热点观察：储能没有捷径可走【深度】

对于电力系统而言，储能确实承载了人们所有的遐想，它的应用也影响着电力系统中发、输、配、变、用的各个环节。尤其是在我国加快低碳城镇建设、能源结构调整带来的新一代电力体系变革中，储能行业的发展又面临新的发展空间。继续推动我国可再生能源的大规模发展，必须在储能这一环节取得突破，已经成为全社会的共识。

然而，罗马不是一天建成的，储能行业突破技术瓶颈，迎来大规模商业化应用也不可能一蹴而就。以尊重科学的态度，并积极开拓创新性的思维，才能等到储能行业迎来拐点的那一天。储能，没有捷径。

　　理清储能市场机制、研究收益成本

　　突破能源利用“最后一公里”

目前，虽然没有看到储能出现大规模商业应用的迹象，但是3~5年后，储能行业的发展必将经历翻天覆地的变化，而此时正是储能行业发生反转前最关键的时候。事实上，从公开的统计数据也能看到近年来储能行业所发生的一些变化。

　　储能行业一路向前

根据《储能产业研究白皮书2014》(以下简称“白皮书”)披露，2013年，全球储能产业继续向前发展，除了抽水蓄能、压缩空气储能及储热外，储能项目总装机容量达到736MW，较2012年增长了12%。

其中，中国储能市场的发展引起了全球的广泛关注。根据CNESA的项目统计的在建和已运行项目数据数据显示，2013年，我国储能项目累计装机容量从2012年的47.7？MW上升至64.9？MW，增长率为36%。

从储能的应用领域来看，目前可再生能源并网、分布式发电和微网是中国储能应用最重要的两个领域。在技术选择上，锂离子电池的装机比例最高，达66%，其次是全蓄电池和液流电池，分别占20%和14%。

根据预测，随着越来越多的示范项目在中国运行，储能在中国的应用规模将会逐步扩大。预计到2020年，包括抽水蓄能和储热等技术在内，中国储能市场规模将达到约136.97？GW，占2020年全国总发电装机容量的7.6%。据中关村储能产业技术联盟(CNESA)秘书长张静透露，这是外界第一次对中国储能市场的发展前景给出明确的预测。

除了中国之外，目前北美、欧洲和亚洲的日本、韩国等地也是全球储能项目开展最多的区域。其中，美国拥有全球近一半的示范项目，2013年凭借几个重点项目的投运，其储能装机规模首次超越日本，位居全球第一；在欧洲，德国、英国、法国、西班牙等国相继在2013年开展了多个涉及输配电、智能城市、海岛微网等领域的储能项目。尤其是德国，在该国储能补贴政策出台以后，激发了用户储能市场的兴起，目前，该国已有30？MW的储能项目获得了补贴。

在亚洲，除了日本的储能项目装机容量仅次于美国之外，韩国近两年来在储能领域也较为活跃，其在智能电网、微网、电动汽车、燃料电池车等领域均开展了相关的项目。

《白皮书》同时分析了储能在全球各个领域应用的情况，2013年，储能应用在可再生能源并网领域的比例最高，达51%，在电力输配、分布式发电及微网，以及辅助服务方面则分别占据19%、8%以及16%的份额。

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而从技术选择上看，截止2013年，钠硫电池在全球的装机比例仍旧最高，约占45%，其次是锂离子电池和铅蓄电池，分别占32%和12%。

针对储能在全球范围内的发展前景，国外多个知名的研究公司都做出了自己的预测，虽然各个公司的预测数据并不一致，但是从数据中可以发现，业内对储能未来的发展前景普遍持乐观的态度。

Markets And Markets预测，从2013—2018年，电网和运输领域的先进储能电池的市场规模将保持10%的年复合增长率，并于2018年达到108亿美元；来自Lux Research的预测则表示，到2017年，电网级储能的市场规模将达到104亿美元；比前两者更为激进的是来自Boston Consulting的预测，该研究机构认为，到2020年，电网级储能市场的规模将达到4000亿美元。

　　突破障碍

虽然储能的前景被一致看好，但是不容忽视的是，“储能市场机制尚未理清、储能应用收益衡量困难成为目前阻碍储能产业继续向前发展的主要原因。”张静如是说。

目前由于储能的收益很难计算，导致跟储能行业相关的补贴政策、补贴标准以及价格机制很难出台。“我们不知道补贴到底多少是合适的，至少这一点我心里是没底的。”针对这一问题，国家电网中国电力科学研究院电工与新材料研究所所长来小康在接受记者采访时表示。

而储能收益难以衡量的主要原因是因为储能项目往往在某个特定领域开展，其可以实现的功能往往不是单一性的，会对与之相联系的其他领域产生影响。例如安装在负荷附近以削峰为主要应用目的的储能电站，其应用还可以带来延缓输配电设备升级，使现有机组运行更稳定从而节省燃料消耗和减少温室气体排放，提高现有机组利用率，延缓新建峰荷机组，降低电力系统生产成本等作用。

因此，储能收益的衡量并不仅仅考量某一方面，往往需要考虑与之相关的诸多领域带来的成本效应。

虽然难以用简单的算式计算出储能具体收益，但张静认为，进行储能应用的收益研究、明确储能电站能实现的所有收益、确定收益具体的相关方是全面计算衡量储能价值，进一步确定储能应用结算机制、利益分成机制的必要前提。

“清晰的赢利点和利益相关研究方可以使储能的价值和作用得到充分体现，进而为完善现有政策、市场机制或出台新的与储能相关的政策、补贴标准、价格机制提供有益的借鉴，使政策的修改或指定有的放矢，并能切实推动储能产业的发展。”张静说道。

然而除了在储能收益研究方面多下功夫之外，为了进一步推动我国储能行业的快速发展，促进我国可再生能源的大规模应用，中国电力企业联合会原秘书长王永干给出了自己的建议：首先，要保证储能的发展规划与新能源和电网建设规划保持同步，按照实现整个电力系统安全运行和效率最优化的原则，要统筹储能的规划与电网的输送、智能电网、节能环保的规划协调发展；其次，大力加强电池产业链的管理研究，针对实验示范项目运行当中出现的问题，深入研究储能行业的管理政策和产业政策、投资和融资等政策，为大规模推动电力储能做好政策准备；再次，加大对大容量电池储能技术研发的投入，鼓励技术原创，统筹各个层次储能技术的发展。

最后，要扩大国际交流，王永干强调，“有人说储能已经成为人类有效利用最后一公里，我们相信通过扩大国际交流，我们总有一天会成功跨过这‘最后的一公里’。”

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　　来小康：储能没有捷径可走

当我们再次来到国家电网中国电力科学研究院，采访电工与新材料研究所所长来小康时，在河北省张家口市张北县建设的国家首个风光储输示范工程已经投产2年多的时间。

　　作为目前世界上规模最大，集风电、光伏发电、储能及输电工程“四位一体”的可再生能源项目，张北风光储输示范工程不仅采用世界首创的建设思路和技术路线，建成国内首个智能源网友好型风电厂、国内容量最大的功率调节型光伏电站，同时，还建设了世界上规模最大的多类型化学储能电站，首创了新能源发电的风光储输联合运行模式。

更值得关注的是，这一示范工程中的储能电站是当时世界上规模最大的多类型化学储能电站，作为该储能电站建设的重要参与者，来小康密切关注着储能电站的运行情况。

虽然，2年的时间只是化学储能电站全寿命周期中的一小段，但是通过2年的运行，储能电站通过不断刷新的数据，向世人展示其各项功能正一一得到实现。

　　风光储输示范效应明显

“现在看来，我们此前预想的储能电站应该完成的功能都已经得到了有效的实现。”来小康对2年来化学储能电站在风光储输示范工程中的表现甚为满意。

据统计数据显示，截至2014年5月15日，国家风光储输示范电站一期工程保持稳定运行，日发电量屡创新高，已累计输出优质、安全、可靠的绿色电能超过7亿kW˙h。

数据显示，与2013年相比，目前国家风光储输示范工程风电场可利用率已上升至98%，光伏电站可利用率提升23%，储能电站已具备24小时不间断参与联合发电的条件，并能在“平滑波动”和“削峰填谷”运行模式间灵活切换，实现了长周期风、光发电波动尺度控制。其中风光储联合发电互补机制及系统集成、风光储联合发电监控、大规模多类型电池储能电站集成及调控技术已达国际领先水平。

据了解，风光储输示范工程的初衷是想把风、光、储这几种方式联合起来，针对风光发电的随机性、波动性和间歇性，以电池储能作为载体，实现风、光、储多时间尺度的出力互补，使风、光发电达到或者接近常规电源，并探索出最为优化的联合配比比例。

储能电站在其中需要实现以下功能：一是平滑联合发电的波动性，增强可控性，减少电力系统的备用容量；二是跟踪发电计划出力，提高联合发电的预测性，减小出力偏差；三是参与电网削峰填谷，提升系统可调度性；四是参与系统调频。

在印证了储能电站的功能都能实现之外，来小康认为，风光储输示范项目下一步的工作重点则是进行大规模数据的采集和深度挖掘。

为此，2014年5月15日，“大规模电池储能电站运行技术研究与应用”工作开始启动，该项工作将建设储能电站海量数据管理平台，挖掘储能电站参与系统调度的潜力，提升储能电站运行控制能力；同时，研究梯次利用电池集成及在新能源发电的应用技术，探索储能电站参与辅助服务的经济规律，提升储能电站经济性；规范储能电站运行与维护，保障储能电站示范运行。为国家风光储输示范工程下一步的扩建、能力提升及运行维护等方面提供技术支撑。

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“搜集合理的数据，进行深度挖掘分析，是风光储输示范项目运行中的一项重要工作，往往搭建数据采集平台、建设相关的数据库可能只需要1~2年的时间，但是，不断积累数据，深度挖掘和分析数据则需要长期的努力。”来小康表示，除了实现储能的应用功能之外，风光储输示范工程另一项非常重要的任务是通过日常数据的收集，对储能电站的经济性进行评估。这其中包括储能电站的运维费用、人工成本，以及其他方面的花费等。

　　没有捷径

通过在风光储输示范工程中同台竞技，目前，第一批进入储能电站的磷酸铁锂电池、钒液流电池、钛酸锂电池、铅酸电池都表现出了各自的不同特性。

“在风光储输示范工程中，磷酸铁锂电池的运行效果非常好，效率能达到80%以上，此前大家担心它的安全性，但事实证明，自储能电站运行以来，磷酸铁锂电池没有出现过任何安全事故。”来小康强调，在储能电站，由于有条件对于所有的磷酸铁锂电池进行深充深放的维护，因此，磷酸铁锂电池之间不一致的问题可以得到缓解，从而保证了电池使用的安全性。除了安全性能好，磷酸铁锂电池易于安装、效率高等优势也表露无遗。

据了解，目前国际上1？MW以上的储能电站示范工程有190多个，其中锂电池的使用比例是最高的。除了看好锂电池以外，他同时提到液流电池的特性是在运行中没有安全隐患，使用寿命也较长，但是效率目前只能达到60%，还有待进一步提高，安装起来也需要花费更多的精力。

他强调，这些结论只是针对风光储输示范工程2年多时间内所获得的数据而言，未来的运行状态如何还有待时间的考验。同时，他反对用简单公式，通过简单的加减乘数来评价储能电站的经济性。

“不能简单的说一种电池的经济性优于另一种电池，因为目前我们所有的结论都是依据2年多来各种电池的运行数据。没有足够的数据作为支撑，并且在化学电池边界条件发生变化的情况，储能电站的成本会发生很大的变化。”

同时，他认为，电池的经济性要充分考虑电池的折旧，从目前的运行数据来看，由于很难得出电池在生命周期内的各项数据，因此任何用简单的加减乘除的公式，将储能电池的成本简单计算出来都是不科学的，也是不负责任的做法。

在他眼里，实际上每一种电池都具有各自的优缺点，各自适用于不同的场合。要满足电力系统对电池储能高效、寿命长、经济性好、可靠性高的条件，储能行业还有一段路要走。

来小康曾经提出，储能电池要真正实现商业化，必须同时满足电池循环寿命达到5000次及以上、单位发电成本低于1500元/kW˙h，能源转换效率在80%以上，才有商业化的可能。

“目前电池的单项指标都能实现，但是要满足双向指标，尚存在一些困难。”来小康表示，很多电池生产厂家表示，其生产的电池的循环寿命能够达到5000次，但是成本却居高不下；或者有的生产厂家表示成本能满足低于1500元/kW˙h，但是循环寿命离5000次相差甚远，能源转换效率也低于80%。

因此，来小康强调，储能的技术进步是进入商业化应用的前提，他依然坚持“2020年，储能技术应用将迎来拐点”的观点，在此之前，他认为储能行业的发展没有捷径可以走，“只有脚踏实地不断推进储能技术水平的提升，迎来技术发展的拐点，最终储能才能迎来大规模的应用。”

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　　不甘平“钒”

　　普能公司在储能领域继续前行

2013年，虽然储能行业的领军企业A123、XtremePower相继破产，部分储能示范项目停运，但作为全钒液流储能电池行业的领军企业，北京普能世纪科技有限公司(以下简称“普能公司”)依然坚守在储能领域。

“未来我们将继续专注全钒液流储能电池的技术开发和应用拓展，在用户端运维好已交付项目，全心全意帮助客户在储能项目中获取价值，积累储能项目运行经验；同时我们也会专注于新技术、新产品开发，不断提高产品性价比，尽快实现储能产品的商业化。”普能公司总工程师、国家863计划全钒液流电池项目首席专家黄绵延博士对该公司的发展前景充满信心。

　　立足中国制造，布局全球示范工程

自从2009年收购加拿大公司——VRBPowerSystem之后，普能公司迅速成长为全钒液流储能电池领域的领袖企业。普能公司现拥有了钒电池领域40多项覆盖全球的专利，掌控了全球钒液流电池领域超过50%的核心技术专利，范围涵盖核心电堆设计、电解液配置、系统集成设计，以及在风力发电、离网供电系统和智能电网等领域的应用。

对产品进行本地化生产是普能公司在完成对VRBPowerSystem的收购以后开展的重点工作之一，在随后的几年时间内，普能公司相继开展了国内生产线建立，关键材料以及核心部件的本地化工作，促进产品的成本得到很大程度的下降。

“同2009年相比，目前我们产品的成本已经下降了60%以上。”黄绵延博士对这几年普能公司在成本控制方面所取得成果表示欣慰。“随着市场需求量迅速增加，我们的电池成本还可以有更大的下降空间。在目前的基础上，再下降三分之一是很有可能实现的。”

除了产品成本，影响全钒液流电池储能技术商业化的另一障碍是客户对产品特性缺乏了解，包括应用特性和可靠性。为推广全钒液流储能电池应用并证明产品可靠性，普能公司在全球实施了多个示范性项目，在积累了“一手”商业储能项目建设、运营经验的基础上，其针对客户需求进一步完善了清晰的产品技术开发路线。

“目前，我们在全球拥有7个兆瓦级的储能示范项目，40多个千瓦级储能项目，是全钒液流电池行业在全球实施项目最多的企业。”黄绵延博士表示。

从2009年到2012年，普能公司在中国、美国、德国、西班牙、韩国、斯洛伐克、意大利、奥地利、印度、印尼和匈牙利等国家，开展了多个涉及可再生能源平滑输出、离网加油站供电方案、微电网应用研究、储能应用研究的千瓦级储能示范项目，实现了储能为偏远地区离网加油站供电、可再生能源集成、减少柴油与发电机维护成本、提高发电量与电网利用、提高储能系统开发利用等多种储能应用的功能。

同时，普能公司实施的中国张北国家风光储输8？MW˙h示范项目、美国犹他州PacifiCorp2？MW˙h储能项目、美国加州Gills洋葱厂3.6？MW˙h项目、西班牙纳瓦拉省微电网研究项目、韩国济州岛能源研究院智能电网项目和印尼松巴岛海岛微电网项目等，均在业界引起了极大关注。

通过这些储能项目的投运，普能公司向外界证明了钒液流电池在储能领域大有用武之地。“在储能应用领域，全钒液流电池技术与其他电化学储能技术相比，最大的优点是安全可靠、使用寿命长。”黄绵延博士表示。

作为大规模储能电池有三个基本要求：高安全性、生命周期性价比高、生命周期环境友好。作为当前储能的首选技术之一，全钒液流电池储能系统安全性高，运行过程中电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出，再通过热交换排至系统之外。并且，钒液流电池的电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液，系统运行安全性高。

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除了具备安全性高的优势之外，钒液流电池储能系统的功率和容量相互独立，可以进行独立设计；除此之外，液流电池的优势还表现在电池电压一致性好、可靠性高、循环寿命长，电解质溶液半永久性使用且容量可恢复。

在储能项目运行中，全钒液流电池系统无任何污染排放；服务周期结束后，全钒液流储能系统绝大部分材料仍可循环利用，回收便利不污染环境，可实现全生命周期中环境友好。

正因为全钒液流电池储能系统拥有上述诸多优点，黄绵延博士认为全钒液流电池技术未来在储能行业具有巨大的发展潜力。

　　积极促进储能大规模应用

目前成本是影响液流电池大规模商业化应用的一个重要因素，在黄绵延博士看来，技术升级、规模化生产和产业支持政策可有效解决这一问题。

以光伏产业为例，10年前，在太阳能电池的转换效率没有取得实质性突破，再加上太阳能电池片的生产规模较小的情况下，光伏发电的成本居高不下。但是，近年来，随着技术水平的提升以及产业规模的扩大，光伏发电的成本下降很快，不仅实现了平价上网，同时也成为各国发展可再生能源的首选之一。

关于如何提升我国储能行业的技术水平、扩大储能的应用规模的问题，黄绵延博士认为，首先应该鼓励建设配置储能系统的新能源电站，并积极推广储能系统在分布式发电、智能城镇、海岛离网供电等场合的应用。

同时，他建议对储能项目给予一定的财税政策，“如在储能设备采购中给予30%~60%投资补贴，同时，鼓励应用储能的电站优先并网。”他同时建议应该开始储能电站的电价研究，将储能电站发电电价定为1.5~2元/kW˙h，储能电站吸纳电网的超需供电价定为0.5元/kW˙h，并且要保证储能电站协助电网吸纳的超需供电有第一优先并网输配权。

黄绵延博士表示，目前普能公司特别关注欧美市场，主要原因是这些市场已经针对储能系统应用制定了相应的补贴、鼓励政策。依靠已有多个示范项目的运行经验和技术成本优势，普能公司在国外储能项目的竞标中也具有很强的竞争力。

在看好国外市场的同时，他更加坚信，储能产品一定会迎来在中国市场大规模应用的那一天。

　　以用户为中心各方携手推动储能产业发展

伴随海岛可持续能源体系的搭建、分布式发电及微网领域的发展，我国储能产业面临着更多的商机。据《储能产业研究白皮书2014》预测，到2020年，我国储能市场规模将达1.37亿kW(其中包括抽水蓄能、储热等技术)。

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面对如此巨大的市场，目前业内各企业在做哪些工作？在推动储能产业发展过程中，如何注重用户的体验？未来还需在哪些方面做出努力？带着这些问题，媒体记者采访了7位行业协会的专家及企业代表。

记者：在储能领域，无论是行业协会还是公司，都在进行诸多探索，以推动产业的发展，能否讲述一下目前开展的相关工作？

　　中国可再生能源学会国际合作中心执行主任李军：

由于海岛电价比较高，而且从经济性来说有较好的发展前景，美国已经有大规模储能系统与岛屿电网相结合的案例。我们也在这一领域进行了一些分析和有益的探索。比如，我们正在推动中美岛屿微网的研究项目。这个项目是在美国基金会的支持下，由兴业太阳能、北京市太阳能研究所、中航锂电以及夏威夷大学等企业和高校共同开展的课题。目前该课题在珠海和夏威夷都有示范项目，每个项目的规模在3MW左右，希望有兴趣的企业可以参与其中，和我们一道努力，推动储能产业的发展。

　　北京索英电气技术有限公司总裁王仕城：

一方面，储能有助于推动分布式项目的发展。一旦拥有了储能，实现大规模分布式发电的目标将不再是梦想。另一方面，储能可以做独立的供电系统。但要做到上述两方面，都需要进一步实现储能的工程化。索英电气正在通过示范工程和实验项目，做出这方面的努力。

同时，作为中关村储能产业技术联盟副理事长，我一直在呼吁，储能产业的发展需要企业联合起来一起努力，共同扎实地做好工作。毋庸置疑，我们要尽快发展技术，但同时我们更要稳，不能急功近利。因为只有做好示范工程，才能树立起人们对储能的信心，这是比赚钱更有意义的事情。如果我们的项目做不好，业内会认为储能是不可持续的，这将对行业造成很大打击。相信通过大家共同的努力，推动产业的稳步前进，储能将拥有光明的未来。