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储能,新风口

文·本刊编辑部

能源领域,向来不乏风口。

在经历了光伏、风电、电动汽车、智能电网、能源互联等一系列热门概念之后,资本又将目光聚焦到储能上来。然而,喧嚣过后究竟能给这个产业留下什么?将考验着每一位从业者的内心,以及储能产业未来的前景。

带着这样的追问,本刊举办了第27次《能源评论》学术沙龙,邀请到诺贝尔和平奖共同获得者、联合国政府间气候变化专门委员会特约科学家伍德罗·克拉克,中国科技部可再生能源与新能源国际科技合作计划办公室副主任赵刚,全球能源安全智库论坛秘书长刘强,中国电科院首席专家惠东,国网新能源张家口风光储输示范电站副总工程师刘汉民,埃森哲大中华区资源事业部总经理邓赟,中海油能源经济研究院原首席能源研究员陈卫东等专家,分别就国际储能技术发展状况、电力储能技术发展现状与趋势、电力企业如何迎接储能大爆发时代、储能技术在国家风光储输工程中的典型应用等话题进行讨论,为大家勾勒出储能这一新风口的形状,并告诉我们风将往哪个方向吹?


储能的价值

热播美剧《灭世》为我们讲述了这样一个故事:忽如一日,地球能源枯竭、电力丧失,人类陷入混沌、哀鸿遍野。为了活命,一队强人走到一起,排除万难,打败邪恶势力,找到传说中的“能量棒”,最终拯救了全世界。

回归现实,没有大英雄,也没有“能量棒”。有的仅是一群怀揣的同样科幻梦想的人,并肩奋斗并组成了一个产业,而这个产业的名字叫“储能”。

目前,全球储能市场呈健康发展态势,储能容量招投标的规模与频率均有所提升。根据Mercom Capital集团日前公布的报告显示,今年二季度,国际储能企业获得的风投资金较一季度实现翻番至1.25亿美元,涉及交易10个;当中,单笔获得投资最大的是Nexeon,获得风投4330万美元,排在第二的是Aquion Energy,获得风投3300万美元。

其中,美国仍是最具吸引力的市场,截止上半年,共迎来了7份有关储能系统的需求建议书。经过数个季度的平静之后,欧洲地区的储能市场开始有所动作。英国国家电网终于公布将拍卖200MW的增强频率响应容量,中标结果将于近日公布。此外,德国的利好政策延期,以及意大利出台的税收抵免政策,也都促进了欧洲离网储能系统的发展。在亚洲地区,韩国计划在2017年前部署高达500MW的调频储能容量;日本也在可再生能源整合及相关辅助性服务方面进行了一系列改革;澳大利亚的住宅储能系统正在不断升温。

聚焦国内,我国已经将储能列入“十三五”新能源发展规划,成为影响人类未来的十大科技,这足以证明储能的价值。业内人士通常把储能与新能源比喻成一对孪生兄弟,正是由于新能源天然不稳定的特性,给可以平滑电力、提高电力质量的储能提供了发展空间。

同时,发展储能还对节能减排影响深远。目前,国内节能减排的一个核心是电网系统能源利用效率的提高。以前,我们认为电网就是发电和供电,恰恰缺少了对时间因子的认知,而其价值就得靠储能去完善和完成。因此,储能技术的必要性体现在保障电网安全,实现全系统的能量管理,接纳可再生能源;经济性体现在优化设备的配置、提高全网的效率;技术先进性体现在相比于传统调峰、调频、旋转备用设备,其快速、准确的响应性和高效率等方面具有突出优势。

此外,在能源互联网背景下,电化学储能、储热、氢储能、电动汽车等储能技术围绕电力供应,实现了电网、交通网、天然气管网、供热供冷网的“互联”,储能和能源转换设备共同建立了多能源网络的耦合关系。

显而易见,发展储能是可以完美解决新能源问题、满足节能减排需求的最佳技术路径之一。


储能的瓶颈

“储能产业,正处于临界点。”

时下国内储能圈,流传着这样一句话。

这句话的意思是说,国内储能业正处于一个商业化井喷的关口,不断有新公司加入、新项目诞生。根据中科院信息咨询中心的调查显示,截至2015年12月底,大陆地区电力储能(不含抽水蓄能、压缩空气和储热)累计装机规模达105.2MW,涉及136个项目(包括建成、竣工、投运和在建)。然而,从已有的报道来看,多数示范工程中储能系统虽然在功能上基本达到或接近预期效果,但能实现盈利的极少。

因此,上面那句话还有另一层含义,即眼下储能产业要实现规模化应用发展,还缺一把火,而业内普遍将这把火,寄托于政策的补贴支持。中关村储能产业技术联盟秘书长张静指出,只需要政府提供政策倾斜和一定的补贴,到2020年,中国储能总装机规模将达14.5GW;而随着政府政策支持力度的加大,新的市场机制形成,总装机规模将有望达到24.2GW。

南都电源总裁陈博也认为,“没有经济性,储能的使用空间、市场机会就非常小,行业技术的发展和应用都会相对滞缓,导致相应的全产业链成熟度也比较低。在储能经济性还不具备的现状下,需要政府短期适当的补贴,才有利于储能产业的整体提升和应用领域的快速扩大。”

目前,储能行业正处于从小范围试点向大规模应用过渡的初始阶段,这点很像光伏行业2004~2008年的第一轮爆发期。与此同时,储能政策相对模糊,主要散落在现有能源政策中,缺乏统括性高的规划、针对性强的财税与价格补贴等措施。

然而,政策和补贴是一把“双刃剑”,既可以推动产业的快速发展,使用不当也会对产业健康发展产生巨大危害。因此,推动储能行业的发展,政策和补贴都要适度,在市场使用过程中,用合适的规模检验技术的发展,将社会的损失降到最小。

对此,负责起草“十三五”储能规划的清华大学教授王保国指出,储能的发展与支持需要遵循四个基本准则:第一,安全可靠性准则;第二,资源可持续发展准则;第三,环境友好准则;第四,社会经济效益准则。只有按照科学规律办事,才能实现企业和社会效益最大化,从而避免重蹈光伏产业的覆辙。


储能的未来

科技狂人埃隆·马斯克有着两个秘密大计划。

十年前,他在博客公布了第一个秘密计划,他要建构一个不靠挖矿烧石油的太阳能发电经济,于是,有了第一辆电动汽车TeslaRoadster的诞生。

7月10日,他于Twitter上宣布,第二个秘密计划已经开启;18日,特斯拉官网的网址从“teslamotors.com”换成“tesla.com”。

据媒体透露,马斯克的第二个秘密计划主要针对储能领域,包括四个部分:一是,打造惊人的太阳能天花板,并与电池储存设备整合;二是,拓展电动车的产品线到各种主要类型,包含箱式货车和大众运输工具;三是,透过大量的里程学习,发展比人类驾车还要安全10倍的自动驾驶系统;四是,让你的车在没有使用时,自己开出去为你赚钱。

近期,《麻省理工科技评论》评出2016年度全球“最智能”的50家公司。在这份榜单中,能源领域有6家公司入围。其中,德国的储能系统制造商Sonnen位于第28位,在储能领域完胜特斯拉的Powerwall。

Sonnen成立于2010年,是德国最大的住宅电池系统提供商,同时也是欧洲最大的储能电池生产商。其核心产品,是为家庭开发太阳能电池板与锂电储能系统,用户还能通过该公司开发的全新交易平台sonnenCommunity来购买电量或销售多余电量。

Sonnen推出的储能电池系统叫做sonnenBatterie。这是一款即插即用的系统,这套系统不仅包括锂电池,还内置一个逆变器和一套控制软件。电池使用的是目前最安全的磷酸铁锂电池,能进行至少10000次的深度充放电,用电效率为70%。控制软件能跟踪太阳能的输出、用电模式以及能源价格、天气预报等信息,然后为使用者提供最经济的充放电选择。

Sonnen的核心市场是家用领域。特别是针对那些极易受到极端天气影响导致断电,或者电价比较高的岛屿等地区。拥有一套sonnenBatterie和光伏发电系统所自发的电力,能满足一个家庭一年70%~80%的电力需求,在夏天更是能做到100%完全满足,极大地减少了对电网的依赖性。

然而,在这份榜单中,全球首富比尔·盖茨更看重的是排名第5位的由卡内基梅隆大学的教授JayWhitacre创立的Aquion Energy公司。其颁奖词是这样写的:创新性的电池使得这家创业公司在异常艰难的行业中获得与众不同的成功。

Aquion Energy成立于2007年,至今已获得包括比尔·盖茨、凯鹏华盈基金、壳牌和道达尔在内的13个投资方共计超过1.6亿美元的投资。其核心竞争力是制造出第一个水系混合离子电池(Aqueous HybridIonbattery,以下简称AHI电池),该电池成本低廉,预期300美元/kWh,不到锂离子电池使用成本的三分之一。第三方测试表明,AHI电池可以实现持续5000次以上的充放电循环,且效率均在85%以上。更吸引人的是,AHI电池所使用的材料都是无毒的,可以100%回收。

AHI电池证明了设计一款可持续产品并不会牺牲产品的性能,是与可再生能源发电系统匹配的理想储能解决方案。但这些成就并没有让Aquion Energy停止在储能领域的研发脚步。下一步,它将致力于弄清楚是否可以创造新的电池技术,既具备环境可持续性、安全性及良好成本效益,同时又能满足离网和并网固定型储能应用的严格性能要求。

综上所述,国内储能行业已处风口,若想实现爆发性增长,从短期来看,需要扶持政策的刺激;从中长期看,技术突破方是唯一路径。放眼全球,特斯拉已经让我们频频仰视,而Sonnen、Aquion Energy又走在了特斯拉前面,我们没有理由在风中放慢脚步。

(本文由本刊记者于涛执笔)

文章来源于《能源评论》杂志

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