在對儲能過程進(jìn)行分析時(shí)，為了確定研究對象而劃出的部分物體或空間范圍，稱為儲能系統(tǒng)。它包括能量和物質(zhì)的輸入和輸出、能量的轉(zhuǎn)換和儲存設(shè)備。儲能系統(tǒng)往往涉及多種能量、多種設(shè)備、多種物質(zhì)、多個(gè)過程，是隨時(shí)間變化的復(fù)雜能量系統(tǒng)，需要多項(xiàng)指標(biāo)來描述它的性能。常用的評價(jià)指標(biāo)有儲能密度、儲能功率、蓄能效率以及儲能價(jià)格、對環(huán)境的影響等。

由于人們所需的能源都具有很強(qiáng)的時(shí)間性和空間性，為了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用一種裝置，把一段時(shí)期內(nèi)暫時(shí)不用的多余能量通過某種方式收集并儲存起來，在使用高峰時(shí)再提取使用，或者運(yùn)往能量緊缺的地方再使用，這種方法就是能量存儲。能量儲存系統(tǒng)的基本任務(wù)是克服在能量供應(yīng)和需求之間的時(shí)間性或者局部性的差異。產(chǎn)生這種差異有兩種情況，一種是由于能量需求量的突然變化引起的，即存在高峰負(fù)荷問題，采用儲能方法可以在負(fù)荷變化率增高時(shí)起到調(diào)節(jié)或者緩沖的作用。由于一個(gè)儲能系統(tǒng)的投資費(fèi)用相對要比建設(shè)一座高峰負(fù)荷廠低，盡管儲能裝置會有儲存損失，但由于儲存的能量是來自工廠的多余能量或新能源，所以它還是能夠降低燃料費(fèi)用的。另一種是由于一次能源和能源轉(zhuǎn)換裝置之類的原因引起的，則儲能系統(tǒng)(裝置)的任務(wù)則是使能源產(chǎn)量均衡，即不但要削減能源輸出量的高峰，還要填補(bǔ)輸出量的低谷(即填谷)。

太陽能熱利用的工作原理例如，太陽能熱利用系統(tǒng)中，需要設(shè)置儲能器。太陽能熱利用的工作原理如圖1所示，熱流離開集熱器后入儲能器，然后經(jīng)過熱能轉(zhuǎn)換器供給熱機(jī)。在沒有太陽光期問，冷流體直接經(jīng)過儲能器，提取存儲的熱量并傳給熱機(jī)工作。所以，能源儲存系統(tǒng)可以儲存多余的熱能、動能、電能、位能、化學(xué)能等，改變能量的輸出容量、輸出地點(diǎn)、輸出時(shí)間等。

由發(fā)電、供電(輸電、變電、配電)、用電設(shè)施以及為保障其正常運(yùn)行所需的的調(diào)節(jié)控制及繼電保護(hù)和安全自動裝置、計(jì)量裝置、調(diào)度自動化、電力通信等二次設(shè)施構(gòu)成的統(tǒng)一整體。 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、優(yōu)質(zhì)的電能。

也許有人會問，新型電力系統(tǒng)究竟是個(gè)什么系統(tǒng)?新在哪里?簡單說，新型電力系統(tǒng)有別于以煤電為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，而是一種以風(fēng)、光等新能源為主體的電力系統(tǒng)。這個(gè)新系統(tǒng)很“風(fēng)光”，也更智能、更環(huán)保、更高效。這些年，我國在新能源的各個(gè)方面發(fā)展得都很快，新能源裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電量持續(xù)多年世界第一，風(fēng)電、光伏、鋰電池等產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模均穩(wěn)居世界第一，具有引領(lǐng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢。因此，由中國牽頭制定這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)再合適不過，既是名至實(shí)歸，也是眾望所歸。

當(dāng)然，由我國牽頭制定國際標(biāo)準(zhǔn)，也能為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國智慧和中國方案。

中信證券認(rèn)為，2022年將成為儲能項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化爆發(fā)的關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)。預(yù)計(jì)政策將不斷完善儲能發(fā)展的環(huán)境，訂單的落地將會帶動產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

目前，國際電工委員會正在將中國提出的碳達(dá)峰碳中和、能源轉(zhuǎn)型、零碳電力系統(tǒng)等主題列入戰(zhàn)略規(guī)劃，未來五年，將在能源低碳領(lǐng)域發(fā)起成立1到2個(gè)新技術(shù)委員會，培育10到20項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)。

國際電工委員會主席 中國工程院院士 舒印彪：國際標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，我國提出的雙碳目標(biāo)得到國際社會的高度贊揚(yáng)。我國國際標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展重點(diǎn)是：要圍繞雙碳目標(biāo)和重大需求，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量和認(rèn)證上形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，建立公平合理的國際碳治理規(guī)則。

在大會上，還成立了國際電工委員會國際標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)中心。該中心將幫助中國企業(yè)專家制定更多由我國主導(dǎo)的碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)，推動新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃落地實(shí)施。

供能不穩(wěn)定是發(fā)展光伏、風(fēng)能等可再生能源面臨的長期挑戰(zhàn)。比如，在夜間光伏無法供能，而當(dāng)無風(fēng)或者臺風(fēng)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電也無法工作。儲能是解決這些問題的關(guān)鍵。

◎(電)儲能的技術(shù)路線，主要分為物理儲能和化學(xué)儲能兩種。前者以抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等為代表;后者則以鋰離子電池、鈉離子電池、鉛酸電池、液流電池等為代表。

“抽水蓄能電站是太陽能和風(fēng)力發(fā)電的最佳補(bǔ)充?！苯?，德國知名跨國企業(yè)——福伊特水電亞太區(qū)總裁兼CEO龍杰文(Stephen Lewis)在2022世界清潔能源裝備大會上表示。

龍杰文提到的抽水蓄能，是目前火熱的儲能賽道中技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲能方式。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，截至2021年，全球已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目中，抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比達(dá)到86.2%。

雖然抽水蓄能在儲能市場上應(yīng)用最廣、占比最高，但在儲能的細(xì)分賽道中，電化學(xué)儲能才是市場上關(guān)注度最高的儲能技術(shù)。當(dāng)前，以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能正在上演新一輪投資熱潮，而動力電池企業(yè)是其中的主要玩家之一。而在抽水蓄能與新型儲能的比拼中，成本將是關(guān)鍵變量之一。

儲能行業(yè)站上風(fēng)口

今年夏天，“熱”成為關(guān)鍵字之一，而且炎熱程度極其罕見。從全球來看，今年北半球多地在同一時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)極端高溫。歐洲可能正經(jīng)歷500年來最嚴(yán)重干旱;我國多地溫度絕對值突破歷史最高，持續(xù)時(shí)間歷史最長、40℃以上的覆蓋范圍歷史最廣。

而根據(jù)聯(lián)合國最新評估，最近50年全球變暖正以過去2000年以來前所未有的速度發(fā)生，碳排放被認(rèn)為是這場罕見全球性熱浪的“罪魁禍?zhǔn)住?。全球氣候變化形勢日益?yán)峻，加快能源轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)已迫在眉睫。

“在實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)過程中，以光伏、風(fēng)能為代表的可再生能源是主力軍。過去十多年來，光伏發(fā)電成本下降了90%以上，已總體降到0.3元/千瓦時(shí)以內(nèi)，預(yù)計(jì)‘十四五’期間將進(jìn)一步降到0.25元/千瓦時(shí)以下，低于絕大部分煤電……光伏發(fā)電的優(yōu)勢將更加明顯。”通威集團(tuán)董事局主席劉漢元在2022世界清潔能源裝備大會表示。

不過，供能不穩(wěn)定是發(fā)展光伏、風(fēng)能等可再生能源面臨的長期挑戰(zhàn)。比如，在夜間光伏無法供能，而當(dāng)無風(fēng)或者臺風(fēng)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電也無法工作。光伏、風(fēng)能等可再生能源的間歇性和波動性會造成供需不匹配，可能造成發(fā)電能源浪費(fèi)，以及電網(wǎng)供電頻率不穩(wěn)定，并影響供電質(zhì)量。

在“雙碳”目標(biāo)下，中國電力系統(tǒng)需要向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，儲能是解決這些問題的關(guān)鍵。“隨著成本的不斷降低，儲能的大規(guī)模應(yīng)用也將為平抑可再生能源波動提供堅(jiān)實(shí)保障。”劉漢元認(rèn)為。

在此背景下，儲能也被普遍認(rèn)為是下一個(gè)可能爆發(fā)的萬億市場，有著極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前，儲能技術(shù)路線主要分為物理儲能和化學(xué)儲能兩種。前者以抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等為代表;后者則以鋰離子電池、鈉離子電池、鉛酸電池、液流電池等為代表。

《全球清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(2021)》顯示，2010年～2021年，全球儲能系統(tǒng)裝機(jī)功率增長了41.08%，達(dá)到191.28GW，全球儲能容量增加了47.59%至672.2GWh。而目前，抽水蓄能是技術(shù)最為成熟，應(yīng)用也最廣，占比也最高。

“抽水蓄能是目前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲能方式，儲能成本為0.21～0.25元/KWh，相較其他技術(shù)成本最低?！眲h元認(rèn)為。

不過，相較于抽水蓄能較為傳統(tǒng)的儲能方式，目前市場上最關(guān)注的還是新型儲能。所謂新型儲能，一般是指除抽水蓄能外的新型電儲能技術(shù)，包括電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。而在新型儲能中，絕大部分是電化學(xué)儲能(鋰離子電池、鈉離子電池、鉛酸電池、液流電池)，尤其是鋰離子電池儲能占比最大。

“加快發(fā)展新型儲能，已成國際國內(nèi)基本共識。”日前，國家能源局科技司副司長劉亞芳表示，“十四五”期間，我國將繼續(xù)堅(jiān)持市場主導(dǎo)、政策驅(qū)動，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)籌規(guī)劃、多元發(fā)展，鼓勵(lì)創(chuàng)新示范、先行先試，推動新型儲能規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化、市場化發(fā)展。據(jù)預(yù)計(jì)到2025年末，新型儲能在電力系統(tǒng)中的裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到3000萬千瓦以上。

新型儲能熱潮下，儲能電池出貨量猛增。據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2021年國內(nèi)儲能電池出貨量48GWh，同比增長2.6倍;預(yù)計(jì)2022年國內(nèi)儲能電池有望繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢，保守估計(jì)年出貨量有望突破90GWh，同比增長88%。

而無論是抽水蓄能還是新型儲能，成本將是最重要的考量因素。按照劉漢元預(yù)計(jì)，電化學(xué)等其他儲能成本也有望在“十四五”期間降低到0.2～0.3元/KWh。如果能夠有效實(shí)現(xiàn)儲能電池成本降低的話，這將接近目前抽水蓄能的成本。

在此背景下，國內(nèi)也上演儲能電池?cái)U(kuò)產(chǎn)潮。據(jù)中國儲能網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，僅2022年一季度就有12家企業(yè)公布儲能項(xiàng)目投擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，總投資金額達(dá)千億元級別。其中，寶豐集團(tuán)投資金額最大，今年3月，寶豐集團(tuán)200GWh鋰離子儲能全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目在銀川正式開工，該項(xiàng)目總投資692億元。中創(chuàng)新航在廣東江門投資200億元建設(shè)動力儲能電池項(xiàng)目。此外，億緯鋰能、陽光電源、欣旺達(dá)等公司也在擴(kuò)產(chǎn)儲能電池相關(guān)項(xiàng)目。

世界各國都在應(yīng)對全球變暖這一局勢，新能源的覆蓋面積越來越廣，開始從消費(fèi)者和企業(yè)自主選擇變成了國家要求企業(yè)選擇，相關(guān)部門出臺的一系列的政策直接促使企業(yè)不得不選擇可再生能源，比如說對使用不可再生資源的企業(yè)增加稅收，而使用可再生資源的則減少稅收，目前，這一政策還只覆蓋到了企業(yè)，但相信隨著時(shí)間的推移，它很快就會順移到消費(fèi)者之中。

第一，隨著雙碳政策的落實(shí)，儲能領(lǐng)域?qū)@得大發(fā)展，但是各行各業(yè)之間的發(fā)展都是聯(lián)動的，儲能行業(yè)的發(fā)展必然也會帶動一系列其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其中以鋰電池電子產(chǎn)業(yè)為中心，由此向外輻射到其他各個(gè)行業(yè)。

第二，預(yù)計(jì)未來五年將是儲能相關(guān)附加行業(yè)發(fā)展最迅速的時(shí)刻，無論從發(fā)電側(cè)還是從電網(wǎng)側(cè)，社會生活方面來看，我們對電力的需要都越來越大，其中，在儲能本行業(yè)中，電池管理技術(shù)將會是研發(fā)的重中之重，如果電池技術(shù)能夠得到極大的提升，那么單位體積的儲能產(chǎn)品就可以容納更多的電量，既能節(jié)省空間，又能提供便利。

第三，儲能行業(yè)降低電力波動性的能力將會更強(qiáng)，未來，隨著技術(shù)的提升，無論什么季節(jié)和氣候，發(fā)電設(shè)備必將都能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的發(fā)電，而儲能產(chǎn)品隨著技術(shù)的提升，必然能夠有足夠的空間將這些電量全部儲存起來，這樣就能夠降低電力的波動性。

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