2020年9月22日，我國在聯(lián)合國大會上提出，二氧化碳排放力爭于2030年前“達峰”，力爭在2060年前實現(xiàn)“碳中和”。在這一目標下，我國必須實現(xiàn)由化石能源走向新能源的能源綠色轉型，這個轉型的核心是新能源從補充能源走向主體能源。
在這一背景下，新型儲能成為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的關鍵支撐，還是構建新型電力系統(tǒng)、建設新型能源體系、促進能源轉型和高質量發(fā)展的重要技術和基礎裝備。新型儲能技術發(fā)展將催生能源新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，已經(jīng)成為世界各國搶占能源戰(zhàn)略和裝備制造業(yè)新高地的重要領域。
新能源比例不斷上升，成為電力供應新力量
8月29日，國務院新聞辦公室發(fā)布《中國的能源轉型》白皮書指出，中國成為全球能耗強度降低最快的國家之一，2023年中國風光發(fā)電量超過了城鄉(xiāng)居民生活用電量，全社會每消費3度電中就有1度電是綠電。
過去幾年，各種新能源技術突飛猛進，隨之帶來新能源的發(fā)電成本不斷下降。中國工程院院士、上海交通大學智慧能源創(chuàng)新學院院長黃震透露：“2018年我國最早的光伏電站，國家發(fā)展改革委上網(wǎng)指導價還是4元每度電，到了2020年度電價格已經(jīng)能達到0.35元，下降幅度超過90%以上，最近四川的一個項目報價更是只有0.118元。目前無論是風電還是光伏的發(fā)電成本均已控制在一毛多錢，顯著低于煤電成本。”
從裝機量來看，可再生能源增長迅猛。今年6月底，中國的風電和太陽能發(fā)電總裝機容量首次超過了煤電。國家能源局發(fā)布1月～7月全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2024年7月底，風電、太陽能裝機合計達到12.1億千瓦，在2020年12月的氣候雄心峰會上，國家領導人宣布，到2030年，中國風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上，僅僅用大約三年半就實現(xiàn)該承諾。
顯然，可再生能源的發(fā)展速度遠比預期來得更快，保守估計到2030年光伏和風電的裝機容量將達到22億千瓦。歷史數(shù)據(jù)可以看到，近幾年來全世界新增的光伏和風電超過一半都是在中國產(chǎn)生的，我國的新能源已經(jīng)成為電力供應的新力量。
黃震認為：“相比之前能源開發(fā)利用依賴于煤炭、石油、天然氣等地下資源稟賦，未來則是基于科技創(chuàng)新對可再生能源進行開發(fā)利用。把更多的風和光轉化成為人類可利用的綠色能源的技術突破將是走向碳中和的戰(zhàn)略支撐。”
電力平衡面臨挑戰(zhàn)，長時儲能重要性凸顯
風電、光伏等新能源發(fā)電發(fā)展迅速，其波動性、隨機性、間歇性給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和供需平衡帶來挑戰(zhàn)。風電、太陽能發(fā)電易受天氣影響，“極熱無風、極寒少光”特點明顯，出現(xiàn)極端天氣時出力不穩(wěn)定，容易造成電力供需不平衡。
有分析數(shù)據(jù)顯示，當電力系統(tǒng)中風電、太陽能發(fā)電量占比超過50%時，需要解決數(shù)天、數(shù)周乃至跨季節(jié)的電力電量平衡問題。由于2至4小時的短時儲能不具備相應的支撐能力，大規(guī)模長周期儲能的作用將會進一步凸顯。長時儲能憑借長周期、大容量特性，能夠在長時間維度上平抑新能源發(fā)電帶來的波動，保障季節(jié)性及極端天氣下的電力供應。
目前，國內(nèi)外對于長時儲能的放電時長尚未統(tǒng)一定義，國內(nèi)一般認為持續(xù)放電時長在4小時以上的技術屬于長時儲能，主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、液流電池和氫儲能等5種類型。發(fā)展長時儲能對我國保障能源安全、推動能源綠色低碳轉型、促進能源高質量發(fā)展具有重要意義。
長時儲能重要性凸顯，引發(fā)投資機構關注。2023年被稱為長時儲能的投資元年，據(jù)不完全統(tǒng)計有20家長時儲能企業(yè)獲得融資，參與投資機構103家，整個投資金額近50億元。具體來看，液流電池技術企業(yè)的融資事件最多，共有15次，金額高達30億元。此外，壓縮空氣領域有兩家完成融資，中儲國能一家就有10億元的融資，兩家鉛碳電池企業(yè)融資金額也超3億元。參與長時儲能的投資機構中，中國科創(chuàng)星、九智資本、招銀國際、華控基金都活躍度較高。
問題逐漸暴露，長時儲能進入調(diào)整期
在2023年的火熱之后，隨著行業(yè)發(fā)展問題逐漸暴露出來，投資熱度上能直觀感受到。截至2024年8月份，公開數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計長時儲能融資事件只有5個，融資金額基本上在千萬級別。去年同期截至2023年8月，統(tǒng)計到長時儲能融資事件12個，融資金額超億元級別，這其中的變化非常明顯。以液流電池為代表，長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院儲能應用場景研究員陳梓銘認為長時儲能面臨四大挑戰(zhàn)：
首先是降本壓力非常大。很多液流電池以成本優(yōu)于鋰電作為噱頭，但實際情況來看，液流電池的成本仍在2~3元，相比鋰電已經(jīng)降到0.8元以下，液流電池在價格上競爭力不夠。陳梓銘判斷，能否將系統(tǒng)成本降至2元以下將會是投資人判斷項目優(yōu)劣的重要參考依據(jù)。
其次是產(chǎn)品成熟度不夠。很多液流電池企業(yè)將實驗室的技術參數(shù)作為產(chǎn)品的實際性能。但實驗室環(huán)境下的參數(shù)并不代表在工業(yè)應用中可以達到同樣的性能。另外現(xiàn)在企業(yè)各自為政，產(chǎn)品不透明、缺乏行業(yè)技術指標也是阻礙著行業(yè)的發(fā)展。
第三是示范項目越多，問題暴露越多。隨著2023年千萬級到兆瓦級示范項目的實施，性能、穩(wěn)定性、量產(chǎn)一致性等各種問題都在暴露。之前很多項目建而不用的現(xiàn)象讓很多企業(yè)有機會鉆空子，但隨著商業(yè)模式的逐漸完善，儲能利用率上升，這些項目的真實運營情況將進一步暴露。
最后是融資目標與生產(chǎn)、研發(fā)相矛盾。2023年很多液流電池的擴產(chǎn)是基于融資目標而非市場發(fā)展需求來制定的。導致很多企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃超前于技術研發(fā)進度和市場需求，目前已處于產(chǎn)能過剩狀態(tài)。
陳梓銘也指出，“2024年將是液流電池行業(yè)務實的一年，需要各家企業(yè)做好自我調(diào)整，這對于行業(yè)發(fā)展來說不是壞事。”
AI技術與能源結構變革共振融合
隨著人工智能技術的飛速發(fā)展，尤其是以大模型為核心的人工智能技術發(fā)展，成為推動能源行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的重要力量。根據(jù)政策規(guī)定以及互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)的碳中和承諾，算力中心有望成為首個新能源使用率達100%的應用場景，這樣長時儲能有很大機會的增長。如今Google、微軟兩大巨頭已成為國際長時儲能協(xié)會（LDES）的會員，也說明長時儲能的重要性。
中國社會科學院能源經(jīng)濟研究中心主任史丹看來，“歷次工業(yè)革命都是和能源革命緊密相連的，數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展靠算力，而算力發(fā)展靠能源。如果僅依靠以化石能源為主的能源供應體系無法支撐起未來的數(shù)字經(jīng)濟。大力發(fā)展新能源，不僅是解決環(huán)境問題，同時也解決了數(shù)字革命需要的能源問題。”
在新能源系統(tǒng)支撐算力發(fā)展的同時，AI技術也在推動其不斷革新。樂創(chuàng)能源CEO潘多昭認為，“儲能的本質是提供服務，在如今硬件差異化水品逐漸拉齊的情況下，如何借助AI技術對產(chǎn)品進行差異化的價值提升將是儲能企業(yè)的核心競爭力。”AI大數(shù)據(jù)逐漸成為構建儲能系統(tǒng)的智慧大腦，是智慧能源發(fā)展的重要一環(huán)。在有了硬件設備基礎之后，就需要通過算法、軟件融入其中，保持底層資產(chǎn)的持續(xù)迭代升級。
比如說，AI通過對海量歷史數(shù)據(jù)的學習，大模型可以更好地預測能源供需變化，從而幫助優(yōu)化能源調(diào)度，減少浪費，提升整個電網(wǎng)的運行效率。樂創(chuàng)能源從2020年堅持AI驅動的方式提升儲能行業(yè)效率，2024年提出了基于MoE架構新能源大模型，包括智能體的智慧運營體系，基于多模態(tài)數(shù)字化孿生系統(tǒng)，還有具身智能的維修運營機器人等。
來源：21世紀經(jīng)濟報道
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