“第三次工業(yè)革命的支柱包括了五個方面:可再生能源、分布式發(fā)電、儲能技術(shù)、電動車和能源互聯(lián)網(wǎng)。”美國華盛頓特區(qū)經(jīng)濟趨勢基金會總裁杰里米·里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中,首次提出了“第三次工業(yè)革命”的概念。儲能,作為第三次工業(yè)革命支柱之一,逐步成為全球未來電力行業(yè)發(fā)展的必然選擇。
國外推動電力儲能商業(yè)化發(fā)展的政策
環(huán)顧全球,世界主要國家都已經(jīng)把發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略,國際市場繼續(xù)展開儲能制造業(yè)戰(zhàn)略制高點的競爭。在全球經(jīng)濟并不景氣年頭,儲能產(chǎn)業(yè)一枝獨秀、蓬勃發(fā)展,站在了風口之上。
根據(jù)中國能源研究會儲能專委會全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計,截至2021年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模209.4GW,同比增長9%。其中,抽水蓄能的累計裝機規(guī)模占比首次低于90%,比去年同期下降4.1個百分點;新型儲能的累計裝機規(guī)模緊隨其后,為25.4GW,同比增長67.7%,其中,鋰離子電池占據(jù)絕對主導地位,市場份額超過90%。
這其中的底層邏輯是利好政策的加持。放眼望去,儲能產(chǎn)業(yè)走在世界前列的國家,無一不是得益于構(gòu)建起行之有效的儲能產(chǎn)業(yè)支持政策和有利于儲能參與市場、實現(xiàn)價值回報的電力制度環(huán)境。
記者通過大量地梳理發(fā)現(xiàn),北美主要以政策和補貼鼓勵發(fā)展分布式儲能;歐洲主要國家儲能部署已趨飽和,政策偏重引導新需求;亞洲主要國家儲能分散部署為主,政策與補貼關(guān)注戶用與交通儲能。
美國儲能技術(shù)的快速發(fā)展和應用與政府政策的支持密不可分。美國儲能行業(yè)取得的成績,不免需要追溯政策。2006年,聯(lián)邦政府提出ITC(聯(lián)邦投資稅收抵免)政策,鼓勵用戶安裝可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。目前,該政策已推廣至新能源與儲能的混合項目,最高可抵減30%的前期投資額,在很大程度上推動了儲能配套的增長。
2018年,F(xiàn)ERC通過841號法案。法案中明確表示電池儲能可作為獨立的主體參與到電力輔助服務(wù)和電力批發(fā)市場,除去了儲能進入容量、能量和輔助服務(wù)市場的障礙,使得電池儲能的盈利模式得以建立,美國迎來儲能裝機熱潮。
2020年12月,美國能源部(DOE)發(fā)布了一份《儲能大挑戰(zhàn)路線圖》報告,進一步提升了儲能發(fā)展戰(zhàn)略地位。通過“三大課題”和“五大路徑”層層推進美國在儲能領(lǐng)域的發(fā)展,打造以終端使用為目標、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的完整的儲能產(chǎn)業(yè)鏈,最終構(gòu)建、維持美國在儲能技術(shù)領(lǐng)域全球的領(lǐng)先地位,實現(xiàn)2030年美國本土制造能夠滿足美國所有市場需求的儲能技術(shù),并達到“本地創(chuàng)新,本地制造,全球部署”的終極目標。報告中重點探討了儲能領(lǐng)域三個不同的技術(shù)方向,包括:雙向電力儲能技術(shù),化學儲能和熱儲能技術(shù),靈活性電源和可控負荷,其中在雙向電力儲能技術(shù)中重點探討分析了鋰離子電池、鈉系(含鈉離子、鈉基金屬電池)二次電池、鉛酸電池、鋅體系二次電池、還包括其他金屬(鎂、鋁)體系電池、液流電池、可充電燃料電池、電化學電容器在內(nèi)的電化學儲能技術(shù)以及抽水蓄能、壓縮空氣、液態(tài)空氣、重力儲能等機械儲能技術(shù)。
2020年12月,美國國會立法通過了Better Energy Storage Technology(BEST)法案,該法案將在未來五年內(nèi)為聯(lián)邦政府在儲能技術(shù)研究、開發(fā)和示范方面的創(chuàng)新投資提供10億美元的資金支持。該法案為各州、公用事業(yè)公司和儲能企業(yè)建立了一個新的競爭性撥款計劃,以在不同應用場景部署儲能。
2021年1月,美國能源部宣布撥款4700萬美元支持含儲能在內(nèi)的變革性能源技術(shù)。將支持整個能源領(lǐng)域具有潛在顛覆性的新技術(shù),加速能源創(chuàng)新技術(shù)由實驗室向商業(yè)轉(zhuǎn)化,包括新型電動汽車動力電池、數(shù)據(jù)中心效率、電網(wǎng)現(xiàn)代化、減排和儲能的進一步發(fā)展。
2021年3月,美國能源部宣布,西北太平洋國家實驗室(PNNL)投資7500萬美元的Grid Storage Launchpad將開始設(shè)計和建設(shè),它將促進清潔能源使用,并加快低成本長時電網(wǎng)級儲能項目的開發(fā)和部署。
不難發(fā)現(xiàn),美國儲能相關(guān)政策具有全面性和可持續(xù)發(fā)展的特征,同時在資金補貼、稅收減免、明確的獨立主體地位,不斷出臺的利好政策無疑在不同程度上激發(fā)美國儲能市場的積極性,助推儲能市場快速發(fā)展。
記者注意到,日本沒有出臺專門針對儲能產(chǎn)業(yè)的政策,而是通過資助重大項目的方式扶持本土電池儲能企業(yè)發(fā)展。
在資金方面,日本致力于為儲能技術(shù)的研發(fā)提供直接的資金撥款和為儲能技術(shù)的推廣提供費用補貼,如:日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省(METI)出資約為9830萬美元的預算,為裝設(shè)鋰電子電池的家庭和商戶提供66%的費用補貼。截至2020年,日本國內(nèi)累計相關(guān)投資達5萬億日元。
以鈉硫電池為例,日本政府不僅在前期研發(fā)階段提供無償資金支持,提供50%以上的資金,從技術(shù)、市場、示范項目等多個方面進行扶持,而且在其投入商業(yè)化運作后,仍繼續(xù)給予補貼。日本持續(xù)性的補貼政策不僅推動了電池技術(shù)的快速成熟與應用,提升了電力用戶的災備能力,也帶動了日本鋰離子電池廠商快速提升全球競爭力。
在技術(shù)方面,日本致力于降低電池的成本和提供電池的使用壽命,因此展開了多個項目進行技術(shù)研發(fā),包括風電項目、車載電池、固定式儲能電池、電池材料技術(shù)評價等,涉及的儲能技術(shù)有鋰電池、鎳氫電池和全釩液流電池等。2020年,日本研發(fā)新一代儲蓄電池,并希望通過量產(chǎn)使生產(chǎn)成本比鋰電池低九成。
比起日本,韓國的儲能產(chǎn)業(yè)起步較晚,但韓國已將儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略的高度。
韓國將打造具有全球競爭力的儲能產(chǎn)業(yè)作為政策支持的重心。2011年起,韓國知識經(jīng)濟部(MKE)投入大量資金用于儲能技術(shù)開發(fā)和儲能市場構(gòu)建。為培育儲能全產(chǎn)業(yè)鏈供應商,韓國的儲能技術(shù)研究領(lǐng)域貫穿上游的電池和元器件生產(chǎn)技術(shù),以及下游的工程EPC、項目開發(fā)和軟件開發(fā)等。在政策的支持下,三星SDI和LGChem等企業(yè)已躍升為全球儲能電池行業(yè)的龍頭。
不僅如此,一方面,韓國圍繞提高本國電池工業(yè)的國際競爭力,著力構(gòu)建完善的儲能技術(shù)研發(fā)和示范應用體系;另一方面,韓國通過開展示范項目、實施激勵政策,積極推進儲能在調(diào)頻輔助服務(wù)、可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應用。
除了上述國家,英國、德國、澳大利亞等儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)先全球的國家,也大都是通過設(shè)立儲能發(fā)展目標、儲能應用示范項目、調(diào)頻儲能采購計劃、儲能安裝補貼政策、投資稅收優(yōu)惠政策、光伏+儲能激勵計劃、儲能技術(shù)研發(fā)項目等直接政策,以及電力市場儲能準入政策、輔助服務(wù)付費補償機制、分時電價政策、需量電費政策、需求響應補貼激勵項目、智能電網(wǎng)/分布式能源系統(tǒng)示范激勵政策、儲能并網(wǎng)審批流程簡化等間接政策,推動打開儲能應用市場。
全球儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢
儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展熱潮引起資本市場的高度關(guān)注,全球儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。美國、日本等國家,儲能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑全球。
美國擁有全球近半的示范項目,并且出現(xiàn)了若干實現(xiàn)商業(yè)化應用的儲能項目。根據(jù)調(diào)研機構(gòu)Wood Mackenzie公司和美國儲能協(xié)會(ESA)最新發(fā)布的一份美國儲能監(jiān)測報告,美國在2021年第二季度部署裝機容量為345MW的儲能系統(tǒng)。而這與2020年同期相比增長了162%,使2021年第二季度成為美國儲能系統(tǒng)部署量第二高的季度。
《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2022》數(shù)據(jù)顯示,在面臨供應鏈電池采購短缺和漲價等問題造成部分項目建設(shè)延遲的壓力下,2021年的美國儲能市場發(fā)展仍然創(chuàng)造了歷史記錄。一方面,新增儲能項目規(guī)模首次突破3GW,是2020年同期的2.5倍,其中,88%的裝機份額來自表前應用,并且以源側(cè)光儲項目、獨立儲能電站為主;另一方面,單個項目裝機規(guī)模也在不斷刷新歷史紀錄,2021年完成的最大的儲能項目是佛羅里達電力和照明公司的409MW/900MWh Manatee儲能中心項目,與此同時,美國即將從百兆瓦級開啟吉瓦級項目的新時代。
由于資源匱乏,日本國民環(huán)保意識極強,在早期沒有政策、光伏組件價格非常高的情況下,就已經(jīng)開始應用太陽能發(fā)電了。2011~2020這10年間,日本的光伏裝機量一路攀升,自從2012年引入太陽能發(fā)電上網(wǎng)電價補貼政策,上太陽能發(fā)電綠色無污染的特性,光伏發(fā)電裝置得以大規(guī)模安裝應用。
2021年,日本內(nèi)閣通過了《第六次能源基本規(guī)劃》草案,確定了2030年新能源構(gòu)成的目標。文件提出,到2030年,可再生能源在電力構(gòu)成中的比例從之前的22%~24%提高到36%~38%。
不同于美國的是,在歐洲各國可再生能源目標和承諾,以及各種電網(wǎng)服務(wù)市場機遇開放的驅(qū)動下,歐洲儲能市場自2016年以來,裝機規(guī)模一直在持續(xù)增長,并且呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2022》數(shù)據(jù)顯示,2021年,歐洲新增投運規(guī)模達2.2GW,戶用儲能市場表現(xiàn)強勁,規(guī)模突破1GW。其中,德國依然占據(jù)該領(lǐng)域絕對主導地位,新增投運裝機的92%來自于戶用儲能,累計安裝量已經(jīng)達到43萬套,此外,意大利、奧地利、英國、瑞士等地區(qū)的戶用儲能市場正在起勢中。表前市場,主要集中在英國和愛爾蘭,前者在英格蘭和威爾士允許建設(shè)規(guī)模50MW和350MW以上的項目后,裝機規(guī)模迅速攀升,單個項目平均規(guī)模升至54MW;后者為儲能資源開放輔助服務(wù)市場,目前愛爾蘭正在規(guī)劃的電網(wǎng)級電池儲能項目規(guī)模已經(jīng)超過2.5GW,短期內(nèi)市場規(guī)模將會不斷攀升,保持高速增長。
就德國而言,德國沒有開發(fā)光熱電站的資源條件,因此,利用儲電技術(shù)實現(xiàn)更多可再生能源平滑并網(wǎng)成為重要選擇之一,尤其在太陽能儲電池領(lǐng)域潛力巨大。
到2020年底,德國已經(jīng)將近70%的住宅太陽能發(fā)電設(shè)施都配套部署了電池儲能系統(tǒng)。截至2021年,德國住宅儲能市場到累計部署容量約為2.3GWh。
根據(jù)德國儲能協(xié)會(BVES)委托咨詢機構(gòu)Energie Consulting公司進行調(diào)查并在日前發(fā)布的一份報告,德國家庭用戶目前已安裝了30多萬個住宅電池儲能系統(tǒng),部署每個住宅儲能系統(tǒng)平均容量約為8.5kWh。
Energie Consulting公司調(diào)查發(fā)現(xiàn),德國2019年住宅儲能市場的營業(yè)額約為6.6億歐元,而到2020年增長了60%,增長到11億歐元。究其原因,是人們對能源彈性、自給自足和安全以及供電獨立性的興趣增加。
作為繼中國、歐洲之后加快電氣化部署的第三極,印度的新能源市場正在覺醒。諸多海外電池廠商在印度建廠,為印度本地或整個亞洲提供產(chǎn)品的興趣增加,并落地了一批動力電池和儲能產(chǎn)品生產(chǎn)基地。目前,可再生能源占印度總發(fā)電量的10%。國際能源署(IEA)發(fā)布的《2021年印度能源展望》顯示,到2040年,印度的可再生能源裝機容量將翻番,達到900GW。由于太陽能電價低于2盧比/kWh,印度可再生能源現(xiàn)在的成本極具競爭力,并將在未來幾十年成為主要的電力供應來源。
儲能時代來臨,未來發(fā)展趨勢如何?
縱觀全球儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,各國為了促進儲能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,制訂并實施了許多鼓勵性政策和補貼。展望未來,在可再生能源產(chǎn)業(yè)、電動汽車產(chǎn)業(yè)和能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的推動下,儲能產(chǎn)業(yè)有望呈爆發(fā)性增長態(tài)勢。
專家指出,在未來能源格局中,儲能產(chǎn)品與服務(wù)將全面覆蓋交通、建筑和工業(yè)三大用能領(lǐng)域,電化學儲能技術(shù)將成為主流儲能技術(shù),綜合能源服務(wù)與智慧能源技術(shù)將成為未來能源企業(yè)的基本配置,與儲能相結(jié)合的電力將取代傳統(tǒng)能源成為新時代最重要的國際貿(mào)易商品之一。
目前看來,全球儲能市場發(fā)展?jié)摿薮?。面對巨大市場空間,我國儲能產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉盹L口。此外,電池系統(tǒng)的性能和成本決定了儲能的規(guī)?;茝V和應用,是影響行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸問題。有專家預測,未來10年,儲能電池的技術(shù)發(fā)展路線將逐漸清晰。
全球各大機構(gòu)對未來全球儲能市場規(guī)模預測顯示,儲能市場發(fā)展?jié)摿薮?。綜合各方預測,到2030年,全世界儲能裝機有望增至現(xiàn)在的3倍。儲能增長的動力主要來自于可再生能源的推廣和對電力系統(tǒng)要求的提升。預計可再生能源發(fā)電、分布式電源、智能電網(wǎng)和電動汽車市場的發(fā)展將帶動全球儲能市場進一步增長。同時預測認為,雖然現(xiàn)在還有很多大型抽水蓄能電站項目還在規(guī)劃中,但長期來看,在儲能裝機結(jié)構(gòu)中,抽蓄電站占比將呈現(xiàn)減小的趨勢。
此外,隨著對可再生能源的需求持續(xù)增長,長時儲能將變得更加重要。而儲能系統(tǒng)的平均持續(xù)放電時間將增加2小時以上,這種進步已經(jīng)在美國市場發(fā)生。分析師預計,2022年全球市場將趕上這一趨勢。
回看我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路。借“雙碳”東風,儲能產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的關(guān)注和炙手可熱的投資高潮。2021年,國家與地方出臺儲能相關(guān)政策達300多項,產(chǎn)業(yè)鏈投資計劃已經(jīng)超過了1.2萬億,新型儲能企業(yè)在融資和技術(shù)上也均有較大突破,儲能規(guī)模化發(fā)展已然到來。
但客觀來看,目前,我國儲能產(chǎn)業(yè)尚處于大規(guī)模應用的初期,一些相關(guān)技術(shù)標準尚不完善。相比之下,國外的儲能商業(yè)化模式已經(jīng)較為成熟,他們的儲能政策、商業(yè)模式及成功經(jīng)驗,或?qū)Ыo我們一些啟示。<W:\文末標15.tif>
(作者單位:滕玥,《環(huán)境經(jīng)濟》雜志社;王希,英國諾丁漢大學)
原標題:全球儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢