中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著風(fēng)光新能源裝機(jī)占比的提升，新能源“三性”（隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性）對(duì)于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的沖擊成為世界各國不得不面對(duì)的難題。
中國2023年VRE（可變可再生能源）占比是15.8%，這一數(shù)據(jù)在2030年可能達(dá)到25.4%甚至更高。根據(jù)國際能源署關(guān)于VRE占比的六個(gè)階段劃分，中國VRE滲透率正處于第三階段（10%~30%），必須得有儲(chǔ)能來進(jìn)行配合新能源消納，需求側(cè)管理也是重要的組成，在這一階段，電力系統(tǒng)凈負(fù)荷曲線會(huì)呈現(xiàn)出“鴨子曲線”的形狀。
丹麥、愛爾蘭、德國等少數(shù)國家VRE占比已處于第四階段（30%～50%），在高VRE發(fā)電量下，供電的魯棒性遇到挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)凈負(fù)荷曲線由“鴨子曲線”變化為“峽谷曲線”?！皪{谷曲線”會(huì)帶來長時(shí)間的盈虧，如果沒有長時(shí)儲(chǔ)能，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建將十分困難。
國際長時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)和麥肯錫此前的一份合作評(píng)估則顯示，預(yù)期到2030年時(shí)長8小時(shí)的儲(chǔ)能在功率上占比30%，容量上占比50%，24小時(shí)以上的儲(chǔ)能將在2030年以后迅速得到提升。
總體而言，世界各國新能源裝機(jī)占比越來越高，電力系統(tǒng)對(duì)大規(guī)模長時(shí)儲(chǔ)能的需求也越來越迫切。
長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)亟待發(fā)展
協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山此前提到，現(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)尤其是長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)仍然不足，嚴(yán)重影響新能源產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，中國新型儲(chǔ)能的平均儲(chǔ)能時(shí)長僅為2.2小時(shí)，短時(shí)儲(chǔ)能無法單獨(dú)應(yīng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定和電力需求波動(dòng)的挑戰(zhàn)。
長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)涵蓋范圍很廣，包括物理儲(chǔ)能（抽水蓄能、重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能）和電化學(xué)儲(chǔ)能（氫儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)能）。其中物理儲(chǔ)能具備壽命與成本優(yōu)勢，電化學(xué)儲(chǔ)能具備電能轉(zhuǎn)換效率高和建設(shè)周期短的優(yōu)勢。
不過，很多時(shí)候產(chǎn)業(yè)界討論長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)時(shí)并不將傳統(tǒng)的抽水蓄能考慮在內(nèi)，因?yàn)槌樗钅苁艿劫Y源有限、建設(shè)周期長、投資成本高、場景需求高等限制，無法滿足電力系統(tǒng)對(duì)長時(shí)儲(chǔ)能的需求。
另一項(xiàng)較為成熟儲(chǔ)能技術(shù)路線鋰離子電池，由于其儲(chǔ)能時(shí)長較短，也時(shí)常被排除在受政策扶持的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之列。如今年9月5日，美國能源部清潔能源示范辦公室就開放了1億美元的聯(lián)邦資金申請，支持非鋰電池技術(shù)、10小時(shí)以上放電系統(tǒng)和固定儲(chǔ)能應(yīng)用的試點(diǎn)規(guī)模的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，旨在推動(dòng)非鋰長時(shí)儲(chǔ)能（LDES）技術(shù)的成熟度，推進(jìn)其商業(yè)化進(jìn)程以及大規(guī)模應(yīng)用，以滿足電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性需求的增長。
當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)界較為看好的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)是液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能以及氫儲(chǔ)能，不過這些技術(shù)也都處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段，技術(shù)尚未完全成熟，初始投資成本較高，有待進(jìn)一步降本提效。
美國長時(shí)儲(chǔ)能搶占鰲頭
長時(shí)儲(chǔ)能一般從VRE高、調(diào)節(jié)性資源單一地區(qū)優(yōu)先開始布局。從實(shí)際應(yīng)用來看，全球儲(chǔ)能市場長時(shí)趨勢明顯，但不同地區(qū)發(fā)展階段亦不相同，美國平均儲(chǔ)能時(shí)長為3.3h，中國平均儲(chǔ)能時(shí)長為2.1h，歐洲及亞非拉新興市場國家平均儲(chǔ)能時(shí)長為2h。
中國長時(shí)儲(chǔ)能剛剛起步，尚未形成商業(yè)模式。據(jù)高工產(chǎn)研（GGII）數(shù)據(jù)顯示，截止2023年底，國內(nèi)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目平均儲(chǔ)能時(shí)長2.1小時(shí)。隨著可再生能源占比提升，電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力增大，配儲(chǔ)由鼓勵(lì)引導(dǎo)發(fā)展為并網(wǎng)標(biāo)配，比例從10%~20%逐步上升至15%~30%，配儲(chǔ)時(shí)長也從1-2小時(shí)提升至4-5小時(shí)。2023年以來，河北、西藏、內(nèi)蒙古、上海、新疆等10余省更是明確提出配置4小時(shí)以上長時(shí)儲(chǔ)能，推動(dòng)4小時(shí)以上儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
現(xiàn)階段美國加州是全球唯一連續(xù)3年（即將4年）大規(guī)模采用長時(shí)儲(chǔ)能（≥4H）的地區(qū)。8月26日，美國加州公用事業(yè)委員會(huì)CPUC就曾表示，加州將征集高達(dá)2GW的長時(shí)儲(chǔ)能資源,作為2031年至2037年期間部署10.6GW新興清潔能源技術(shù)集中采購的一部分。他們要求其中1GW為多日/周持續(xù)時(shí)間儲(chǔ)能（36~160h），另外1GW為日間長持續(xù)時(shí)間儲(chǔ)能（12~36h）。
美國市場也孕育了一批長時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的初創(chuàng)公司，其中Form Energy日前就宣布已經(jīng)完成了4.05億美元的F輪融資。Form Energy致力于將一種專有的鐵-空氣電池技術(shù)商業(yè)化，已開發(fā)了一種旨在經(jīng)濟(jì)高效地提供100小時(shí)持續(xù)時(shí)間的儲(chǔ)能的電池技術(shù)。
歐洲方面，中國能源研究會(huì)常務(wù)理事李俊峰日前曾指出，歐洲可再生能源發(fā)電占比已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)臄?shù)量級(jí)，突破50%大關(guān)，被業(yè)內(nèi)人士稱之為“狼已經(jīng)來了”，其中德國風(fēng)光發(fā)電占比超過50%，西班牙超過50%，丹麥超過了70%。這些國家似乎沒有配置太多的儲(chǔ)能，但也解決了問題，他們的燃煤發(fā)電利用小時(shí)數(shù)低于1500，中國還是超過4500。這里面很多不是技術(shù)問題，而是機(jī)制、成本的問題。
長時(shí)儲(chǔ)能面臨的六大難點(diǎn)
現(xiàn)階段，長時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展仍然收到外部運(yùn)行環(huán)境和機(jī)制（電力系統(tǒng)和商業(yè)模式）方面的制約，內(nèi)部產(chǎn)業(yè)和技術(shù)也有待進(jìn)一步提升，且前者為當(dāng)前階段的主要影響因素。
高工儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）調(diào)研顯示，在外部運(yùn)行環(huán)境和機(jī)制方面，長時(shí)儲(chǔ)能面臨的挑戰(zhàn)可細(xì)分為三個(gè)方面：一是市場的規(guī)則、商業(yè)化的機(jī)制方面，對(duì)長時(shí)儲(chǔ)能運(yùn)營的相關(guān)制度制定、市場機(jī)制等有待補(bǔ)充，且2h的鋰電儲(chǔ)能、以及兩部制前的抽蓄相關(guān)制度和機(jī)制都尚未完全打通，更何況4h及以上長時(shí)儲(chǔ)能。
二是光伏與長時(shí)儲(chǔ)能的耦合關(guān)系：長時(shí)儲(chǔ)能只有與光伏深度耦合才能體現(xiàn)最大的價(jià)值，現(xiàn)有規(guī)則下（包括CAISO市場）單一資產(chǎn)的收益&成本拼不過組合資產(chǎn)PV&S。
三是與抽蓄的競合關(guān)系：截至2023年底，中國抽蓄累計(jì)裝機(jī)51.4GW，2030年規(guī)劃120GW；老玩家已早早就位，新玩家需立足補(bǔ)充占位和差異化競爭。
在產(chǎn)業(yè)和技術(shù)方面，長時(shí)儲(chǔ)能面臨的挑戰(zhàn)也可分為三個(gè)方面：一是產(chǎn)品全壽命周期性能方面，從全壽命周期角度，效率、壽命、溫控等均有待提升，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造應(yīng)圍繞長時(shí)間性能穩(wěn)定和保障。
二是價(jià)格與成本方面，液流、壓縮空氣、氫儲(chǔ)能等長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線面臨著初期投資高成本、運(yùn)維成本高等難點(diǎn)，降本增效仍然是產(chǎn)業(yè)鏈參與者。
三是產(chǎn)業(yè)鏈完備方面：液流電池、壓縮空氣、氫儲(chǔ)能等長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線仍需持續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)和材料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化、國產(chǎn)化，相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化配套也亟待完善。
