能源安全是關系國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題。2014年6月13日，習近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，推動了新時代能源革命發展程序。大陸能源轉型以保障能源安全、踐行綠色發展為核心，其中，高比例新能源的供給與消納是新型電力系統建設的主線任務，是實作“雙碳”目标的關鍵。大陸新能源發電量和裝機占比持續提升，截至2023年底，全國并網風電和太陽能發電合計裝機規模達到10.5億千瓦，在大陸電力裝機總規模中占比36%，發電量占比超過15%。由于新能源發電具有随機性、波動性和間歇性特點，系統調節資源需求大，對電力系統的安全和高效運作帶來了新挑戰。儲能能夠為電網運作提供調峰、調頻、調壓、備用、黑啟動等多種服務，是提升傳統電力系統靈活性、穩定性和安全性的重要手段。截至2023年底，全國已投運抽水蓄能50.6吉瓦，新型儲能31.39吉瓦，其中，锂離子電池占新型儲能絕對主導地位，其他類型的新型儲能技術也不斷湧現，總體呈現多元化發展态勢。新型儲能通過科技創新引領産業發展，為建構安全可靠、清潔低碳、經濟高效的新型能源體系提供助力，成為發展能源新質生産力的一個重要内容。
儲能定位：
新型電力系統的“調節器”
近年來，大陸政府出台了一系列利好政策支援儲能産業發展。早在2014年，國務院就釋出了《能源發展戰略行動計劃（2014~2020年）》，指出儲能是未來重點創新領域之一。2017年，大陸大規模儲能技術及應用發展的首個指導性政策《關于促進儲能産業與技術發展的指導意見》（發改能源〔2017〕1701号）正式釋出。2021年，“十四五”期間首個國家層面的綜合性儲能政策《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》（發改能源規〔2021〕1051号）出台，規劃了新型儲能在未來十年的總體發展目标。2024年，“發展新型儲能”首次納入政府工作報告。相關政策大力推動了新型儲能産業的發展：2018年，新型儲能累計裝機規模首次突破“吉瓦”大關，2022年累計裝機突破10吉瓦，2023年累計裝機突破30吉瓦，新型儲能産業邁入加速發展期。
火電是傳統電力系統的“壓艙石”，儲能是新型電力系統的“壓艙石”。盡管火電同樣具有靈活性調節功能，但若新能源大規模發展，僅僅依靠火電的調節是遠遠不夠的，必須要有具備“儲電”和“放電”功能的儲能技術參與調節。另外，火電與新能源發電存在發電量占比的直接競争關系。是以，随着儲能成本的快速下降，火電的有序退出（但不是完全退出）是新能源大規模發展的必然要求和結果。
儲能可分别應用于電源側、電網側和使用者側，具有不同的功能定位。在電源側，儲能能夠平滑功率輸出波動，儲存高峰電力，降低其對電力系統的沖擊，提高新能源場站跟蹤計劃出力的能力，為新能源場站的建設和運作提供備用能源。在電網側，儲能在提高電網調頻能力方面，可減少因頻繁切換造成的傳統調頻電源損耗；在提升電網調峰能力方面，可根據電源和負荷變化及時可靠地響應排程指令，并根據指令改變其出力水準。在使用者側，儲能可以為使用者提供可靠的應急電源，改善電能品質；或者利用峰谷電價的差價，為使用者節省開支。
盡管有上述重要作用，但目前新型儲能尚存在成本疏導和并網排程問題，儲能電站的盈利情況普遍不及預期，新型儲能的性能水準也有待進一步提升，是以，需要我們推進儲能産業的技術創新和機制創新，為新能源的大規模安全發展和“雙碳”目标的順利實作提供重要支撐。
技術創新：
安全是基礎，經濟是核心，綠色是保障
新型儲能的安全解決方案
安全是儲能應用的基礎。儲能裝置作為含能載體，不可能做到絕對安全，但是有可能達到本質安全，也就是在正常工況或規定濫用條件下均不會發生熱失控。而非本質安全是：當儲能載體發生熱失控後，通過外部滅火、降溫等安全措施阻止進一步的熱蔓延或爆炸。
儲能載體的本質安全包含系統、模組和電芯三個不同級别的本質安全。其中，系統級别的本質安全最容易做到，隻要求儲能系統内電池模組熱失控後不能蔓延到整個系統；模組級别的本質安全則要求更高：若模組内某個電池單體發生了熱失控，必須有措施確定熱失控不會蔓延到模組裡的其他電池；而電芯級别的本質安全最難達到：要求電芯單體在正常工況及一定濫用條件下，不會發生熱失控。
目前，電芯級别的本質安全技術有三個主要方向：水系電解液技術、固态電解質技術和安全劑注入電芯内部技術。前兩者是将易燃電解液改性為非易燃，進而大幅提高電池熱失控臨界溫度；後者是在不改變有機電解液屬性的前提下，通過把安全劑注入電池内部方式，在電池故障早期就切斷電池内部反應，防止其發生熱失控。隻有做到電芯級别的本質安全，新型電化學儲能才有“資格”支撐新能源的大規模發展。
新型儲能的成本下降趨勢
成本是儲能應用的核心。如果儲能的度電成本過高，那麼甯願選擇棄風棄光，也不會采用儲能裝置儲存電量。
2023年，受上遊原材料成本下跌及産業規模擴大等因素的影響，锂離子電池價格不斷下行，目前國内電芯價格已低于0.4元/瓦時，綜合考慮系統效率和運維成本等因素，锂電儲能的全生命周期度電成本已經降至0.40~0.45元的水準。
2023年，儲能電池價格大幅下降對上遊和中遊企業造成了一定競争壓力，但同時也為電池儲能提供了進一步降本增效的基礎。除了降低電池制造成本以外，采用創新技術提高電池循環壽命是降低儲能度電成本的另一個重要方向。未來，随着電池補锂和修複再生技術的開發和應用，新型儲能專用锂離子電池預計儲能壽命可達15年以上，儲能度電成本在2026年可降至0.30元，2030年前降至0.20元，低于抽水蓄能的度電成本。
2023年，光伏和風力發電的平均度電成本已經低于0.3元。在一類光照地區，光伏發電的度電成本甚至低于0.2元。是以，在2030年之前，一類光照地區“分布式光伏+儲能”的平均度電成本将有極大的機率降至0.3元的綜合利用水準。在新型儲能的加持下，分布式能源的發展将勢不可擋。
新型儲能的綠色發展之路
綠色是儲能可持續發展的保障。2023年8月，歐盟《電池與廢電池法規》正式生效，對電池企業提出電池護照、電池回收以及碳足迹的強制性要求。是以，進行全生命周期碳排放管理，是企業應對綠色貿易壁壘、增強産品競争力的必要途徑。綠色儲能産品的開發應從電池設計環節即考慮全生命周期的碳排放影響因素，盡量采用綠色材料和可再生材料、縮短生産工藝流程、延長電池使用壽命、采用易于拆解和回收的電池結構等。制造技術的更新是新型儲能綠色化發展的重要環節，生産效率和管理水準的提高、綠色電力使用比例的提升都有助于降低電池生産過程的碳排放。此外，綠色儲能标準體系的建立有助于推動儲能産業加強綠色發展理念，建構完善的市場評價和選擇依據，更好地與國際市場接軌。
锂離子電池産業的發展加劇了全球各國對锂資源的争奪，中、日、美、歐、澳相繼将锂列為戰略性金屬。全球锂資源豐富，但分布不均，從儲量來說可以滿足全球動力和儲能锂離子電池生産需求，但大陸是全球最大的锂離子電池生産國和出口國，锂資源的供應受全球形勢影響較大。是以，保障锂資源安全穩定供應具有重要意義，除加強锂資源的開采和布局外，必須對锂離子電池材料的回收和使用率予以高度重視，開發易回收的儲能專用電池。目前，大陸锂離子電池回收利用市場整體還處于初級發展階段，電池回收率和材料再生率不高，綠色回收産業技術有待突破，同時需要進一步健全回收網絡和市場監管，落實生産者責任延伸機制，保障電池資源可持續發展。
體制創新：
新質生産力決定新型生産關系的發展
新型能源體系的變化趨勢
在“新能源發電+儲能”度電成本快速下降的驅動下，能源電力系統正在發生以下變化：
發電側：已有火電機組逐漸由主力電源向調峰電源過渡，更多的光伏和風力發電機組将湧入發電環節。與此同時，以電化學儲能為代表的新型儲能系統，以及以就地消納新能源為主要目的的新質生産力産業（例如算力中心、新型制造業、可再生能源制氫等）将會圍繞新能源發電側布局，形成多能互補的局面，傳統意義上的發電側将逐漸由以虛拟電廠為代表的分布式能源替代。
輸電側：大陸幅員遼闊，能源生産和消費存在地理空間上的錯位，國内新能源豐富地區基本上在“胡煥庸線”的西部和北部地區，而能源消費則以東南地區為主，東西部之間的資源禀賦與能源消費需求存在巨大差異，是以大電網架構将一直存在，并将持續推進柔性電網技術的發展，包括超高壓和特高壓輸電網絡的智能控制技術改造，以及電網側抽水蓄能電站和大型的、獨立新型儲能電站的建設與調用。
用電側：傳統的用電側也将因地制宜地引入分布式電源和儲能設施，在配電網基礎上發展以工商業微電網為代表的分布式能源系統，并與輸電網進行雙向互動。通過峰谷價差等價格信号實施需求響應，微電網的電力使用者可根據電力價格信号和有關激勵機制以及電網對負荷調整的需求做出響應，電動汽車及工商業儲能系統也可根據需要參與系統的削峰填谷。
上述能源電力系統發展趨勢正是未來能源革命的趨勢，展現了能源新質生産力的崛起和發展。“生産力決定生産關系”，為了适應新質生産力的發展要求，生産關系也必須随之發生變化。
“管住中間，放開兩頭”
“中間”是包含電網側儲能在内的輸電網，“兩頭”在傳統意義上是指發電側和使用者側，在新型電力系統中還包含了新能源和儲能在内的分布式能源系統（虛拟電廠和工商業微電網）。
“管住中間”的目的是打破電網壟斷，確定電網企業不參與市場競争性業務，保證電網營運的公正性和透明度。新能源電力的并網排程和新型儲能電站的調用是新型電力系統建設面臨的重要挑戰。新能源發電比例的提升增加了電網排程的難度，分布式電源和新型儲能快速發展帶來大量分散調控對象的接入需求，同時終端用電負荷呈現增長快、變化大、多樣化的新趨勢，使電力負荷預測和協調難度加大。另外，在電力體制方面，電網企業作為輸配電環節的主體機構，缺乏主動調用新能源電力和新型儲能的底層動力，電力市場化程度有待提高。為了适應未來的能源發展需求，應在全國統一電力市場體系的基礎上，持續推進區域電網建設和輸配電分離體制改革，改變傳統大電網集中排程模式，建立适應分布式能源系統的輸電、配電和售電機制。通過壟斷性業務（輸電網）和競争性業務（配售電公司）的徹底分離，鼓勵配電網投資建設營運的市場化競争，基于配電網的需求響應價格機制，引導分布式能源、虛拟電廠等向電網滲透，通過市場價格反映真實供求關系，為新能源市場交易創造條件。
“放開兩頭”是引入市場競争機制，形成多元化的供電和售電主體結構，增強電力市場的活力和效率。新能源發電側，需抓緊修訂《可再生能源法》，出台考慮儲能在内的新能源發電并網指導規範。結合陸地“一帶一路”建設發展分布式能源，推動制造業和能耗産業向西部和北部等富能地區轉移，突破能源“胡煥庸線”，在新能源豐富地區積極引入新質生産力産業（如算力中心、新型制造業等）。使用者側儲能的核心價值在于用電的應急需求，以及與分布式光伏、風電比對的支撐價值，是以，需打破隔牆售電壁壘，推進輸配分離，因地制宜、因時制宜發展以工商業微網為代表的分布式能源系統，加大推動“分布式光伏+儲能”、台區配儲、離網配儲、海島多能互補、園區微電網、光儲充、通信基站、資料中心等典型細分應用場景建設。
“還原能源的商品屬性”
得益于大陸能源保供能力的不斷提升和強大的宏觀調控能力，大陸電力價格長期穩定，為使用者提供了相對穩定的能源供應環境。但同時行政幹預未完全破除，導緻市場缺乏充分競争，非公資本在能源市場中處于不公平競争狀态，能源行業市場集中度高、壟斷等現象依舊存在。未來，新能源發電占比大幅提升，包括新型儲能在内的靈活性調節資源将成為新型電力系統的重要支撐，分布式能源系統的建設也将加快發展。
目前，大陸電力市場靈活性調節資源價值還沒有充分展現，為了加快推進新能源和新型儲能參與電力市場交易，應加快推動形成由市場決定能源價格的交易機制，完善電力現貨市場和輔助服務市場的建設，促進市場主體多元化競争，充分發揮市場化價格機制對電力資源的配置作用。分布式能源的建設應考慮其單體容量小、數量多、布點分散的特點，積極探索創新商業模式和多元化盈利模式，以虛拟電廠、工商業微電網等形式進行能源的有效聚合和集中調控，提供靈活多樣的供需資源比對服務。
在市場主導的交易體系中，能源價格充分反映自身的稀缺程度和供需關系，同時也要滿足綠色發展的需求。目前，新能源的綠色價值還沒有充分展現，綠證自願認購的激勵機制不足、綠色電力消費的環境溢價效用未能得到展現，是以，應盡快建立和完善展現新能源綠色價值的政策體系，實作電力市場和碳市場的協同發展。
前景展望：
“新能源發電+儲能”，春天即将到來
根據國家能源局釋出資料，2023年，中國火力發電仍然是絕對的主力，占據了全國發電量的69.95%，發電量高達62318億千瓦時，不降反升，同比增長了6.10%。而太陽能發電産出2939.68億千瓦時，雖然同比增長了17.17%，但總發電量隻占3.3%。新能源發展任重道遠。是以，在光伏和儲能成本迅速下降的産業背景下，以及近幾年極端天氣風險和地緣政治沖突風險驟升的情況下，希望火電的有序退出能夠成為戰略性的能源發展方向，從政策方向上推動包含儲能和就地消納因素在内的分布式能源的發展。
最近三年，各地在“全面開花”建設抽水蓄能電站，電站建設成本也由早期的50~65億元/吉瓦，上升到70~80億元/吉瓦，換算成全生命周期度電成本，已經接近0.30元了。考慮新型儲能度電成本的快速下降（2026年約0.30元，2030年約0.20元），以及新型儲能安全性和綠色度的提升，預計在2030年碳達峰之前，新型儲能的優勢将超過抽水蓄能，成為新能源大規模發展、特别是分布式能源發展的支撐技術。是以，需要我們前瞻性考慮抽水蓄能的建設規模和合理布局，避免造成2030年後抽水蓄能産能的結構性過剩。
對于能源革命，我們要有信心，千萬不能以“能源安全”為由，拒絕調整生産關系，阻礙新質生産力的發展。與能源行業同等重要的糧食食品行業在上世紀九十年代完成了市場改革，并在過去的30年裡持續改進和完善，很好地支撐了中國式現代化的程序。在儲能、特别是新型儲能的支援下，新能源的大規模發展是必然趨勢，這需要我們從技術創新和體制創新兩方面做好準備，推動能源領域新質生産力和新型生産關系的協調發展，順利實作“雙碳”目标。（本文僅代表作者個人觀點，不代表本刊立場）
編輯：鄧卓昆 王馨垚
稽核：李麗萍
本文刊載于《中國電力企業管理》2024年05期，作者陳永翀、馮彩梅、何穎源供職于清華四川能源網際網路研究院綠色儲能研究所，劉勇供職于中國化學與實體電源行業協會儲能應用分會。
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