王志軒:多重矛盾交織下的儲能成長陣痛

發布時間: 2019-12-20   來源:《中國電力企業管理》  作者:翁爽

  在能源轉型深入推進所面臨的種種矛盾之中,有關系統“靈活性”價值是其中一個重要命題。受制于我國能源資源稟賦,在新能源并網比例逐漸升高的當前,電力系統面臨著巨大的調節壓力。儲能是破解系統靈活性不足的重要技術之一,也是承載著能源轉型希望的新興戰略。

  象征著未來發展方向的儲能產業,當下的道路卻走得有些艱難。為深入分析儲能商業化發展困境的癥結所在,本刊記者專訪了中國電力企業聯合會專職副理事長、中電聯電動汽車與儲能分會會長王志軒。王志軒為儲能產業當下的艱難形勢提供了更宏觀的分析視角。他表示,我國能源轉型進程正處于經濟發展換擋之際,轉型過程中的能源電力生產的高成本與降低企業用能和用電成本要求之間存在內在的沖突。在多重矛盾交織之下,儲能的商業化道路在現階段仍然需要“摸著石頭過河”。

  同時,王志軒認為,盡管儲能目前處于產業的“起步期”,在波動之中同樣孕育著機遇。目前儲能成本仍有很大的下降空間,多種技術路線在競爭中驅進,伴隨著電力市場的逐漸成熟和儲能自身競爭力的進一步提高,未來儲能規模化發展前景光明。

  理性看待產業的爆發與低迷

  隨著新能源發電裝機和發電量在電源中占比的不斷升高,電力系統的瞬時平衡和安全問題日益凸顯,儲能在新能源發電、電力供需平衡、電能質量、節能減排等方面正發揮著越來越重要的作用。2017年10月,五部委聯合發布《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》(發改能源〔2017〕1701號),這是國家層面針對儲能產業第一份指導性政策,揭開了中國儲能產業規模化發展序幕。2018年,全國新增投運儲能項目的裝機規模為2.4吉瓦,其中電化學儲能累計裝機首次突破吉瓦大關,中國電化學儲能進入“吉瓦時代”。

  但僅僅一年之后,產業熱度便呈現下滑之勢。究其根源,王志軒認為,儲能產業作為新興產業,其內在的客觀發展規律和能源轉型的規律約束,決定了它不可能在初生階段就持續爆發,這并不理性,也不科學。儲能產業的發展與能源轉型的節奏是同頻共振、互相勾連的、螺旋式發展的,儲能產業不可能超越能源整體轉型的進程而獨立發展。

  目前,我國能源消費仍以煤炭為主,盡管我國電力系統中靈活性資源匱乏,但當前可再生能源的規模和體量尚能夠通過靈活性改造的火電機組、氣電機組以及抽水蓄能等進行調節。在有限的需求和多因素制約之中,需要各方調節電源參與市場競爭獲得各自的市場份額。和其他調節電源相比,儲能技術無論是在安全、性能還是成本上仍需要進一步實現突破。

  從宏觀經濟環境和全社會用電需求來看,全社會用電量增速減緩對電力行業的方方面面都有著不同程度的沖擊。中電聯剛剛發布的《2019年1~10月份電力工業運行簡況》顯示,1~10月份,全國全社會用電量59232億千瓦時,同比增長4.4%,增速比上年同期回落4.2個百分點。而新興的、起步階段的儲能產業,在沖擊面前則更加脆弱。

  王志軒認為,儲能產業目前的困境是在技術水平、市場空間、供需形勢等綜合因素的作用下所導致的。“如果儲能技術本身在安全、性能、成本上都可憑借自身優勢開拓市場;如果全社會用電量需求仍呈現快速增長勢頭,儲能市場需求就會大規模發展。但現在恰恰是無論儲能的內在條件還是外在的經濟環境綜合來看都不夠理想,使得2019年儲能產業熱度下降。”王志軒說。

  王志軒認為,儲能產業的發展問題不能孤立地來看待。電化學儲能、物理儲能、靈活性火電機組等調節手段都在同一個調節市場里競爭。而市場并不完全透明,理論上測算的市場空間并不一定與實際需求相符,其中各方主體都可能對市場形勢進行片面甚至錯誤的預估,導致投資風險。

  “儲能不僅與靈活性的火電機組有競爭,甚至儲能內部各技術類型和應用模式之間也互相競爭。目前之所以需要火電機組進行靈活性改造,是因為儲能無論是技術還是成本尚且無法支持大規模的系統調節需求,一旦儲能的技術和成本都有顯著的突破,那么火電機組就沒有必要繼續進行較大規模的靈活性改造了;反之,火電機組如果進行了大規模的靈活性改造,那么在現有的儲能技術和成本下它的市場空間便相對有限,所以考慮儲能問題需要通觀全局,儲能的投資建設也需要在政策的引導下,由市場來合理調節。”王志軒說。

  為電能賦予高質量因素

  2019年5月,國家發改委發布修訂出臺的《輸配電定價成本監審辦法》,其中明確提出九大類費用不可納入輸配電成本,這其中包括儲能投資的相關費用。這一政策的出臺讓2018年高歌猛進的電網側儲能偃旗息鼓,“一刀切”的規定也引發了業界的諸多爭議。

  反對者認為儲能在電網側最大的價值在于尖峰替代。如果儲能無法納入輸配電成本,電網企業便只能以最大負荷容量投資建設變電站,造成更大的浪費。但支持者認為這樣的政策設計可有效規避電網企業在儲能發展中既當運動員,又當裁判員,有利于儲能價格機制透明化,從而形成充分競爭的市場。

  爭議之下的核心問題,是如何建立開放、公平、公正的市場機制,滿足行業中各方利益主體的合理訴求,并激發市場活力。

  王志軒認為,合理的市場機制應該允許不同的主體之間進行公平競爭。電網企業發展電網側儲能有先天優勢,隨著能源低碳發展的推進,大規模可再生能源接入電力系統,電網在促進能源轉型中的作用與傳統的電網功能也發生轉變,完全限制電網企業投資儲能是不利于能源轉型條件下市場發展的,應當從有利于促進能源整體轉型看電網的儲能功能,否則便是全社會的損失。“電網企業發展儲能需要在監管上加以合理的限定,既要發揮電網企業建設儲能的優勢,也要兼顧市場的公平性,比如在對電網安全極端重要的領域可由電網企業來投資建設儲能,其它領域可放開市場、公平競爭。允許電網企業建設儲能,是從全社會利益最大化的角度來考慮和衡量的。”王志軒說。

  從發電側、用戶側來橫向對比,電網側儲能的應用模式更具優勢。發電側儲能一般用于新能源發電平滑輸出或火電機組與儲能聯合調頻,用戶側儲能一般通過峰谷電價移峰填谷、提高電能質量。在這些應用場景中,儲能所發揮的價值都相對單一。但如果儲能電站能夠建設在輸配電環節中,電網就可以根據自身的多重需要充分使用儲能電站,電化學儲能的價值就能最大限度發揮出來。“電網側儲能是儲能重要的發展方向之一,儲能的各種作用在電網系統都可以實現,尤其是將儲能獨立作為電網的調控單位,可以更好地發揮儲能的作用,”王志軒說,“從長遠看,應建立按效果付費的市場機制,讓儲能的各項作用能夠在市場中體現并價值化,從而釋放儲能在發電、電網、用戶三個領域的商業價值。”

  隨著新型能源技術的不斷發展,大量分布式電源、微電網、新型交互式用能設備的接入,改變了傳統的潮流從電網到用戶的單向流動模式,電網運行的復雜性、不確定性顯著增加。傳統電網形態正在逐漸步發生變化,新型的電網需求正在增長。與此相對應的,電力市場化改革正逐步推進,電力市場建設也需要與時俱進,根據新型的電力系統的特點來設計市場機制。王志軒認為,以怎樣的理念來構建電力市場,是儲能的多重價值能否得以體現的關鍵所在。

  在電力市場改革中,“還原能源的商品屬性”是改革的核心要義。但如何準確地理解其“商品屬性”,需要深刻把握電能這一商品的特質:它的價值不僅僅體現在電量上,更應該把它產生的時間和空間納入價格因素,儲能恰恰是為電量中賦予特定時間和空間的技術手段。“同樣發了一度電,在不同的時間用,產生的效益不一樣,相應的價值也應該有所區分,此外,儲能可有效提升電的質量,因此需要在價格機制上充分體現儲能在削峰填谷、調頻調壓等多方面的價值。”王志軒說。

  政策是直接影響儲能應用及商業模式的關鍵因素。當前,我國制定了多部與儲能產業直接或間接相關的政策,但激勵機制不足,沒有明確的資金疏導渠道,商業模式難以持續。此外,我國儲能服務缺乏明確量化的市場定價體系和機制,電力輔助服務市場和現貨市場仍然處于建設初期,儲能可以參與的市場空間有限,無論是在發電側、電網側還是用戶側,多種應用場景中可持續的商業模式并不多,距離業內所呼喚的以“獨立市場主體”身份參與市場競爭的方式還有一定的距離。

  技術創新是實現產業躍升的必修課

  安全、清潔、可負擔是全世界能源變革需要遵循的基本原則。而在現階段,這三者往往存在一定的矛盾對立。在現有的技術條件下,要實現能源利用的安全和清潔,意味著更高的質量要求和成本投入,而要尋求三者的最大公約數,需要新能源技術和儲能技術的繼續精進、并實現成本的進一步下降。

  目前,儲能電池的成本持續降低,儲能的經濟性越來越好,這是儲能自我強化、提升核心競爭力的重要體現。

  “我們的市場機制有一個最大的難點,就是成本無法有效傳導到用戶。新能源發電如果加上儲能,成本明顯提高,但用戶側正在實行降電價政策,這使得生產鏈條上的各個環節都被不同程度地擠壓,無論是發電企業還是電網企業加裝儲能的意愿都不強烈。而用戶側儲能收益來源單一,且受降電價措施影響進一步延長了投資回報周期。能源轉型最終的結果必須要重視‘可負擔’這一原則,目前矛盾膠著狀態的唯一出口,仍然在于技術的突破和成本的下降。”王志軒說。

  降低用能成本和低碳清潔發展是我國能源轉型過程中長期存在的矛盾,唯有技術的突破能夠將二者推向新的平衡點。目前,儲能多種技術路線齊頭并進,電化學電池技術中固態半固態鋰電池、鈉系電池、液流電池新體系快速發展;物理儲能技術中抽水蓄能、壓縮空氣、蓄冷蓄熱、飛輪等實現突破,儲氫技術也正在快速進步。

  目前,抽水蓄能仍然占據儲能界的主流,無論是技術的成熟度還是市場份額都首屈一指。但近年來,電化學儲能伴隨著電動汽車的發展迅速崛起,其高效、靈活、響應快、高能量密度等特點受到了市場和資本的青睞,各種電化學儲能項目遍布發電側、電網側、用戶側各個應用場景,具有巨大的發展潛力和前景。但電化學儲能的電池安全問題是這一技術類型發展中的最大隱患。

  電池本身是一種高能量、高密度的部件,因此,電池本質就是具有危險性的,并且隨著電池比能量和比功率的提高,風險系數隨之提升。電池的品種、容量、設計水平、生產工藝、使用時間等都是影響電池安全的因素。2018年5月以來,韓國儲能行業發生了二十多起嚴重事故,為全球儲能產業敲響了警鐘,目前,世界各國都在探索并完善儲能標準與安全規范體系,我國雖然已經出臺了數部儲能相關標準,但體系建設仍不完善。將安全因素控制好,降低事故率,是電化學儲能健康發展的首要條件。

  王志軒認為,電化學儲能的眾多技術產品之中,尚未有哪一種技術能夠完全滿足循環壽命長、可規模化大、安全性高、經濟性好和能效高等五項儲能關鍵應用指標。新技術、新產業的發展在初期離不開政策支持,可以考慮依據儲能的不同模式,在研發、稅收等方面給予儲能企業一定的優惠政策,對于創新技術的試驗示范項目,政府應在工程建設上給與更寬泛的建設標準和免責機制,鼓勵技術創新和研發。由于儲能的技術發展尚未進入一個相對穩定的狀態,多種儲能技術各有優劣,無法互相取代,一旦某一種技術率先實現突破之后,儲能產業便會面臨重新洗牌。

  “從可再生能源技術的發展歷程來看,其成長的速度和成本的下降超出了業內人士的預期,因此,誰也不能準確判斷儲能在五年乃至十年之內會有怎樣的重大突破。一旦儲能技術完全成熟,成本突破臨界點,產業的發展有可能迅速實現巨大飛躍。儲能在電力系統中實現大規模推廣應用后,中國的燃煤電廠、電力設備、網絡運行等系統整體運行效率將會有顯著的提升,可有效減少發電、輸電、配電等各個環節的基礎設施投資的支出。”王志軒說。

  王志軒表示,我國電力行業正處于結構調整和改革推進的動蕩期,電源結構與定位、市場機制與政策等等都處于不穩定的狀態,而儲能在充滿變數的電力市場中所遭遇的困惑,實際上是一種成長中的困惑——這既是儲能產業本身的成長,也是中國電力體制改革的成長;一些儲能企業的困惑,也是所有新興產業在起步階段所面臨的必然考驗。

  “由于轉型中的中國經濟和電力行業中存在太多的變量,在一個動態的體系中,中國的儲能投資與發展道路便更加復雜。這是一種成長中的煩惱。儲能的前景是光明的,但在現階段,儲能承受煎熬是難以避免的,這或許便是成長的陣痛和能源革命的意義所在。”王志軒說。

      關鍵詞: 王志軒,儲能

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