中國儲能產業(yè)發(fā)展的問題與建議

發(fā)布時間: 2016-05-10   來源:高科技與產業(yè)化

  “儲能已成為人類有效利用能源最后一公里。”儲能不僅可以提高常規(guī)發(fā)電和輸電的效率、安全性和經濟性,也是實現(xiàn)可再生能源平滑波動、調峰調頻,滿足可再生能源大規(guī)模接入的重要手段,同時也是分布式能源系統(tǒng)、電動汽車產業(yè)的重要組成部分,在能源互聯(lián)網中具有舉足輕重的地位。迄今為止,儲能技術在世界范圍內已有許多實際工程和示范應用。圍繞“低成本、長壽命、高安全、易回收”的研發(fā)應用目標,各類新型儲能技術的研究和開發(fā)正在如火如荼地進行。

  國務院2014年11月印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020)》,將儲能明確列入9個重點創(chuàng)新領域,大容量儲能和氫能列入20個重點創(chuàng)新方向,通過科學安排調峰、調頻、儲能配套能力,切實解決棄風、棄水、棄光問題。國務院2015年3月15日發(fā)布的《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》中指出,通過“自發(fā)自用、余量上網、電網調節(jié)”的運營模式,積極發(fā)展融合的先進儲能技術,提高系統(tǒng)的消納能力和能源利用效率。2015年1月國家能源局也啟動了儲能產業(yè)“十三五”規(guī)劃重大課題的研究。國家發(fā)改委2015年7月28日發(fā)布《河北省張家口市可再生能源示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃》,明確指出加大壓縮空氣儲能、大容量蓄電池儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能等技術研發(fā)力度,開展規(guī)?;瘍δ茉圏c,大容量儲能應用被列入四大工程之一。作為影響未來能源大格局的前沿技術和新興產業(yè),儲能產業(yè)的發(fā)展對我國能源革命具有深遠的戰(zhàn)略意義。

  當前,發(fā)達國家已經走在儲能產業(yè)發(fā)展的前列,通過政府扶持、政策導向、資金投入等多種方式積極促進產業(yè)發(fā)展,意圖建立行業(yè)技術標準,搶占全球儲能技術和市場制高點。許多發(fā)達國家和東南亞的多個國家也出臺了一系列投資補貼和稅收優(yōu)惠政策,鼓勵投資和引進儲能技術,建設各類儲能項目,研究和開發(fā)前沿儲能技術,并在電力發(fā)電及輸配、離網孤島應用及智能微電網中積極推廣和利用儲能技術。美國、德國、日本為代表的海外儲能市場已全面啟動,開始進入第一輪爆發(fā)增長期。

  縱觀全球儲能項目的實施情況,整個產業(yè)總體在向前發(fā)展,市場也逐漸擴大,成為各國關注的重要新興產業(yè)。我國正處在能源革命轉型的關鍵時期,要想打破能源瓶頸,實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展,應大力發(fā)展儲能產業(yè)。

  中國儲能產業(yè)存在問題

  目前中國一些儲能產業(yè)技術研究已取得實質性進展,并在多個領域實現(xiàn)工業(yè)示范,若干技術已經實現(xiàn)產業(yè)化,部分技術達到世界先進水平。通過“十二五”項目部署,已經形成了鋰離子電池儲能產業(yè)鏈,液流、鈉硫、超臨界壓縮空氣等技術成熟度顯著提高,為后續(xù)的產業(yè)化奠定了良好基礎。通過示范工程建設,初步掌握了儲能技術在電網調峰、調頻、工業(yè)節(jié)能、分布式能源、智能電網中的系統(tǒng)應用技術。另外,近年來出現(xiàn)了多種新原理儲能技術,例如鋰漿料電池、鋰液流電池、鈉基電池、鋰硫電池、鋰空電池等技術,其相關研發(fā)進展十分迅速;蓄熱儲能、超級電容器技術也取得了很大進步。

  隨著各種儲能技術路線的逐漸成熟、儲能成本的持續(xù)下降以及相關政策的逐步完善,電網對儲能的需求有望逐步釋放,“十三五”期間將是儲能技術逐步開始商業(yè)化的階段。目前影響我國儲能產業(yè)發(fā)展的因素和存在的問題有:

  政策因素

  (1)在推動儲能發(fā)展方面,政策仍處在初期階段,尚未到深入、切實地操作階段。缺乏細化的實施綱要,如技術發(fā)展路線圖、可能獲得的補貼、優(yōu)惠政策、成本效益分攤和核算等相關的措施或實施辦法。同時,政策重復性、雷同性過多,缺乏環(huán)環(huán)相扣、步步深入的遞進性、持續(xù)性。

 ?。?)在示范項目建設方面,政策稍顯粗放,缺乏為實現(xiàn)發(fā)展目標而進行的系統(tǒng)方案謀劃設計,各項目之間關聯(lián)性少,不利于項目之間的互相驗證、對比,同時對一種儲能技術的試驗研究缺乏持續(xù)性、連續(xù)性。示范項目的作用和效果還有待通過政策明確和加強。且新型儲能示范項目缺乏跟蹤和及時反饋,沒有明確的電價和成本核算、成本回收等方案。

 ?。?)在財政補貼方面,目前有關政策、辦法還比較少,僅有的金太陽示范工程對項目的補貼比較籠統(tǒng),上不封頂,缺乏財政實施計劃如步驟、進度和限額控制。在其相關政策中,有關補貼的多變性、模糊性也都難以達到補貼所設想的目標和效果。另外,示范項目政策中還應再細化投資成本,考慮示范項目后期產出及其運維需要,試驗期滿后實行商業(yè)運行獲利等一系列問題,使項目能發(fā)揮長遠效益。

  經濟性因素

  現(xiàn)階段,建設成本過高、經濟回報性差成為限制新型化學儲能進一步發(fā)展推廣的重要因素。對于國內化學儲能行業(yè),市場需求乏力,限制了裝備制造業(yè)的工藝改進和技術革新,化學儲能產品的原地踏步導致投資成本高居不下,與“零回報”一同構成項目投資者必須跨越卻又難以跨越的鴻溝,反過來凍結了市場需求。

  首先,化學儲能技術投資過高。根據中國電科院關于張北風光儲輸示范項目的測算,20MW儲能電池的設計投資就達到4億元。如果我國現(xiàn)有風電裝機全部配備儲能設備,則需要一次性投入2000億元,這遠遠超過我國每年因棄風造成的近百億元經濟損失。

  其次,技術尚不成熟,運行時間短,儲能價值短期難以完全體現(xiàn)或由于各種原因沒有體現(xiàn)。如化學儲能技術在解決可再生能源并網和棄風方面僅為設想,目前儲能在可再生能源并網方面發(fā)揮的作用有限,儲能的全部價值還有待充分發(fā)揮。

  核心技術因素

  由于我國工業(yè)基礎薄弱、裝備制造業(yè)等水平總體上較落后。因此,還需要重視技術原始創(chuàng)新,重視基礎研究,促進和加大儲能技術研發(fā),堅持不懈、持之以恒地解決核心技術瓶頸,促進儲能技術的發(fā)展,同時也要進一步提高我國工業(yè)發(fā)展和裝備制造業(yè)等基礎產業(yè)的水平。

  新型儲能產業(yè)主要技術瓶頸有:壓縮空氣儲能中高負荷壓縮機技術,我國尚未完全掌握,系統(tǒng)研發(fā)尚處在示范階段;飛輪儲能的高速電機、高速軸承和高強度復合材料等關鍵技術尚未突破;化學電池儲能中關鍵材料制備與批量化/規(guī)模技術,特別是電解液、離子交換膜、電極、模塊封裝和密封等與國際先進水平仍有明顯差距;超級電容器中高性能材料和大功率模塊化技術,以及超導儲能中高溫超導材料等尚未突破。另外,一些新型儲能技術的研究和知識產權布局沒有得到足夠的重視和支持。

  從技術角度看,關鍵材料、制造工藝和能量轉化效率是各種儲能技術面臨的共同挑戰(zhàn),在規(guī)?;瘧弥羞€要進一步解決穩(wěn)定、可靠、耐久性的問題,一些重大技術瓶頸還需要持之以恒的解決。另外,國內精密材料、高端前沿材料的加工工藝與美國、日本差距很大,商用產品的開發(fā)技術也是短板。

  標準體系因素

  標準是技術實現(xiàn)產業(yè)化的基礎,也是支持行業(yè)健康發(fā)展的重要因素。國內外新型儲能方面的標準尚處于探索階段,標準數量很少,標準體系的建立剛剛起步。各個國家都在積極制定儲能標準,我國也應加快儲能標準的制定工作,緊跟國際標準的步伐,在國際標準中爭取更多話語權,爭取將我國的技術、示范項目技術成果納入國際標準中,避免出現(xiàn)標準滯后于市場的現(xiàn)象。

  由于相關技術標準的缺失,新型儲能裝置在生產和應用各個環(huán)節(jié),如儲能裝置的設計、招投標、制造、驗收、接入試驗與調試、設備交接以及運行維護等方面存在諸多不便。我國在新型儲能領域已經開展了大量科研與實踐活動,具有了一定的技術積累與應用經驗,初步具備了建立儲能技術標準體系的基本條件。制定新型儲能產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的技術標準,推動新型儲能技術標準化建設工作,是實現(xiàn)儲能產業(yè)規(guī)?;?、工程化應用的先決條件。

  兩點建議

  加強儲能技術基礎創(chuàng)新研究

  “潔能+儲能+智能”是能源互聯(lián)網未來的發(fā)展方向。儲能技術在能源互聯(lián)網中具有舉足輕重的地位,目前已有許多實際工程和示范應用。儲能技術市場缺口巨大,僅僅依靠示范推廣的方式帶動儲能應用成本的下降,其下降空間有限,必須高度重視儲能技術的原始創(chuàng)新和知識產權布局,積極開發(fā)低成本、長壽命、高安全、易回收的新型儲能技術,為能源互聯(lián)網的發(fā)展提供重要技術支撐。

  根據目前國內外技術發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,針對我國在智能電網、微電網、分布式可再生能源、通訊基站、工業(yè)節(jié)能、家庭儲能和電動汽車等七大能源應用領域的需求,結合儲能商業(yè)與示范工程建設,應重點開展?jié)M足上述需求的儲能產業(yè)技術研發(fā),特別是相關產業(yè)鏈上的瓶頸技術以及我國尚未掌握的核心技術,支持能夠顯著提升技術經濟性的儲能裝備技術,以及能夠引領未來儲能產業(yè)發(fā)展的前沿新技術。與第三方知識產權預警機構合作,加強儲能項目立項與結題的知識產權競爭力評估。以應用目標為導向,大力支持儲能應用技術的發(fā)展,加強技術標準建設。通過聯(lián)合創(chuàng)新,突破儲能產業(yè)關鍵核心技術,為能源革命轉型和經濟社會發(fā)展提供有力的科技支撐。形成一批自主知識產權,為儲能產業(yè)發(fā)展提供系統(tǒng)解決方案,推動中國儲能產業(yè)向全球價值鏈高端躍升,并不斷催生新技術、新產品、新業(yè)態(tài),引領未來產業(yè)發(fā)展。

  建立儲能產業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新研究機構

  新型規(guī)模儲能技術研究和應用是一個多學科交叉的復雜體系,研發(fā)難度和實施難度大,需要不同學科和不同單位的聯(lián)合攻關與實施。我國目前沒有專門研究儲能產業(yè)關鍵問題的聯(lián)合研究機構,產業(yè)趨勢發(fā)展信息的搜集渠道也不全面,這給儲能產業(yè)的發(fā)展帶來了困難。

  因此,面向國家儲能產業(yè)重大需求,面向國民經濟建設主戰(zhàn)場,有必要成立一個儲能產業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新研究機構,整合資源,有效聯(lián)合高校院所和企業(yè)的儲能研究團隊,建立儲能技術聯(lián)合創(chuàng)新平臺和儲能項目聯(lián)合實施平臺,組織協(xié)調儲能行業(yè)專家、學者和工程師形成合力,通過項目聯(lián)合研究,攻克產業(yè)發(fā)展難點、要點,促進產學研深度合作,提升中國儲能產業(yè)發(fā)展的國際競爭力;建立儲能發(fā)展戰(zhàn)略與政策聯(lián)合研究平臺,通過嚴謹、科學的戰(zhàn)略性和應用性研究,為政府部門制定儲能發(fā)展戰(zhàn)略、儲能發(fā)展規(guī)劃、可再生能源法規(guī)和重大經濟政策等提供理論依據、分析報告和政策建議,為國家和地方儲能產業(yè)園區(qū)規(guī)劃和有序發(fā)展提供全面客觀的信息咨詢。

  通過發(fā)揮中科院各研究所和各高校企業(yè)在儲能領域的研究優(yōu)勢,讓機構、人才、裝置、資金、項目充分活躍起來,形成推進儲能科技創(chuàng)新發(fā)展的強大合力,為中國儲能產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻。

      關鍵詞: 智能電網,儲能產業(yè)

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