得益于政策支持、技術(shù)進(jìn)步、成本下降等多重因素推動(dòng)，以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能駛?cè)氚l(fā)展“快車道”，裝機(jī)規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，新型儲(chǔ)能在能源電力轉(zhuǎn)型中的作用和地位日益顯現(xiàn)。國(guó)家能源局授權(quán)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)牽頭建設(shè)的國(guó)家電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全監(jiān)測(cè)信息平臺(tái)，日前發(fā)布了《2023年上半年度電化學(xué)儲(chǔ)能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》(以下簡(jiǎn)稱《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》)，匯總了全國(guó)電力安全生產(chǎn)委員會(huì)19家企業(yè)成員單位500千瓦/500千瓦時(shí)以上的電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)、電力電量、能效、可靠性等情況，這些數(shù)據(jù)反映了電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。
電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展期
行業(yè)發(fā)展迅猛
近年來(lái)，電化學(xué)儲(chǔ)能呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，2023年上半年，新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能電站227座、總功率7.41吉瓦、總能量14.71吉瓦時(shí)，新增規(guī)模創(chuàng)歷史新高，超過(guò)此前歷年累計(jì)裝機(jī)規(guī)?？偤?見(jiàn)圖1)。此外，目前在建電化學(xué)儲(chǔ)能電站325座、總功率12.92吉瓦、總能量30.49吉瓦時(shí)，按照電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)周期一般6～8個(gè)月計(jì)算，在不計(jì)新增項(xiàng)目的情況下，2023年下半年新增裝機(jī)規(guī)模也將翻一番，提前兩年完成“十四五”規(guī)劃裝機(jī)目標(biāo)(國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提到，2025年新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上)。
增長(zhǎng)潛力巨大
各省積極布局多種新型儲(chǔ)能技術(shù)路線，目前，已有20余個(gè)省市公布了儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃，到2025年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)將超70吉瓦，其中青海、山西、甘肅3個(gè)省份規(guī)劃的儲(chǔ)能規(guī)模最大，總裝機(jī)目標(biāo)均在6吉瓦左右;河南、寧夏、內(nèi)蒙古、山東緊隨其后，總裝機(jī)目標(biāo)均達(dá)到5吉瓦。根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，截至2023年6月底，累計(jì)投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能14.30吉瓦，占各省規(guī)劃總裝機(jī)的20%，目前，僅山東、寧夏、內(nèi)蒙古、湖南、甘肅5省/自治區(qū)累計(jì)投運(yùn)總裝機(jī)超過(guò)1吉瓦。未來(lái)，電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展空間巨大，預(yù)計(jì)到2025年，電化學(xué)儲(chǔ)能將延續(xù)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，且有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)(見(jiàn)圖2)。
單體規(guī)模提高
2020年，國(guó)內(nèi)首個(gè)百兆瓦級(jí)電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)。近兩年，各地百兆瓦級(jí)大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站逐步建成投運(yùn)，根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，截至2023年6月底，累計(jì)投運(yùn)百兆瓦級(jí)電化學(xué)儲(chǔ)能電站57座、在建電站52座，電化學(xué)儲(chǔ)能電站呈現(xiàn)集中式、大型化的趨勢(shì)(見(jiàn)圖3)。大型儲(chǔ)能電站電芯數(shù)量龐大、電氣設(shè)備數(shù)量多、信息數(shù)據(jù)海量，對(duì)電站集成技術(shù)、消防安全、日常運(yùn)維等帶來(lái)更大的挑戰(zhàn)，提升大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站在全壽命周期內(nèi)的安全管理能力迫在眉睫。
應(yīng)用場(chǎng)景集中
電化學(xué)儲(chǔ)能主要集中在電源側(cè)新能源配儲(chǔ)和電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能。根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，截至2023年6月底，新能源配儲(chǔ)和獨(dú)立儲(chǔ)能累計(jì)投運(yùn)總裝機(jī)合計(jì)占比達(dá)80%以上。當(dāng)前，全國(guó)已有多個(gè)省份發(fā)布新能源配儲(chǔ)政策，大部分省份配儲(chǔ)比例在5%～30%之間，配置時(shí)長(zhǎng)以1～2小時(shí)為主，最高可到4小時(shí)。截至2023年6月底，累計(jì)投運(yùn)新能源配儲(chǔ)裝機(jī)6.20吉瓦，其中今年上半年新增裝機(jī)約3.38吉瓦。自2021年以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了獨(dú)立儲(chǔ)能示范項(xiàng)目建設(shè)、鼓勵(lì)共享租賃、鼓勵(lì)參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易及輔助服務(wù)市場(chǎng)交易等一系列支持政策。根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，截至2023年6月底，累計(jì)投運(yùn)獨(dú)立儲(chǔ)能裝機(jī)5.51吉瓦，其中今年上半年新增裝機(jī)約3.41吉瓦，獨(dú)立儲(chǔ)能發(fā)展勢(shì)頭迅猛(見(jiàn)圖4)。
電化學(xué)儲(chǔ)能電站利用情況有待提升，整體平均利用系數(shù)與2022年持平
根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，2023年上半年，電化學(xué)儲(chǔ)能日均利用小時(shí)數(shù)為2.16小時(shí)、平均利用系數(shù)0.09(折合成滿額定功率運(yùn)行時(shí)的小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù)的比值)，與2022年電化學(xué)儲(chǔ)能平均利用情況基本持平。
從應(yīng)用場(chǎng)景看，“火電+儲(chǔ)能”聯(lián)合調(diào)頻是目前市場(chǎng)化程度較高、投資回報(bào)相對(duì)較好的應(yīng)用領(lǐng)域。另外，較大的峰谷價(jià)差為用戶側(cè)儲(chǔ)能帶來(lái)一定的盈利空間。2023年上半年，火電配儲(chǔ)、用戶側(cè)儲(chǔ)能運(yùn)行較為充分，日均利用小時(shí)數(shù)分別為3.24小時(shí)、4.54小時(shí)，平均利用系數(shù)分別為0.14、0.19。獨(dú)立儲(chǔ)能容量租賃仍需進(jìn)一步明確保障機(jī)制，輔助服務(wù)收益無(wú)法達(dá)到預(yù)期值，儲(chǔ)能參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)還處于探索階段，新能源配儲(chǔ)還沒(méi)有相對(duì)成熟的收益模式，電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能與新能源配儲(chǔ)略低于電化學(xué)儲(chǔ)能平均利用水平，利用系數(shù)均為0.06。
新能源配儲(chǔ)利用情況有所好轉(zhuǎn)，但仍不及設(shè)計(jì)預(yù)期
考慮電化學(xué)儲(chǔ)能電站不同于常規(guī)水電、火電等機(jī)組，其運(yùn)行狀況與系統(tǒng)要求密切相關(guān)，運(yùn)行特性與其所在的應(yīng)用場(chǎng)景密切相關(guān)，不能簡(jiǎn)單地從利用小時(shí)數(shù)低斷言電化學(xué)儲(chǔ)能電站利用率水平低?！督y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》新增利用率指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，將統(tǒng)計(jì)期間利用小時(shí)數(shù)與電站設(shè)計(jì)充放電小時(shí)數(shù)進(jìn)行比較，用于評(píng)價(jià)電化學(xué)儲(chǔ)能電站是否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期水平，客觀反映電化學(xué)儲(chǔ)能電站利用率水平。
根據(jù)《統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，2023年上半年，電化學(xué)儲(chǔ)能平均利用率指數(shù)為0.34，意味著達(dá)到電站平均設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的34%，與電站設(shè)計(jì)初衷存在一定的差異，平均日等效充放電次數(shù)0.58次，相當(dāng)于每1.7天完成一次完整充放電。
從應(yīng)用場(chǎng)景看，各場(chǎng)景利用情況均不及設(shè)計(jì)預(yù)期。其中，火電配儲(chǔ)與設(shè)計(jì)預(yù)期差異較小，平均利用率指數(shù)為0.59，達(dá)到電站平均設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的59%。用戶側(cè)儲(chǔ)能平均利用率指數(shù)為0.49，達(dá)到電站平均設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的49%。電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能與新能源配儲(chǔ)略低于平均利用率指數(shù)，分別為0.32、0.27，分別達(dá)到電站平均設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的32%、27%。
下一步發(fā)展建議
一是因地制宜配置儲(chǔ)能規(guī)模。當(dāng)前，各地區(qū)發(fā)布的一系列儲(chǔ)能支持政策，極大地刺激了產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)加快布局儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，在一定程度上降低了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈下游成本，但儲(chǔ)能利用率有待進(jìn)一步提高。應(yīng)基于當(dāng)?shù)仉娫唇Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性等因素，結(jié)合已建儲(chǔ)能電站實(shí)際數(shù)據(jù)，由地方政府和電網(wǎng)公司牽頭，滾動(dòng)確定并發(fā)布區(qū)域各應(yīng)用場(chǎng)景儲(chǔ)能規(guī)模和比例，有序引導(dǎo)儲(chǔ)能建設(shè)節(jié)奏。
二是提升電化學(xué)儲(chǔ)能安全管理能力。目前，新能源配儲(chǔ)的利用情況普遍不及預(yù)期，部分電站存在長(zhǎng)期不用的情況，忽視了電站安全管理、運(yùn)維管理和產(chǎn)品質(zhì)量管理，后續(xù)一旦開(kāi)展正常應(yīng)用就會(huì)存在安全隱患。對(duì)于長(zhǎng)期不用的電站，應(yīng)在電站按設(shè)計(jì)預(yù)期投運(yùn)前做好全方位風(fēng)險(xiǎn)隱患排查及安全評(píng)估，尤其是電池一致性評(píng)估等工作，避免出現(xiàn)各類潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患。此外，大型儲(chǔ)能電站技術(shù)路線多樣、設(shè)備數(shù)量眾多、運(yùn)行方式更為復(fù)雜，隨著儲(chǔ)能向更大容量發(fā)展，應(yīng)高度重視大型儲(chǔ)能電站集成技術(shù)、日常運(yùn)維及消防管理，加強(qiáng)電站安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析，提升大型儲(chǔ)能電站安全管理能力。
三是建立電化學(xué)儲(chǔ)能對(duì)標(biāo)評(píng)價(jià)體系。電化學(xué)儲(chǔ)能特性與常規(guī)水電、火電不同，需要站在電力系統(tǒng)及儲(chǔ)能電站本身的角度，制定與電化學(xué)儲(chǔ)能特性相適應(yīng)的對(duì)標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立分級(jí)分類綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)客觀評(píng)價(jià)在不同應(yīng)用場(chǎng)景下電化學(xué)儲(chǔ)能的運(yùn)行效果及作用。同時(shí)選取裝機(jī)規(guī)模較大的電化學(xué)儲(chǔ)能電站，加快電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)對(duì)標(biāo)評(píng)價(jià)試點(diǎn)落地，樹(shù)立電化學(xué)儲(chǔ)能電站標(biāo)桿示范，引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2023年11期，作者單位：中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)
評(píng)論