碳中和:儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的歷史性機(jī)遇

文章來(lái)源:中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟碳交易網(wǎng)2021-03-13 21:46

    2020年9月,中國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上承諾:二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“30·60目標(biāo)”)。
 
    碳達(dá)峰是指碳排放規(guī)模達(dá)到峰值后逐步下滑的過(guò)程,碳中和則是指二氧化碳的人為排放量和消除量相抵消,最終達(dá)到凈碳排放為零的效果。
 
    從碳排放來(lái)源看,能源消費(fèi)二氧化碳排放占我國(guó)二氧化碳排放總量的近九成,占溫室氣體凈排放量的近八成。因此能源領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型對(duì)于碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。而在能源領(lǐng)域中,電力部門(mén)的碳排放又約到占四成,且占比逐年增高。在電氣化的大趨勢(shì)下,電力系統(tǒng)走向零碳發(fā)展將是實(shí)現(xiàn)“30·60目標(biāo)”之中的一大關(guān)鍵。
 
    因此,2020年12月,中國(guó)又在氣候雄心峰會(huì)上進(jìn)一步承諾:到2030年中國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右,風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。
 
    作為支撐可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),儲(chǔ)能將迎來(lái)跨越式發(fā)展新階段。
 
    “30·60目標(biāo)”之下,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)如何抓住這一歷史性機(jī)遇?2021年4月14-16日,儲(chǔ)能聯(lián)盟年度盛會(huì)第十屆“儲(chǔ)能?chē)?guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”(ESIE2021)將以“支撐國(guó)家雙碳新戰(zhàn)略,共謀儲(chǔ)能跨越式發(fā)展”為主題,沿襲“會(huì)、展、賽”3+N融合互動(dòng)的形式,匯聚一線儲(chǔ)能企業(yè),邀請(qǐng)全球儲(chǔ)能領(lǐng)域產(chǎn)、政、學(xué)、研各界精英逾萬(wàn)人匯聚盛會(huì),凝識(shí)聚力共商儲(chǔ)能發(fā)展大勢(shì),推動(dòng)儲(chǔ)能市場(chǎng)化長(zhǎng)效機(jī)制建立。
 
    儲(chǔ)能支撐高比例可再生能源發(fā)展
 
    根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2020年中國(guó)風(fēng)電光伏累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)5億千瓦,到2030年風(fēng)電、光伏要實(shí)現(xiàn)裝機(jī)容量12億千瓦的目標(biāo),未來(lái)十年還需實(shí)現(xiàn)約7億千瓦的增長(zhǎng),即每年7000萬(wàn)千瓦。
 
    可再生能源行業(yè)普遍對(duì)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)態(tài)度樂(lè)觀。中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),“十四五”期間,國(guó)內(nèi)年均光伏新增裝機(jī)規(guī)模一般預(yù)計(jì)是7000萬(wàn)千瓦,樂(lè)觀預(yù)計(jì)是9000萬(wàn)千瓦。2020年400余家風(fēng)能企業(yè)代表聯(lián)合發(fā)布的《風(fēng)能北京宣言》提出,“十四五”期間,須保證風(fēng)電年均新增裝機(jī)5000萬(wàn)千瓦以上,2025年后,風(fēng)電年均新增裝機(jī)容量應(yīng)不低于6000萬(wàn)千瓦。
 
    單從數(shù)據(jù)來(lái)看,12億千瓦的目標(biāo)似乎能夠輕松實(shí)現(xiàn)。但電力低碳化不是簡(jiǎn)單的做加法,要克服風(fēng)電光伏的間歇性和波動(dòng)性,整體電力系統(tǒng)都需要發(fā)生轉(zhuǎn)變。儲(chǔ)能,正是轉(zhuǎn)型之中的關(guān)鍵技術(shù)。
 
    風(fēng)力光伏發(fā)電“看天吃飯”,缺乏可調(diào)節(jié)性。過(guò)去十多年,補(bǔ)貼政策帶動(dòng)了風(fēng)電光伏的高速發(fā)展,也把嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光問(wèn)題丟給整個(gè)電力行業(yè)。為了解決可再生能源的消納,電力系統(tǒng)窮盡各種手段,包括大舉建設(shè)電力外送通道,壓減火電發(fā)電空間,以消納空間確定投資空間等等。經(jīng)過(guò)數(shù)年努力,除了少數(shù)省份,中國(guó)大部分省區(qū)都已將棄風(fēng)棄光率控制在5%以下。
 
    但靚麗的成績(jī)背后仍然有深重的憂(yōu)慮。隨著發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,未來(lái)數(shù)十年風(fēng)力光伏發(fā)電將從補(bǔ)充能源逐漸演變?yōu)橹髁δ茉?,傳統(tǒng)火電機(jī)組將會(huì)增速放緩直至減少,這意味著電力系統(tǒng)對(duì)靈活性資源的需求將更加迫切。儲(chǔ)能是我國(guó)未來(lái)提升系統(tǒng)靈活性的重要、可靠的選擇之一。自2020年以來(lái),已有青海、內(nèi)蒙古、山東、湖南等近二十個(gè)省市出臺(tái)鼓勵(lì)新能源配套儲(chǔ)能的支持性文件。然而,真正落地的儲(chǔ)能配建項(xiàng)目大多依靠強(qiáng)制,風(fēng)電光伏企業(yè)往往是為了盡早并網(wǎng)拿到補(bǔ)貼,才選擇配建儲(chǔ)能。
 
    強(qiáng)制往往意味著不可持續(xù)。從發(fā)電行業(yè)角度看,建設(shè)儲(chǔ)能只增加成本不增加收益,發(fā)電企業(yè)缺乏動(dòng)力,只求用最小成本完成任務(wù);從儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)角度看,被迫卷入低價(jià)競(jìng)爭(zhēng),盡管企業(yè)短期內(nèi)獲得了項(xiàng)目,長(zhǎng)期來(lái)看行業(yè)得不到良性發(fā)展;從整個(gè)電力系統(tǒng)角度看,由于源網(wǎng)不協(xié)調(diào),儲(chǔ)能可能面臨缺乏規(guī)劃、建而不用等問(wèn)題,推高整個(gè)電力系統(tǒng)的消納成本。儲(chǔ)能與可再生能源如何高效協(xié)同發(fā)展,尚需面臨成長(zhǎng)過(guò)程中的陣痛。
 
    ESIE2021將舉辦“碳中和目標(biāo)下儲(chǔ)能與新能源融合發(fā)展路徑”、“儲(chǔ)能與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)”、“儲(chǔ)能安全與標(biāo)準(zhǔn)”等多場(chǎng)主題論壇,屆時(shí)將邀請(qǐng)行業(yè)專(zhuān)家與業(yè)界精英共同探討儲(chǔ)能在高比例可再生能源電力系統(tǒng)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
 
    頂層設(shè)計(jì)創(chuàng)造發(fā)展環(huán)境
 
    “30·60目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)整個(gè)電力領(lǐng)域的頂層設(shè)計(jì),將在這一過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的儲(chǔ)能同樣如此。
 
    頂層設(shè)計(jì),首先是規(guī)劃。
 
    “十四五”既是風(fēng)光“平價(jià)上網(wǎng)”的開(kāi)始,也是邁向“30·60目標(biāo)”的起點(diǎn),關(guān)于規(guī)劃編制的種種跡象已經(jīng)表明,國(guó)家層面各類(lèi)“十四五”規(guī)劃中,儲(chǔ)能的戰(zhàn)略地位進(jìn)一步明確和提升。
 
    2020年10月發(fā)布的《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》已明確提及“提升新能源消納和存儲(chǔ)能力”,此后多個(gè)省份公布的“十四五”規(guī)劃建議稿都在能源轉(zhuǎn)型、新能源發(fā)展等相關(guān)內(nèi)容中明確發(fā)展儲(chǔ)能項(xiàng)目促進(jìn)新能源發(fā)展。
 
    此外,國(guó)家能源局《可再生能源發(fā)展“十四五規(guī)劃》、《電力發(fā)展“十四五”規(guī)劃》、《能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》、《能源技術(shù)創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃》等多個(gè)規(guī)劃文件中,都將儲(chǔ)能提到前所未所有的戰(zhàn)略高度。這些頂層規(guī)劃將為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)十四五期間實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展的目標(biāo)創(chuàng)造更有利的發(fā)展環(huán)境。儲(chǔ)能聯(lián)盟深度參與國(guó)家多個(gè)儲(chǔ)能相關(guān)政策編制工作,推進(jìn)儲(chǔ)能在新的能源形勢(shì)下發(fā)揮更大的作用與價(jià)值。
 
    頂層設(shè)計(jì),市場(chǎng)機(jī)制必不可少。
 
    當(dāng)前,儲(chǔ)能所面臨的種種困境都與市場(chǎng)建設(shè)的不完善相關(guān)。“誰(shuí)受益,誰(shuí)付費(fèi)”的市場(chǎng)機(jī)制和補(bǔ)償機(jī)制尚未形成,可再生能源配置儲(chǔ)能的成本尚無(wú)合理的機(jī)制進(jìn)行疏導(dǎo),儲(chǔ)能獨(dú)立的市場(chǎng)主體地位還需政策進(jìn)一步細(xì)化予以保障在逐步完善峰谷分時(shí)電價(jià)政策的基礎(chǔ)上,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能若想實(shí)現(xiàn)多重收益,還需進(jìn)一步完善需求響應(yīng)機(jī)制。
 
    可喜的是,儲(chǔ)能正在受到越來(lái)越多的市場(chǎng)政策支持。發(fā)電側(cè),多省輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)不斷推進(jìn),山西廣東蒙西等地區(qū)儲(chǔ)能調(diào)頻收益可觀,青海省則探索“共享儲(chǔ)能”,允許獨(dú)立儲(chǔ)能電站與可再生能源開(kāi)展調(diào)峰交易;在電網(wǎng)側(cè),國(guó)家能源局對(duì)外認(rèn)可“部分電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能設(shè)施實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路、變電設(shè)備的投資替代,將其建設(shè)經(jīng)營(yíng)成本納入電網(wǎng)企業(yè)提供輸配電服務(wù)的費(fèi)用支出,具有一定的合理性”;在用戶(hù)側(cè),虛擬電廠機(jī)制正在探索,儲(chǔ)能也有望參與其中。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步和行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的話(huà)語(yǔ)權(quán)正在增強(qiáng)。
 
    如何保證儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃與電源、電網(wǎng)和清潔能源發(fā)展規(guī)劃的有效銜接?如何為儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展掃清制度障礙?儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)是什么?ESIE2021將聚焦十四五產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,助力國(guó)內(nèi)外企業(yè)把握政策動(dòng)向,峰會(huì)期間特設(shè)中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高峰對(duì)話(huà)、儲(chǔ)能領(lǐng)袖閉門(mén)會(huì)、并將舉辦十大主題論壇及專(zhuān)題研討會(huì),緊扣儲(chǔ)能發(fā)展脈搏,邀請(qǐng)行業(yè)頂級(jí)專(zhuān)家及領(lǐng)軍企業(yè)決策者分享最新觀點(diǎn)和研究,為產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)提供政策依據(jù)。屆時(shí)將有200位權(quán)威專(zhuān)家精英蒞臨演講,預(yù)計(jì)超過(guò)10000多位行業(yè)精英共同研討儲(chǔ)能大計(jì)。
 
    即將成為下一個(gè)世界第一?
 
    2021年,美國(guó)總統(tǒng)拜登上任第一天就立即宣布重返應(yīng)對(duì)氣候變化的《巴黎協(xié)定》,在前總統(tǒng)特朗普決定退出這一國(guó)際公約的幾年間,歐盟于2019年出臺(tái)的碳中和計(jì)劃,中國(guó)、日本和韓國(guó)于2020年底先后公布碳中和時(shí)間表。現(xiàn)在,美國(guó)重新加入,世界能源革命正在加速前進(jìn)。
 
    應(yīng)對(duì)氣候變化不僅是代際發(fā)展倫理問(wèn)題,也是國(guó)際政治議題,更是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域。氣候議題催生出的低碳經(jīng)濟(jì)是一個(gè)誘人的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),吸引大國(guó)之間不斷博弈。已有日本學(xué)者提出:“目前的國(guó)際秩序正圍繞著‘綠色’迅速發(fā)生變化,各國(guó)已經(jīng)圍繞綠色發(fā)展進(jìn)入產(chǎn)業(yè)政策的大競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代。”
 
    在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域,中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)花了十余年時(shí)間,從嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口,到實(shí)現(xiàn)制造業(yè)世界第一、光伏發(fā)電裝機(jī)量世界第一、光伏發(fā)電量世界第一,大幅降低了光伏發(fā)電成本,并牢牢把整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈握在中國(guó)手中。在汽車(chē)電動(dòng)化領(lǐng)域,中國(guó)強(qiáng)力推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展,動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能已達(dá)到世界第一,并繼續(xù)與日韓展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng),全球鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈目前主要集中在中日韓三國(guó)。
 
    而在電力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展上,國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)還尚未見(jiàn)分曉。中國(guó)的科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)是否能夠在儲(chǔ)能前沿技術(shù)和核心產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域,再次成為世界第一,值得期待。
 
    由于儲(chǔ)能是支持可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),目前歐美等國(guó)均十分重視電池及儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)。在中國(guó),“儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)技術(shù)”也已被科技部列入“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。
 
    鋰電池在目前的儲(chǔ)能應(yīng)用中占主導(dǎo)地位,其成本在過(guò)去十年也實(shí)現(xiàn)了快速下降。不過(guò),就各國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的雄心而言,鋰電池還不能包打天下。電力系統(tǒng)需要更大容量、更長(zhǎng)充放電時(shí)間、更長(zhǎng)壽命以及價(jià)格更低廉的儲(chǔ)能技術(shù),以支撐高比例可再生能源的發(fā)展。鋰電池儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱等技術(shù)都有可能在電力系統(tǒng)中創(chuàng)造價(jià)值??萍歼M(jìn)步將為儲(chǔ)能發(fā)展和碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)新的想象空間。
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