在我國2005年的《可再生能源產業發展指導目錄》中，第一次規定了“電網企業應發展和應用智能電網、儲能技術”。十二五、十三五時期，我國現代能源體系不斷發展，能源結構調整，儲能體系戰略地位提高，儲能產業迎來了發展窗口期，尤其是隨著新能源汽車產業的發展，電化學儲能迎來了新的發展機遇。

然而我們也清晰的看到，全球儲能電站事故頻發，儲能產業也面臨很多挑戰。

我國能源發展的趨勢

能源是國家安全與經濟發展的根本物質保障，對國家政治和經濟有著重要的推動和塑造作用。能源安全關系著國家經濟安全和對外戰略，也影響能源地緣政治和國際能源市場。

一、全球能源安全現狀

2020年以來，新冠肺炎疫情肆虐，全球經濟受到沖擊，中美貿易戰升級，能源產業面臨諸多挑戰。

首先，國際政治和經濟局勢動蕩，能源供需格局變化較大，國際石油價格劇烈波動，對能源安全產生較大影響。一些國家正積極調整能源結構，規避能源發展給能源安全帶來的不確定性和風險。

其次，技術革新引起新一輪工業革命，某些國家通過能源技術創新，意圖引領能源產業革命，滿足其自身能源需求及消費方式的更新迭代。我國盡管在儲能、智能電網、節能電池領域的技術創新勢頭迅猛，但一些關鍵核心技術仍存在“卡脖子”的情況，影響了我國能源產業的長遠發展。

第三，多國“碳中和”目標確定，低碳化調整倒逼能源轉型，“可再生能源+儲能”已成為實現碳中和的重要路徑，也反過來促進了儲能產業加速發展。

第四，全球氣候劇變，一方面高溫嚴寒導致能源需求增量，另一方面降雨帶的北移對根據歷史氣候特征布局的全球風電和水電設施構成挑戰，少風缺水將影響全球能源供給。我國瀾滄江和金沙江上游今年降雨量偏低、來水較少，導致四川、云南和湖北的水電供給明顯減少，2021年8月水電產量分別同比下滑6.9%、2.8%和15.9%。

二、我國能源產業發展趨勢

2020年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。

“十四五規劃”中明確了到2030年，我國非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，并且要大力發展可再生能源，優化能源供需結構，建立新型電力系統，努力實現新時代的能源安全。

面對全球能源產業變革，新冠疫情的沖擊和“雙循環”經濟格局構建等挑戰和機遇，我國能源行業進入關鍵發展階段。

首先，將積極推進綠色低碳轉型，深化落實“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略，構建現代能源體系，提高能源效率。

其次，積極調整能源供給和消費結構，平衡國內市場與國際市場的關系，保障能源安全。

第三，加強技術創新投入，對能源重點領域關鍵技術卡脖子問題抓緊攻關。

第四，建立能源儲備機制，平抑能源市場波動。尤其是對外依存度較高影響能源安全的領域，積極研究并部署儲備和調峰能力建設。

第五，面對可再生能源發電對新型電力系統的構建存在較大挑戰，研究“可再生能源+儲能”模式需要的技術、人才及宏觀政策并提前部署。

發展電化學儲能的必要性

2021年3月，習近平總書記主持召開中央財經委員會第九次會議，對推動碳達峰、碳中和作出全面動員和系統部署，并明確指出要著力構建以新能源為主體的新型電力系統，將形成源網荷儲一體化的新形態，電化學儲能將在新型電力系統中發揮重要作用。

一、電化學儲能的范疇和特點

儲能技術是指利用大容量且能實現快速充放電的儲能設施裝置或物理介質將能量存儲起來的技術，主要有物理儲能、電化學儲能、儲熱和儲氫、電磁儲能等。其中，電化學儲能是利用化學反應直接轉化電能的裝置，是以鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池為主的電化學儲能技術。電化學儲能在智能電網、能源互聯網中的應用貫穿整個電力系統，在發電、輸電、用電等環節均有應用領域。

二、電化學儲能發揮的重要作用

1.促進“3060目標”實現

隨著全球各主要國家陸續宣布實現碳中和目標時間節點，太陽能、風能等可再生能源將實現全面發展。但這類可再生能源，受地理環境影響較大，在時空上具有間歇性和分布不均的特點，如直接并網運行將對電網產生較大沖擊。而儲能系統作為能量存儲和轉化設備，成為支撐能源革命的關鍵技術。

“3060目標”是我國新時期高質量發展的關鍵目標，國家發展改革委、國家能源局《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》明確了，到2025年實現新型儲能從商業化初期向規模化發展轉變，裝機規模達3000萬千瓦以上。到2030年，實現新型儲能全面市場化發展。新型儲能在推動能源領域碳達峰碳中和過程中發揮顯著作用，也是打通新型電力系統產業鏈的關鍵要素。

2.實現電力供需平衡

可再生能源高比例接入電網后，增加了電網調峰、調頻的壓力。儲能的加入，可以保持電網高效安全運行和電力供需平衡。一方面，在大規模可再生能源發電環節，儲能系統有利于削峰填谷，使不穩定電力平滑輸出；第二方面儲能可替代部分昂貴的調峰機組，實現調峰的功能，提高系統效率。第三方面在輸配電環節，儲能系統能起到調峰和提高電網性能的作用，可以增強電網的抗沖擊能力，提高調解幅度，更好地實現供需平衡。

3.實現電力系統調節

隨著大規模可再生能源電站的持續建設，電力系統的負荷波動不斷變大，對調節能力的需求也隨之增強。有效利用儲能系統，一方面，可將風電和光伏發電的電力出力波動由12%～30%降至3%，與火電出力波動無異。另一方面，大規模儲能系統可以成為解決風電和光伏發電的并網與消納問題的鑰匙。

三、電化學儲能在電力側應用廣泛

在電力系統中，電化學儲能的應用場景可以分為電源側、電網側和用戶側。在電源側，電化學儲能技術的運用可以實現根據電力需求的特點、市場價格等因素調節可再生能源電廠出力，減少“棄風、棄光”現象，同時還可以調節可再生能源發電的波動，改善電能質量；在電網側，電化學儲能技術的運用可以達到削峰填谷、平衡供需的作用，在一定程度上改進電力調度方式，促進可再生能源和電網的協調優化；在用戶側，電化學儲能技術的運用有助于降低度電電費和容量電費，提高分布式可再生能源發電就地消納的比例，同時提高供電可靠性。

比如，出現故障時，電池可以作為備用電源為用戶提供電能；在調峰時，電池可以根據發電和用電情況及時響應調度指令，改變其出力水平；電池還可以利用峰谷電價的差價為用戶節省開支。

電化學儲能發展面臨的挑戰

一、我國近年儲能政策

2021年前，我國儲能相關政策主要以各省市為主體發布，大多涉及可再生能源并網，參與輔助服務市場以及補貼政策等方面。在“3060目標”下，國家部委層面出臺了多方面政策，覆蓋了電力系統各環節。

2021年4月21日，國家發展改革委、國家能源局發布了《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》。

一方面，提出健全新型儲能價格機制，建立電網側儲能獨立電站容量電價機制，逐步推動儲能電站參與電力市場，研究探索將電網替代性儲能設施成本收益納入輸配電價回收。完善峰谷電價政策，為用戶側儲能發展創造更大空間。

另一方面，明確新型儲能獨立市場主體地位。研究建立儲能參與中長期交易、現貨和輔助服務等各類電力市場的準入條件、交易機制和技術標準，加快推動儲能進入并允許同時參與各類電力市場。因地制宜建立完善“按效果付費”的電力輔助服務補償機制，深化電力輔助服務市場機制，鼓勵儲能作為獨立市場主體參與輔助服務市場。

針對發生的儲能電站事故等問題，2021年8月24日，國家發改委、能源局發布《電化學儲能電站安全管理暫行辦法（征求意見稿）》，首次提出針對電化學儲能安全關系的制度設計，包括項目準入、生產與質量控制、設計咨詢、施工及驗收、并網及調度、運行維護、退役管理、應急管理與事故處置等內容，將成為安全管理的上層制度。但是還需出臺配套的標準給行業予以指導和規范。

二、電化學儲能發展現狀

根據中關村儲能產業技術聯盟（CNESA）全球儲能項目庫的不完全統計，截至2020年底，全球已投運儲能項目累計裝機規模191.1GW，同比增長3.4%。其中，電化學儲能的累計裝機規模僅次于抽水蓄能，為14.2GW；在各類電化學儲能技術中，鋰離子電池的累計裝機規模最大，為13.1GW，電化學儲能和鋰離子電池的累計規模均首次突破10GW大關。

截至2020年底，中國已投運儲能項目累計裝機規模35.6GW，占全球市場總規模的18.6%，同比增長9.8%，漲幅比2019年同期增長6.2個百分點。其中，電化學儲能的累計裝機規模位列第二，為3269.2MW，同比增長91.2%；在各類電化學儲能技術中，鋰離子電池的累計裝機規模最大，為2902.4MW。

盡管電化學儲能在“3060目標”下迎來的發展的機遇，但是也面臨的很多的挑戰。

三、電化學儲能發展面對的挑戰

1.電化學儲能電站發生事故頻發

2018年至今，韓國儲能行業發生23起嚴重火災，其中14起發生在充電后，6起發生在充放電過程中，3起是在安裝和施工過程中。2019年4月19日，美國亞利桑那州APS公司的儲能電站發生燃爆，在救援實施過程中再度發生爆炸，致使8名消防員受傷。2021年4月，北京南四環國軒福威斯光儲充技術有限公司的25MWh國軒高科磷酸鐵鋰電池儲能電站發生火災和爆炸，導致兩名消防員犧牲，一名受傷，是近年國內儲能電站發生的最嚴重的事故。

目前電化學儲能電站發生事故主要包括火災、爆炸、中毒、觸電等。引起火災的原因主要包括:鋰電池過充過放、短路、受擠壓，電池內部正負極與電解液發生放熱反應，導致電池熱失控火災等。頻發的事故給高速發展的儲能行業敲響了警鐘，運行安全不容小覷。

2.儲能技術發展存在困境

隨著“3060目標”提出，可再生能源發電比例逐漸增多，對電力系統靈活性要求提高，世界各主要國家紛紛出臺舉措推進儲能技術研發。2020年12月美國能源部發布《儲能大挑戰路線圖》，提出將在儲能技術開發、儲能制造和供應鏈、儲能技術轉化、政策與評估、勞動力開發五大重點領域開展行動，實現到2030年滿足美國市場需求并達到全球儲能領域領導地位。歐盟委員會發布了“2030電池創新路線圖”系統提出了未來儲能發展的戰略目標。

我國儲能技術發展不均衡，核心技術有待突破，尤其是在電解液、離子交換膜等技術與國際領先水平相比仍有較大差距，且缺乏國家級的上層規劃和指導，影響了儲能產業的市場化發展。

3.缺乏安全管理規范和行業標準

近年來儲能電站布局加速，但在電站建設和運營安全管理方面還缺乏制度規范和具體標準。特別是近年來我國儲能電站建設中存在低價中標、忽視安全和質量的現象，導致劣幣驅逐良幣，給我國儲能行業的穩健發展埋下了隱患。2021年，國家能源局先后發布了《新型儲能項目管理規范（暫行）》《電化學儲能電站安全管理暫行辦法（征求意見稿）》對儲能安全管理進行了綱領性指導，但相關細化標準規范尚未出臺，安全管理、應急處置還缺乏指導，亟需頒布相關國家標準和行業標準。

4.前期項目規劃和設計存在缺陷

電化學儲能電站的選址定容、電池技術路線確定，檢修運維便利性、消防設計等方面需要系統的構思和整體設計。前期儲能電站發展較快，個別項目存在設計人員技術偏弱，技術標準不統一等問題，導致個別前期建設的電站存在功能安全設計缺陷等。未來需要制定相關政策，對前期電站進行運行狀態監測，統一摸排問題，對項目設計或安全狀態不滿足技術要求的，組織評估論證和整改，避免出現重大事故。

5.盈利模式單一，成本仍較高

近年來，盡管我國多部門鼓勵儲能參與削峰填谷、電力輔助服務、調頻等，但是由于缺乏明確的市場化機制和價格機制，儲能很難進入電力市場。

一方面，成本較高仍是儲能行業發展的障礙，“十三五”期間儲能的度電成本為0.4～0.6元/度，“十四五”期間隨著儲能技術的提升，度電成本有望下降。

另一方面，儲能產業市場機制尚不完善，儲能參與市場交易、結算、調度、并網等的價格規則并不明確，價格補償機制尚無有標準。“誰為儲能買單”成為大家都不愿面對的問題。總體來說，儲能盈利模式單一，市場化機制沒有形成，對投資者吸引力不高，制約了儲能產業的長遠發展。

電化學儲能發展的思考

“3060”目標下，未來將構建以新能源為主體的新型電力系統，電化學儲能規模將不斷增長。面對挑戰，我們對電化學儲能的發展進行了思考并提出以下建議。

一、加強核心技術研發

我國雖然在電化學儲能制造上努力追趕歐美等先進國家，但在儲能電池機理研究、關鍵材料制造等核心技術方面與發達國家相比仍有一定差距。進入十四五時期，需要加大電化學儲能技術研究力度，解決關鍵技術“卡脖子”的問題。

一方面，加大電化學儲能技術的研發投入，降低電池成本，提高電池組壽命，促進電池回收再利用，提高電站安全運營性能。

第二方面，重視技術與應用場景的銜接，研究開發與不同應用情境需求接軌的電化學儲能設備，提高技術轉換度。

第三方面，研究不同的可應用于制造電池核心組件的材料，發展便于回收再利用的新型儲能電池技術。

第四方面，加大電化學儲能與其他儲能系統混合應用的研究力度，例如“熱儲能+電化學儲能”“飛輪+電化學儲能”等。

二、完善政策、標準體系和行業規范

近年來電化學儲能領域出臺了一系列政策，形成了涵蓋基礎通用、規劃設計、設備及試驗、施工及驗收、并網及檢測、運行及維護等方面的電化學標準體系，部署了一批示范工程。

然而，在技術研發、產業布局、安全控制等方面尚缺乏頂層制度設計、中長期規劃、以及具體標準和指引。為促進電化學儲能行業穩健安全發展，建議對十四五時期新型電力系統建設、儲能發展進行統籌規劃。

一方面，制定儲能發展中長期規劃，匹配新型電力系統建設及相關行業和領域的規劃，如可再生能源發電、智能電網發展規劃等，形成完整的新型電力系統發展路線圖。

另一方面，制定儲能相關技術標準和管理規范，建立儲能電站的技術標準和設計、建設、運行監測和安全管理標準等，并適時配套建立儲能裝置的回收管理機制。

三、完善消防安全機制，建立應急體系

儲能作為戰略性新興產業，是增強能源系統供應安全性、靈活性、綜合效率的重要環節，是支撐能源轉型的關鍵技術之一，亟需保障建設、運營安全，因此需要構建具有儲能特色的消防安全機制和應急管理體系及相關標準，從設計、使用等多個方面降低熱失控概率，并在系統管理層面增加應急救援機制，建立電池熱失控預警模型，制定電池系統安全防護體系和防護裝置關聯控制策略，加快制定和完善電化學儲能電站消防安全有關標準等。

四、打造成熟商業結構，建立投資回收機制

在現行電力體制下，儲能主要是參與調頻輔助服務獲利，或通過峰谷電價差獲利，但應用場景的回收機制和商業模式尚不完善。在電源側，參與電力市場的價格機制尚不完善；在電網側，投資回收機制不清晰；在用戶側，盈利形式單一，建設成本較高，社會化資本投資意愿不強。

為推動儲能產業市場化，一方面，探索適應儲能行業發展的商業模式，加快市場化步伐，對成本與收益分配和流動的公平性和激勵性進行研究，明確投資回收機制，促進盈利多元化，提高各方投資的積極性。另一方面，建立儲能產業激勵機制，吸引社會資金進入，同時研究和設立儲能專項發展基金，提供融資和金融服務政策支持，以及相關的投資與稅收優惠政策等。第三方面，對市場化電力交易機制進行規劃，制定我國的國家峰谷電價政策。

打造高效安全的電化學儲能產業，不僅是實現我國“3060目標”的重要途徑，也是打造新型電力系統的保障，是未來電網安全穩定運行的需要。面對挑戰，建立適合現階段電化學發展的制度和標準，不斷完善安全管理機制，促進電化學儲能項目商業化，市場化運作，對于踐行我國綠色發展理念，帶動儲能產業發展，推進儲能核心技術自主創新，落實“四個革命，一個合作”國家能源安全發展戰略具有重要意義。（趙昕劼）

來源：能源雜志