摘要：随着我国可再生能源的快速发展和新能源占比逐年递增，储能市场也迎来了爆发式增长。本文通过分析我国电化学储能发展现状和比较优势，深入剖析储能项目在实际推广应用中遇到的问题，为我国储能产业加速发展提出建议。
1
前言
随着“双碳”目标的提出，加快发展可再生能源成为当前我国能源事业发展的重要任务。党的二十大报告中强调“加快规划建设新型能源体系”，将新能源发展作为加快构建新发展格局、着力推动高质量发展的重要引擎。储能作为新能源大规模发展的关键支撑技术，在能源变革中的战略地位越发凸显。储能系统能够实现平抑可再生能源功率波动，提升电力系统的调节能力、安全保障能力和综合效率，对新型电力系统的建设和我国“双碳”目标的实现均具有重要意义。
2
新型电力系统下发展电化学储能的必要性
（一）政策加码推动电化学储能快速发展
在政策和市场环境的双重驱动下，储能迎来爆发式增长。《关于加快推动新型储能发展的指导意见》（发改能源规〔2021〕1051号）作为“十四五”时期储能发展的纲领性文件，提出2025年实现累计装机30GW的发展目标。从2020年新型储能累计装机3.3GW到2025年30GW，新型储能市场规模将在“十四五”期间扩大约10倍。《“十四五”新型储能发展实施方案》（发改能源〔2022〕209号）明确，“到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。其中，电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上”。截至2023年底，我国累计投运电化学储能电站958座、总功率25GW、总能量50.86GWh（见图1），仅2023年一年就新增投运电化学储能电站486座，总功率20.43GW，总能量36.81GWh，超过此前历年累计装机规模总和，近10倍于“十三五”末装机规模。未来中国储能将继续保持良好的发展态势，储能技术也将快速发展，建设大规模储能项目将成为常态。
（二）电化学储能优势越发凸显
目前发展较为成熟的储能技术主要有抽水蓄能和电化学储能。抽水蓄能对环境及地理条件要求严格，在灵活性和可扩展性方面存在一定的局限性，因而限制了抽水蓄能的发展潜力；电化学储能配置灵活，响应速度快且不受外部条件限制，高可控性、高模块程度等优势使其具有极大的推广价值。近年来受益于新能源汽车、移动设备等领域的广泛应用，电化学储能在能量密度、能源利用效率和循环寿命等方面均取得了较大进步，储能电池企业出现井喷式增长，锂离子电池成本大幅下降，储能系统平均单价从2023年年初的1.5元/Wh左右降至0.9元/Wh以下，最低单价从1.38元/Wh（2h）降至0.56元/Wh（4h），最低单价下降幅度近60%。储能电芯价格的持续下降进一步降低了项目投资成本，有助于电化学储能的快速发展。
（三）电化学储能是构建新型电力系统的重要基础
电化学储能是构建新型电力系统的重要基础，主要体现在电源侧、电网侧和用户侧三个方面。
电源侧储能能够促进新能源消纳。源储协同优化可以进一步平抑新能源出力波动，增加新能源机组的惯量响应和频率调节能力等，从而降低新型电力系统的负荷峰值，提高电力系统的可靠性和稳定性。
电网侧储能作为新型电力系统标配的挂网运行元件，能够解决或缓解输变电设备、安全控制断面重过载问题，能够进一步提升“双高”系统的灵活调节和安全稳定水平，增强极端情况下应急保障能力，并有效提高电网末端及偏远地区供电能力和电压水平。
用户侧储能的配置一方面有助于用户提高自身的用电可靠性，节约用电成本；另一方面可以优化负荷特性从而减轻整个系统的保供压力。同时，用户侧储能与用户的用电特性能够实现更好匹配，从而达到更好的削峰填谷作用。
3
电化学储能发展现状
目前电化学储能的研究重点和热点是锂离子电池、铅酸电池、液流电池和固态电池。截至2023年底，我国累计投运的各类电化学储能项目能量占比分布如图2所示，其中锂离子电池在电化学储能项目中占据绝对主导地位，累计投运的锂离子电池项目总能量为48.77GWh，占全部电化学储能电站装机的95.89%（锂离子项目中99.9%为磷酸铁锂）。
（一）锂离子电池
锂离子电池的正极材料通常由锂的活性化合物组成，负极材料则由特殊分子结构的碳构成锂离子电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点，是二次电池技术中能量密度较高、综合性能较好的电池，该产业已作为我国重点发展的新能源、新能源汽车和新材料三大产业中的交叉产业，近年来得到国家一系列政策支持。但是锂离子电池自身也存在缺点：一是受使用次数和温度影响会出现衰退现象；二是过充或过放容易导致电池寿命缩短。未来锂离子电池的发展方向是高能量密度、轻薄化和高安全性，高能量密度材料的开发将成为行业的研发重心。
（二）铅酸（铅碳）电池
铅酸电池已有100多年的历史，被广泛用作各种储能电池，也是目前最成熟的储能化学电池。铅酸电池的正、负极材料主要是铅和二氧化铅，电解液为硫酸，具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优势，但是缺点也明显：一是不可深度放电，充放电循环次数少；二是维护成本高；三是能量密度低，仅为40~70Wh/kg；四是生产过程中会对环境造成污染，且报废电池需无害化处理。这些问题都限制了铅酸电池在大容量储能中的推广应用。
（三）液流电池
液流电池是正负极电解液分开、各自循环的一种高性能蓄电池，按照不同电极活性物质，可分为全钒液流电池、锂离子液流电池和铅酸液流电池等。目前液流电池的商用主流方向是全钒液流电池（VRB），其电极反应过程无相变发生，可以进行深度充放电，能耐受大电流充放。经过优化的电池系统能量效率可达75%～85%，充放电循环次数可达13000次以上，具有效率高、寿命长、价格便宜等特点，但液流电池能量密度较低，只有15-50Wh/kg，甚至不如铅酸电池，导致设备体积重量大。
（四）固态电池
固态锂电池主要是采用固态材料——锂作为电池电解质的二次电池。对比传统锂离子电池，固态电池具备安全性高、能量密度高、固态电池可简化封装等优点，但固态电池的工艺路线尚不成熟，电芯的制造环境严苛，生产过程缓慢，产量低，暂时无法大规模生产，且初步成本较锂电池高，全面产业化预计需要5～10年，尚未在储能行业得到广泛应用。
4
当前电化学储能发展存在的主要问题
（一）储能项目投资成本高且经济性不显著
一是支持储能项目的政策性补贴主要集中于运行阶段，前期投资建设成本完全由建设方承担，增加了项目投资风险。欧美等发达国家早在十几年前就提出针对储能项目的多重补贴计划以及相应的政策框架，虽然2023年前三季度我国密集出台了402项储能产业相关政策（其中国家政策54条、地方政策348条），但是对比欧美等发达国家，我国储能领域的政策扶持力度仍有待加强，政策的长效机制需得到进一步保障。
二是储能项目盈利模式相对单一。电化学储能当前最主要的收益途径是调峰、调频辅助服务和峰谷电价套利，其中峰谷电价套利的收益取决于各地区峰谷价差、储能充放电策略和储能循环次数等，是电化学储能项目的主要收入来源。根据2023年全年统计的32个省（市、地区）平均电价差，仅有18个省（市、地区）平均价差超过0.7元/kWh，对于平均价差低于0.7元/kWh的地区来说，储能价值回报空间有限，依托峰谷价差收益难以弥补项目投资。
（二）储能技术标准体系尚不完善
2023年，中国标准化协会组织编制修订100多项新型储能重点标准，涉及储能产业链各个环节。但是随着储能产品迭代升级、技术创新以及应用于不同场景，目前依然存在部分标准缺失或滞后的问题，其中基础通用规划设计方面的标准缺失相对较大。储能标准体系缺乏统一性和协调性，容易导致各相关方在执行标准过程中产生冲突和纠纷，同时还会降低储能系统的互操作性和整体性能。一旦电化学储能出现大面积系统安全问题，将危及整个行业，因此亟需建立完善储能项目的并网验收标准，并统一规范安全评估体系。
（三）新能源配储利用率有待进一步提高
当前推动我国电化学储能发展的主要驱动力是新能源配储政策。我国执行强制配储的主要原因是考虑到未来可再生能源高速发展的需要，同时也是为了避免弃风弃光现象的出现，确保新能源发电得到充分消纳和电网稳定出力。但是离开了科学制定储能配置比例和配置规模，将造成强制配储利用率较低。目前，部分地区将配套储能作为投资建设新能源发电项目的前置条件，项目建设方为了拿到上新能源项目的“路条”，在未充分考虑到当地风、光资源以及电力消纳能力等实际情况下强制配储，导致项目后续运行时利用率低，经济效益不理想。2023年工商业配储平均利用率指数为65%，独立储能平均利用率指数为38%，新能源配储平均利用率指数最低，仅为17%。因此，要加快推动共享储能发展，以市场为导向实现科学配储，进一步改善储能利用现状。
5
加快推动电化学储能发展的建议
（一）合理布局独立储能，拓展多元化应用
积极引导独立储能电站科学布局建设，重点在新能源富集送出区域、负荷中心区域以及用电负荷中心新能源消纳困难、局部网络阻塞、电压支撑不足、输电走廊资源和变电站站址资源紧张等区域，规划布局新型储能电站，推动新型储能与新型电力系统各环节有机融合、协调发展，提升电力系统综合效率。加强与电网公司的衔接，科学合理配置储能电站的规模、布点，计划布点的储能电站要及时纳入本地区五年规划和中长期新型储能发展目标及重点任务当中，并做好与相关规划的衔接。合理引导电网侧、电源侧、用户侧储能的选址建设，实现新型储能高效、价值化配置，推动储能电站有序发展。鼓励用户侧储能发展，支持对供电可靠性、电能质量要求高的用电大户配置新型储能电站。充分利用当地资源禀赋优势，探索打造“风光储”微电网，结合小水电、风电、光伏发电等农村“新能源＋储能”开发，按需配置新型储能，打造农村分布式“风电光储”智能微电网。
（二）加大电化学储能关键技术和装备研发力度
重点研发智能传感器、电池管理芯片、功率半导体器件等关键设备，促进“光储端信”深度融合创新应用。强化工程热物理学科与电化学学科交叉科学研究，加快突破电池传输性能和电化学性能同时提高等瓶颈问题，为开发高性能电池奠定理论基础。以开发超长寿命、高安全性、全气候储能锂离子电池为重点，进一步提升新体系锂电池的全生命周期安全性和经济性。加强对钠盐以及水系钠离子电池的能量密度低，寿命短、放电快等问题的技术攻关。重点攻克系统热管理、充放电管理、智能运维、应急响应等控制技术，通过开发高安全、高效率储能系统集成技术，进一步提升储能系统可用容量及系统可用度。
（三）加快建立健全市场机制和激励机制
加快全面深化电力体制改革，逐步完善竞争性电力市场运行机制，积极推动新型储能参与电能量、辅助服务市场交易，健全市场化需求侧响应补偿机制。科学制定电力现货市场限价幅度，完善峰谷分时电价政策，适度拉大峰谷价差，以价格为引导充分调动储能的调节性作用。鼓励新能源发电企业积极落实配置储能电站的要求，在资源配置、项目建设过程以及财政资金补贴等方面给予政策倾斜。地方发改部门要加强与本地供电局联动，结合网架、负荷特性等研究本地区独立储能（电网侧）调用次数的合理性，建立“新能源+储能”、共享储能等回收机制。鼓励开展合同能源管理模式、合同能源+融资租赁模式，进一步缓解业主方资金压力。
（四）进一步完善标准和管理体系
加快完善标准体系顶层设计，着力推动储能行业基础通用、规划设计等标准建设。鼓励相关行业参与国际储能标准修制工作，进一步提高我国储能产品及服务在国际市场上的兼容性。建立健全储能电站建设规划设计安全标准、消防验收标准以及设备梯次利用、回收利用安全标准，加快完善储能电站安全管理体系。强化储能电站专业技术监督，加快建立新型储能电站在线监管平台，对项目运行情况进行实时监测、评估和管控。进一步完善储能产品质量监督体系和储能设备回收利用安全管理体系。
6
结束语
我国走绿色、低碳、可持续发展之路的决心坚定不移。在大力发展可再生能源的同时，储能作为支撑新型电力系统建设的关键技术也在快速发展。随着支持储能发展的政策法规相继出台，电化学储能技术竞争力将得到不断提升，储能产业将得到更健康的可持续发展，必将为我国能源低碳化转型和实现“双碳”目标作出更大贡献。
新能源电池分会是经中国国际科技促进会批准，由相关企业、高等院校、科研院所、社会团体等单位参加的全国性、跨行业、非营利组织。分会是政府与企业的桥梁和纽带，为政府当好参谋，为行业搭好平台，为企业做好服务。
分会的工作重点：做好行业发展的分析研究，为政府相关部门研究制定规划和发展战略提供支撑；促进企业规范化发展，组织推动企业做大做强;推动构建新能源电池体系，促进产业链协同发展；推动行业标准化体系建设,组织开展标准项目的制定和修订工作；基于中国国际科技促进会平台，组织行业大数据采集、统计、分析和研究等工作；推动行业技术进步，组织开展产学研联合项目的技术评价和咨询服务，组织会员单位开展国际经济技术交流合作。
电话：010-61598898
邮箱：cpower@188.com
网址：www.ceci.org.cn