源轉型不僅是世界各國的能源發展趨勢，更是我國的既定國策。習近平總書記在巴黎會議上莊嚴 承諾，到2030年中國
電化學儲能作為新能源的“穩定器”，能夠平抑出力波動，不僅可以提高新能源在當地的利用水平，也可以助力新能源跨區消納。盡管電化學儲能在發電側已經有了很多示范項目，但在應用方面仍然有許多困難需要克服。
向新能源轉型不僅是世界各國的能源發展趨勢，更是我國的既定國策。習近平總書記在巴黎會議上莊嚴 承諾，到2030年中國非化石能源在一 次能源消費中的比重要達到20%。根 據國家發展改革委能源研究所發布的 《中國新能源發展路線圖2050》，到 2050年，太陽能發電量將達到21000 億千瓦時，也就是說，光伏發電量要 在2018年的基礎上提高近11倍。要 實現這個目標，儲能將是繞不開的話 題。
兩類儲能各不同
發電側儲能并不是因為新能源發 展而出現的新事物，而是各種類型的 發電廠用來促進電力系統安全平穩運 行的配套設施。從累計裝機容量來 看，目前抽水蓄能方式份額最大，但 電化學儲能因為其響應速度快、布點 靈活等優點，代表著未來的發展方 向。根據中關村儲能聯盟數據，2019 年5月至2020年7月，全球新增發電側 電化學儲能項目113個，中國新增發電 側電化學儲能項目59個。目前，電化 學儲能已經成為發電側儲能應用領域 的重要方式。
當前我國發電側儲能從用途上看主要有兩類。
第一類是火電配儲能。主要是保 障發電廠具有一定的調頻調峰能力， 提高火電機組的運行效率和電網穩定 性；同時，在能源結構轉型過程中深 度挖掘火電的改造空間，拓寬火電的 盈利方式。火電配電化學儲能在我國 已有廣泛應用，山西、廣東、河北都 有發電側火儲聯合調頻項目。
第二類是新能源配儲能。相比火 電，風電和光伏的間歇性和波動性很 大，為保證電力系統的整體平衡，往 往造成部分地區“棄風棄光”現象。 2019年，在新能源發電集中的西北地 區，棄風率和棄光率仍然很高，例如 新疆的棄風率和棄光率分別是14%和 7.4%。定器”，能夠平抑波動，不僅可以提高能源在當地的消納能力，也可以輔助新能源的異地消納。
當下面臨五大難點
盡管電化學儲能在發電側已經有 很多示范項目，但在應用方面仍然有 許多困難需要克服。在政策和運營層 面，主要面臨以下幾方面的挑戰：
一是傳統電力市場給儲能留下的 空間不大。發電側儲能的收益直接來 源于電力市場，因此電力市場的總體 運行狀況對儲能的發展有著直接影 響。
根據國家能源局的數據，截至 2020年1月，我國電力裝機總量在20 億千瓦左右，2020年1～6月全國總用 電量為33547億千瓦時。這說明我國 存在電力生產過剩的情況。同時，我 國還不斷有用于調峰的火電（燃氣機 組）、新能源機組上馬，裝機總量不 斷上升，導致儲能的作用難以體現。
相比歐美國家，我國的電力設施 很多都是近些年修建的，基礎設施更 為“堅強”，具有相當的容納能力。 這就使得電網對儲能所提供的輔助服 務沒有強烈需求。在美國，由于新建 電廠的審批控制以及電網的老化，電 力公司急需儲能來平抑波動和滿足擴 容需求，在此基礎上形成了對儲能的 大量需求。
二是儲能作為輔助服務市場主體 的資格不明確。 儲能的價值主要體現在它提供的 輔助服務上，因此輔助服務市場的規 制對儲能的收益起著決定性作用。在 發電側，電化學儲能是作為發電廠機 組的輔助設備運行的。作為機組的附 屬設備，電化學儲能沒有輔助服務市 場獨立的經營資格，由此導致電化學 儲能的收益具有很高的不確定性。由 于很多發電側的發電和儲能是分開管 理的，當政策變化時，由于沒有主體 地位，儲能運營商并沒有多少談判的 能力，收益可能會進一步降低。
因此，發電側儲能的主體地位是 個亟待解決的問題。目前，某些地區 已經開始了這方面的嘗試。例如，福 建晉江的獨立儲能電站就拿到了“發 電業務許可證”，以此為切入點讓獨 立的發電側儲能進入電力市場。即使 如此，儲能在市場中的身份和交易機 制也不夠健全。
根據2020年6月國家能源局福建 監管辦公室發布的《福建省電力調峰 輔助服務交易規則(試行)(2020年修訂 版)》規定，獨立儲能電站的充電可 以“采取目錄峰谷電價或者直接參與 調峰交易購買低谷電量”，放電時則 “作為分布式電源就近向電網出售， 價格按有關規定執行”。這就導致在 調峰方面，儲能的調峰收益更多是由 計劃和磋商決定的，充放電價的不明 確給儲能的收益帶來很大的不確定 性。即使在青海、湖北這樣將電儲能 交易納入調峰市場的省份，也只規定 了儲能電站充電時的交易機制，關于 放電依然是“按照相關規定執行”。
除了以上困難之外，由于儲能在 調頻方面具有極好的性能，因此，儲 能的主體資格還面臨著來自輔助服務 市場內部成員的阻力。
三是輔助服務市場機制不完善。 由于儲能本身并不創造電能，因此儲 能的收益只能來自提供輔助服務的收 費，而我國的輔助服務市場機制尚無 法滿足儲能商業化運行的要求。 我國目前的輔助服務機制要求發 電側“既出錢又出力”，也就是要求 并網發電企業必須提供輔助服務，同 時輔助服務補償費用要在發電企業中 分攤。通過從這些企業中收取一部分 資金，加上一部分補貼，形成一個資 金池。調度中心根據各輔助服務主體 的績效打分，來決定發電企業能從這 個資金池中收回多少份額。
以2019上半年為例，我國電力輔 助服務總費用共130.31億元，占上網 電費總額1.47%。其中發電機組分攤 費用合計114.29億元，占87.71%。如 此制度設計就決定了輔助服務市場基 本是一個“零和博弈”，輔助服務的 價值并沒有得到很好的體現。
因此從發電廠的角度來看，如果 大家都通過配套儲能來提供輔助服 務，那么會出現發電廠收益并無變化 而成本卻提高很多的問題，進而使發 電廠缺乏安裝儲能設施的動力，這也 是造成儲能項目多是示范工程的原 因。即使宏觀政策支持發電側儲能的 發展，這樣的輔助服務機制也很難給 發電側提供正向激勵。在輔助服務市 場沒有建立起來的情況下，儲能的收 入來源十分單一，很難達到商業運行 的要求。
四是儲能標準缺位。我國電化學 儲能行業近幾年才初具規模，儲能電 池還沒有國家層面的標準規范。在沒 有確定標準的情況下，儲能電池的回 收和梯級利用也難以有效實施。例 如，部分地區在探索退役動力電池應 用于儲能領域，但儲能電池的要求和 動力電池有很大不同，錯誤的梯級利用不僅帶來效率方面的問題，更嚴重
的是存在安全隱患。而且，相關法規的缺失，可能會導致儲能電池出現像鉛蓄電池一樣的回收亂象。
五是運營問題。儲能的運營問題主要在于儲能的容量和成本。現有的發電側儲能項目容量一般在10～200兆瓦時之間，多數不超過100兆瓦時，考慮到未來新能源裝機容量越來越大，這樣的儲能規模顯然難以充分助力新能源消納。現有的電化學儲能
可以通過技術手段輕松增加容量，當然，隨之而來的安全問題也需要高度關注。
電化學儲能的成本問題更是儲能難以大規模投入的重要原因之一。以光伏發電為例，在西北等光伏資源豐富地區，雖然已經可以做到平價上網，然而配套儲能設施如果沒有相應的激勵或者補貼政策，發電成本就會大大提高。再考慮到設備的衰減和老化問題，成本的回收會更加困難。因此，在目前沒有明確且足夠的政策補貼時，電化學儲能難以大規模地投入使用。
未來需要四大支點
盡管電化學儲能有以上的種種限制，它的前景卻是明朗的。隨著我國能源轉型以及電力市場改革的不斷深化，電化學儲能未來的定位會越來越清晰，應用的價值也會越來越得到體現。
第一，提高消納能力。
未來新能源發電會占有越來越大 的比例。與此共生的消納市場給電化 學儲能帶來了廣闊的發展空間。一方 面，新能源配儲能可以幫助解決新能 源在當地的消納問題，儲能能幫助風 電和光電擺脫“垃圾電”的影響。更 重要的是，由于我國的風、光資源主 要集中在西北部，而需求負荷主要集 中在沿海地區。如果未來要更多地依 靠新能源，那么電力的跨地區轉移就 是一個必須解決的問題。這也是特高 壓進入我國“新基建”計劃的一個原 因。通過特高壓，大量的新能源電力 可以轉移到沿海區域而中途沒有過多 的損失。
第二，擴大電力市場容量。
隨著電力市場改革的不斷深入， 在價格機制的引導下，未來新電廠的 建設會放緩。同時，用電需求仍然會 不斷上漲。考慮到電網的經濟性，相 比于建設新的電廠，未來更多的關注 點會集中在電力系統的優化方面。例 如通過合理的削峰填谷、需求響應來 解決電力市場的擴容問題。
在這方面，電化學儲能因其快速 的響應能力，在未來的電力容量市場 中具有相當大的潛力。如果通過EMS （能源管理系統）能讓儲能在容量市 場充分發揮其作用，那么擴容問題便 得到部分解決。
第三，促進市場價格機制形成。
本著“誰受益，誰承擔”的原則，目前的輔助服務成本分配方式不盡合理。國家發展改革委、國家能源局在不久前發布的《關于做好2020年能源安全保障工作的指導意見》中指出：“進一步完善調峰補償機制，加快推進電力調峰等輔助服務市場化，探索推動用戶側承擔輔助服務費用的相關機制，提高調峰積極性。推動儲能技術應用，鼓勵電源側、電網側和用戶側儲能應用，鼓勵多元化的社會資源投資儲能建設。”如此，讓所有受益的市場主體，都來承擔輔助服務成本，輔助服務的價值才能在市場中得到較好的體現。發電側儲能將有更大的積極性在應用方面進行嘗試和投入，電力用戶也會根據市場價格進行需求的自我調整，從而提高電力系統的整體運行效率。
第四，對生態環境影響小。
在不同的儲能方式之間，電化學儲能在環境保護方面也有其優勢。以抽水蓄能為例，一般需要在山地環境下建設上下水庫、安裝大型發電機組，電站建設運行可能會對周圍的生態環境產生影響；而電化學儲能在選址上沒有抽水蓄能那么多的地理限制條件，且占地面積小很多。以晉江儲能電站為例，其總占地面積10887平方米，以圍墻內面積計算，全站能量密度為42.5千瓦時/平方米。在電化學儲能應用和回收技術不斷進步的情況下，預計對于生態環境的影響會遠小于抽水蓄能
（尹海濤、瞿茜均供職于上海交通大學行業 研究院和中國城市治理研究院，李新鈺系上 海交通大學安泰經濟與管理學院研究生）
作者：李新鈺 尹海濤 瞿茜 來源：能源評論 責任編輯：jianping
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