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近日，央視《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》播出了中國科學(xué)院院士歐陽明高教授演講·的《減碳在行動：儲存“風(fēng)光”，路在何方？》。歐陽明高院士從儲能對新能源革命的意義、原材料資源情況、成本、新技術(shù)、新模式等方面詳細(xì)解讀了儲能產(chǎn)業(yè)，他還指出：儲能是新能源革命的瓶頸。


鋰離電子電池的發(fā)明，使電動汽車發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，帶動了可再生能源的大發(fā)展，但當(dāng)前新能源還當(dāng)不了“三好生”。

所謂“三好生”，就是既要供應(yīng)安全，又要價格便宜，還要綠色環(huán)保，這就是經(jīng)濟(jì)學(xué)上的“不可能三角”，經(jīng)濟(jì)可行、綠色低碳、安全可靠，很難同時滿足。比如煤炭，安全可靠且經(jīng)濟(jì)可行， 但是它綠色低碳不太好；新能源則恰恰相反 ，綠色低碳 ，但是其他兩個又不完全滿足，這是目前我們遇到的一個困境。
以風(fēng)電和光伏為主體的新型電力系統(tǒng)，通常說風(fēng)電、光伏價格已經(jīng)比煤電價格低， 這是指發(fā)電價格，實際上我們真正要用的時候，還會遇到一系列的問題。

比如說風(fēng)電、光伏，它是靠天吃飯，一會兒多，一會兒少，不可能24小時發(fā)，每天供需不平衡，整年也是不平衡的，區(qū)域是不平衡的。電網(wǎng)有一個原理：就是時時要平衡，它才能穩(wěn)定。所謂穩(wěn)定性問題，比如說負(fù)荷變大，發(fā)電的電功率不夠，一般交流電的頻率是50Hz，如果出現(xiàn)這個問題，交流電頻率會下降。我們在發(fā)電側(cè)，比方說燃?xì)廨啓C、蒸汽輪機，鍋爐的運行可能就不正常了；比方說變電站，它的變壓器就有可能也運行不正常了，它會發(fā)熱等。

這樣一來，我們電網(wǎng)就會要斷電了，會引起電網(wǎng)的波動，頻率的波動帶來電網(wǎng)穩(wěn)定性的喪失，這會導(dǎo)致停電的事故。美國的得州大停電同樣也是因為頻率下降過于厲害，湖南省在2020年冬季也遇到這個問題。那個時候，正好冬天比較冷，電力負(fù)荷達(dá)到歷史新高，受到汛期光照極寒天氣的影響，風(fēng)電、光伏發(fā)出來的電達(dá)不到預(yù)期。它的出力變小，而火電機組又裝機不足，所以導(dǎo)致無法滿負(fù)荷運作。好在我們中國各省區(qū)有國家電網(wǎng)系統(tǒng)，全國協(xié)同一致，及時抑制這個問題，沒導(dǎo)致大停電。

電網(wǎng)的穩(wěn)定性，須附加調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)峰等，這需要付出成本；還有電網(wǎng)由于波峰波谷特別大，我們按波峰最大功率來設(shè)計電網(wǎng)的話，成本也要增加；因為不平衡，我們就要給配套一些東西來補償它；所以這三部分成本，我們就叫上消納成本。

風(fēng)電、光伏發(fā)電的成本平價上網(wǎng)，但并不等于平價利用，因為消納成本會導(dǎo)致電價上升，如果加上這個成本，那么可再生能源比煤發(fā)電還是要高的。

德國是可再生能源發(fā)電比例率先超過50%的國家，按道理風(fēng)電、光伏發(fā)電應(yīng)該比較便宜。但德國原有的火電廠、煤電廠、燃?xì)廨啓C組都并沒有拆除。因為這些機組作為靈活性調(diào)節(jié)正好是來做補償風(fēng)電、光伏的波動和隨機性，以及用來調(diào)頻調(diào)峰，這些成本加上來之后，實際上總電價是上升了。


新能源革命的主要的瓶頸是什么呢？中國新能源的主要瓶頸不是風(fēng)電、光伏，風(fēng)電光伏技術(shù)很成熟，光伏效率在不斷提高，成本在不斷降低。光伏的原材料是硅，硅不存在資源的問題。新能源革命的瓶頸是儲能， 我這里說的儲能是廣義的儲能。針對可再生能源的隨機性和波動性，將富余的可再生能源存儲起來。當(dāng)可再生能源不足的時候，把這種能量通過時空變換，再把它補回去，這就叫儲能技術(shù)。

我國光伏的產(chǎn)能極大，想增加產(chǎn)能也非常簡單，但大規(guī)模推廣必須要配儲能。全世界認(rèn)同的新能源革命有五大支柱：第一，可再生能源轉(zhuǎn)型，尤其是光伏風(fēng)電；第二，集中式轉(zhuǎn)向分布式，讓每一棟建筑都變成發(fā)電廠、微型發(fā)電廠；第三，用氫氣電池來儲存間歇性能源；第四，發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；第五，電動汽車作為用能、儲能回饋能源的終端。

我們可以儲能為抓手推動能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)發(fā)展。這是我們面向碳中和，中國新能源革命的一個重要的技術(shù)路徑。


隨著電動汽車的普及，電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模越來越大。預(yù)計2025年，中國的電池產(chǎn)能會達(dá)到年產(chǎn)30億千瓦時，而儲能所需不到3億千瓦時，儲能所需要的電池大概是電動汽車的1/10。

從整個需求來看，到2025年電動車所需電池量是10億千瓦時。我國總產(chǎn)能規(guī)模目前占全球70%，是全球最大規(guī)模的，且我們的質(zhì)量也是位居前列的。

隨著規(guī)模的上升，車用動力電池的成本也將不斷下降，壽命也會不斷提升。比如說現(xiàn)在儲能電池循環(huán)壽命大概是5000-8000次，五年之后，我相信循環(huán)壽命超過1萬次是非常容易的，未來循環(huán)壽命到15000次也是完全有可能做得到。所以隨著壽命的上升，單次儲能成本當(dāng)然也會下降 。
最近碳酸鋰價格猛漲，漲了十倍， 從過去的4萬多漲到了40多萬。這實際上是由于近期產(chǎn)能大規(guī)模上升，導(dǎo)致的近期波動，并不代表長期的趨勢。

從資源角度來看，我們資源是足夠的，而且我們新發(fā)現(xiàn)的資源還在不斷提升。2020年對比2015年，我們可采資源的探明儲量提升了4倍，還會繼續(xù)提升。

按目前的資源，我們可以做多少電池呢？可以做2270億千瓦時的電池，如果做電動車，一輛車100度電，可以做22億輛，這是足夠的?？傮w來看，資源是有保障的。當(dāng)然供應(yīng)的安全、偶爾的波動也是我們需要關(guān)注的問題，這是國家將來的材料安全必須采取措施的地方。


一是針對在使用過程中的各種誘因，比如過充，電池中間有一些顆粒，會造成內(nèi)短路，熱管理系統(tǒng)不好，過熱了，比方說夏天一般燒車的事故會增加。對于這樣一些問題，我們要通過主動監(jiān)控預(yù)警的方式來發(fā)現(xiàn)它，這就叫主動安全技術(shù)。

二是本質(zhì)安全也就是電池本身的安全性要好，要從電池的正負(fù)極材料的選擇、電解液的選擇、隔膜的選擇以及整個設(shè)計制造過程來保證它。

三是一旦本質(zhì)安全出了點問題，由于各種誘因沒扛住，就像人一樣感染了，那怎么辦呢？最好不要讓它傳染，電池系統(tǒng)是由很多個電池組成的，最好不能讓它蔓延，阻斷蔓延是最后一招，保證就算有誘因、就算是有一個電池發(fā)生問題，但整個系統(tǒng)沒問題，這要靠隔熱散熱、消防來解決。這就是被動安全技術(shù)。


一般時候是電網(wǎng)給車充電，現(xiàn)在我們也可以用車給電網(wǎng)充電，把車變成電網(wǎng)的充電寶。也就是說，車既可以充電又可以往回放電，這就叫車網(wǎng)互動。比如說大家都是在下班六點來充電，電網(wǎng)是受不了的，但如果我們后半夜充電，反倒是把后半夜的波谷填了，波峰沒有了，這就叫削峰填谷。這個還不是車網(wǎng)互動，只是有序充電，也就是我們用一個后臺來調(diào)度大家充電，我們叫廣義的車網(wǎng)互動，從有序充電到車網(wǎng)互動，有序叫V1G單向的，車網(wǎng)互動是叫V2G雙向的。

還可以擴(kuò)展車跟車充電，車跟房子、車跟建筑、車跟微網(wǎng)都可以互動，不一定非要只是跟大電網(wǎng)互動，靈活性就非常大。用戶是有收益的，而且可以創(chuàng)造很多就業(yè)機會。這么多車，聚合起來有很多人會辦這個公司。而且政府也可以參與建立后臺，國家電網(wǎng)也會參與調(diào)動，大家都有收益。

電動汽車儲能跟固定式儲能電站相比有什么特點呢？第一成本低，電動車本來就是買來的，已經(jīng)是買了出了錢的；第二風(fēng)險低，因為電動車不會有特別大的事故，因為電池比較少，當(dāng)然技術(shù)難度有提高。

大家會疑問：“我這個車又開車又儲能，那個電池就廢了對吧”？實際上，我們現(xiàn)在的電池壽命是富余的。

如果每次滿電跑500公里的電動車，你要是1000次（滿充滿放）循環(huán)的壽命，你能開50萬公里。2000次的循環(huán)壽命那就是100萬公里。一般來講，私家車一年也就開1萬多公里，十年也就是一二十萬公里，所以我們電池的壽命是富余的。另外90%的時間車都是停著的，所以在90%這個時間是可以用來進(jìn)行車網(wǎng)互動賺取收益的。我們一輛車的力量是很小的，如果把所有的車合起來就大了。
預(yù)計到2040年，中國大概會有三億輛電動車，如果每輛車平均是65度電，那3億輛車是200億度電，我們車上可以裝200億度電。200億度電是什么概念？我們今天全國每天的用電量就是200億度，也就是說我們車上電池能裝的電夠我們?nèi)珖靡惶?。?dāng)然了，我們并不能把所有這些電都拿出來，但至少一半是可以的，也就是100億度。

另外，從調(diào)節(jié)功率來看，如果每個充電樁15個千瓦，那么最后就會有30億千瓦。30億千瓦什么概念？我們2040年的非化石能源裝機的一半，大概也就是30億千瓦，這個也是足夠大的。關(guān)鍵是我們怎么把它能夠聚合起來？我們現(xiàn)在的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范都有，電動汽車接入電網(wǎng)，參與能量互動，已經(jīng)具備良好的電網(wǎng)硬件基礎(chǔ)和設(shè)計方法。

那么成本多少？其實成本并不高，只是把充電樁由單向變成雙向就可以了，所以其他都是軟件升級。在2030年之前，我們預(yù)測儲能電站還是一個主體，在總量上一定會比車網(wǎng)互動要多，因為車網(wǎng)互動我們還需要一個發(fā)展的時期。那么到2030年之后，首先是電動車的數(shù)量會極大增加，另外新基建也會發(fā)展起來。所以由于成本低、安全性好、量大，在儲能中，尤其是用戶側(cè)儲能中占有很大的比例，未來逐步的會在總量上超過儲能電站。


隨著今后的發(fā)展，我們還有不斷的電池技術(shù)的創(chuàng)新，比如說現(xiàn)在寄予厚望的固態(tài)電池。從固態(tài)電池目前的研發(fā)看，有三種技術(shù)路線：氧化物、硫化物和聚合物。硫化物是車用全固態(tài)電池的主要選擇。因為硫化物是在中間離子導(dǎo)電率最好的一種電解質(zhì)，現(xiàn)在還有很多的技術(shù)難題需要克服，我們預(yù)計到2030年全固態(tài)電池占整個電池的量不會超過1%；在2030-2060年，現(xiàn)有的鋰離子電池仍然會繼續(xù)發(fā)展。

目前儲能電站的電池，比方說磷酸鐵鋰電池本身就是一種非常好的低成本、安全、長壽命的電池，所以我們對它也寄予了很大的希望，磷酸鐵鋰電池是完全中國自主的、不要鎳不要鈷，是最佳選擇之一。

我們現(xiàn)在基本上都是純電路轎車，燃料電池轎車會不會來取代它呢？我個人的觀點純電動轎車還會是轎車的主體，燃料電池轎車要想取代是有難度的，關(guān)鍵是使用成本和方便性。因為純電路轎車已經(jīng)能滿足轎車所有的需求，成本很低、直接用電。你用氫，如果用可再生能源制氫，能源利用效率只有25%，但是用電是75%，這兩者就差別非常大。

這種差別就會導(dǎo)致成本的增加，另外加氫的方便性跟充電比的話，大家可能覺得現(xiàn)在充電不是很方便，我相信今后充電會越來越方便，比大家加油還方便。至于壽命、續(xù)航，這已經(jīng)都不是問題。

當(dāng)然，燃料電池在轎車上不一定是最好的選擇，并不等于其他方面也不行，將來遠(yuǎn)洋貨輪，它一定是用氫的，飛機也是會用氫燃料，另外還有重型卡車，還有很多無人機也都是它好的應(yīng)用方面。

所以我們看氫能以前都局限在交通，事實上，氫能是一個更大的概念，不僅僅是交通，氫能交通只是氫能的先導(dǎo)，燃料電池轎車只是氫能交通的先驅(qū)，所以我們一定要搞清楚，這是一個氫能戰(zhàn)略，是一個大戰(zhàn)略。

氫儲能也是一種非常重要的長周期大規(guī)模儲能方式，這里的關(guān)鍵我們前面說了還是成本，氫經(jīng)濟(jì)性不是很好。電是直接就儲了，氫還要電電解水制成氫，效率大打折扣。但是我們要記住，氫能講究的或者說可再生能源講究的是全鏈條經(jīng)濟(jì)性，包括制備、儲運、運輸、加充、使用全鏈條。

發(fā)電生產(chǎn)成本低，但儲電成本是高的，比如說1公斤氫可以儲33度電，就算電池儲1度電500塊錢，儲33度電就得15000塊錢了。而儲1公斤氫，如果在地上儲，那1000塊錢都不要，所以它儲能的成本只是儲電的1/10不到。電池不能長期儲能，因為它有自放電，也不能大規(guī)模儲能，因為儲能電池的成本太高，所以在電池不適合的這些地方，氫能就有它的優(yōu)勢。

儲能有高頻的、有低頻的，有小功率、有大功率，有短周期、有長周期，不同的應(yīng)用場景，需要不同的儲能方式，電池和氫能正好互補，形成一種主流的儲能方式。其他的各種儲能方式，會與之配合互補，形成一個儲能生態(tài)。


我們有各種各樣的氫能的儲運技術(shù)，比如說西部過來的長距離幾千公里，一是靠管道，另外也可以用特高壓先輸電，輸完電到東部再制成氫，也是可以的?，F(xiàn)在特高壓輸電1000公里每度電只要幾分錢，很便宜，貴的是配電網(wǎng)，特高壓長途輸電是比較便宜的，所以在特高壓下到配電網(wǎng)的時候，在那個地方制氫，其實是有競爭性的。

當(dāng)然，我們還有其他的方式，比如說我們把它變成液氨。液氨是什么？我想大家都明白，我們很多縣里面都有化肥廠，它就是用氨水做，味道不太好聞，但是氨水的整個基礎(chǔ)設(shè)施、制作方法都是成熟的，它最大的優(yōu)點是儲氫密度極高 。高達(dá)什么程度呢？豐田的燃料電池轎車用700個大氣壓的氫瓶。100公斤的瓶子儲5公斤氫，如果把它變成液氨，100公斤可儲17.8公斤氫。所以液氨有絕對的儲氫密度優(yōu)勢，而且運輸便利、產(chǎn)業(yè)技術(shù)好，使用方式靈活。
最后把液氨用于發(fā)電來完成從電到氫，再從氫回到電，把多余的電存起來，電少的時候，我們再放回去，這就叫儲能。那么怎么放回去呢？可以用各種方式發(fā)電發(fā)回去，也可以把它制成氨水到煤電廠，但我們說碳中和并不一定是要把火電廠消滅，是要把碳減下來。比如現(xiàn)在很多火電廠都是熱電聯(lián)供的，關(guān)鍵問題是燃料是煤，可以把碳捕捉下來，也可以把煤變成氨或者氫，就不會碳排放了。所以這也是一種將來火電廠改造的方式 。


在未來中國的電力和儲能市場，會出現(xiàn)新的業(yè)態(tài)，那就是人人都是能源的消費者，同時也是能源的生產(chǎn)者。比方說用電動汽車儲能，充電的時候要花錢，放電的時候可以賺錢，花錢的時候我用低價的電，賣電時是高價，這樣來賺出收益，這就是未來的能源生態(tài)圈。

那么，這怎樣運營？各式各家的，這是一個運營的模式，就是自上而下，電網(wǎng)公司會有調(diào)度來進(jìn)行指令下達(dá)，下達(dá)之后，有很多聚合商會響應(yīng)這個指令來進(jìn)行聚合，那么我們物業(yè)的綜合體就取電售電，最后到我們各個車主，它是分層的網(wǎng)絡(luò)。

怎么聚合？相當(dāng)于開一個炒電股市，或者說炒電的期貨，就是每一個車主都是散戶，可以開戶，而聚合商來撮合這個供需 。你就入市交易，就跟賣股票一樣，逢低買、逢高賣，我買是充電，我賣是放電，這實際上跟我們炒股是一樣的。

要方便實施，就需要建立集能源互聯(lián)網(wǎng)的全國虛擬電廠，把它聚合起來相當(dāng)于是一個聚沙成塔的過程。該什么情況賣、什么情況買，不需要你天天來干這個事，你只需要把這些想法規(guī)則告訴它，會自動的進(jìn)行，不需要你做太多的事情。所以分布式的電力交易會完全市場化進(jìn)行實時交易。在這種情況下，預(yù)計會形成萬億級的車網(wǎng)互動的智慧能源的市場規(guī)模。
我做一個儲能市場發(fā)展的綜合建議：首先，要明確主流儲能技術(shù)的戰(zhàn)略地位，這是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵之一；第二，要明確儲能在新能源中的角色定位；第三，要加強儲能相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)；第四，建設(shè)車網(wǎng)互動V2X的基礎(chǔ)設(shè)施；最后，要健全多層次統(tǒng)一電力市場體系。

我想我們最終的愿景就是迎接第三次能源革命和第四次工業(yè)革命，就是綠色化和智能化。

原標(biāo)題：儲能全景圖：儲能成本、原材料、新技術(shù)、安全…