儲能是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是支撐新能源大規(guī)模應(yīng)用從而推動碳中和的必要條件。從當(dāng)前儲能技術(shù)的發(fā)展來看，鋰電儲能是最接近大規(guī)模商業(yè)化的一種新型儲能技術(shù)。本文分析了鋰電儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，研究了鋰電儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和市場規(guī)模，提出了促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的對策建議。
一、鋰電儲能發(fā)展現(xiàn)狀
1. 1 鋰電儲能具備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢
目前，市場上約有十幾種儲能技術(shù)，每種技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷。抽水蓄能屬于大規(guī)模、集中式儲能，其技術(shù)非常成熟，儲能運(yùn)行成本較低，但受地形限制嚴(yán)重，建設(shè)周期長、建設(shè)成本高，因此無法滿足戶用儲能等應(yīng)用場景，未來發(fā)展空間可能受限。而電化學(xué)儲能尤其是鋰電儲能不受自然條件影響，且充電速度快、放電功率高、系統(tǒng)效率高，發(fā)展?jié)摿Ω螅俏磥淼闹攸c(diǎn)發(fā)展方向。
我國鋰電儲能產(chǎn)業(yè)綜合競爭優(yōu)勢明顯。近年來我國鋰電池行業(yè)保持了良好發(fā)展勢頭，2020 年全球各類鋰電池出貨量為 294. 5 GW·h，同 比 增 長31% ，尤其是安全性更好的磷酸鐵鋰儲能電池產(chǎn)量全球占比接近 100% ，這為鋰電儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著骨干企業(yè)迅速成長，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)日益顯現(xiàn)，鋰電儲能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性更加可行。此外，隨著新能源革命、交通革命在全球范圍內(nèi)深入發(fā)展，鋰電儲能未來將有望與電動汽車產(chǎn)業(yè)高度融合，形成良性互動的發(fā)展格局。
1. 2 鋰電儲能在新增市場中已占據(jù)主導(dǎo)地位
2015 年以來，隨著鋰電儲能系統(tǒng)的制造成本和維護(hù)成本不斷下降、儲能設(shè)備容量及壽命不斷提高，鋰電儲能開始得到大規(guī)模的應(yīng)用，成為儲能產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展趨勢和主要?jiǎng)恿Α?015—2020 年，全球鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)量從 483. 5 MW 提升至 13 100 MW，增長 27. 1 倍; 鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)量占總量比例從0. 3% 迅速提升到 6. 9% 。從中國的數(shù)據(jù)看，2015—2020 年我國鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)量從 69. 6 MW 提升至 2 902. 4 MW，增長 41. 7 倍; 鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)量占總量的比例從 0. 3% 迅速提升到 8. 2%。從新增裝機(jī)情況看，2020 年全球新增儲能規(guī)模中鋰電儲能占比達(dá)到 71. 5%，已成為市場的絕對主力。2020 年中國新增儲能規(guī)模中鋰電儲能占比也接近一半，達(dá)到了47. 6% ; 在新增電化學(xué)儲能規(guī)模中，鋰電儲能占比達(dá)到 97. 7%，處于絕對領(lǐng)先地位。在資本市場上，儲能技術(shù)公司的風(fēng)險(xiǎn)投資也大部分用于鋰電儲能。
隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟和發(fā)展壯大，鋰電池成本迅速下降。彭博新能源財(cái)經(jīng)( BNEF) 的調(diào)查報(bào)告表明，受益于鋰電池的成本下降，電池儲能系統(tǒng)的成本已從 2012 年近 800 美元/kW·h 降至2019年的 187 美元/kW·h，下降幅度為 76% 。據(jù) WoodMackenzie 的分析報(bào)告，到 2025 年，鋰電儲能系統(tǒng)的成本將以每年 6% ～ 8% 的幅度持續(xù)下降。國內(nèi)磷酸鐵鋰儲能電池價(jià)格已降至 0. 5 ～ 0. 7 元/kW·h，鋰電儲能系統(tǒng)的生命周期成本已低于鉛酸蓄電池。
二、鋰電儲能發(fā)展趨勢
2. 1 鋰電儲能產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長
“十三五”時(shí)期，我國鋰電儲能技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，廠商加緊布局，應(yīng)用在不斷深化，業(yè)務(wù)快速發(fā)展，鋰電儲能產(chǎn)業(yè)開始步入商業(yè)化初期，鋰電儲能對于能源體系轉(zhuǎn)型的重要作用已經(jīng)顯現(xiàn)和得到初步驗(yàn)證。展望“十四五”，新基建、能源變革、電氣化進(jìn)程、大規(guī)模可再生能源的接入和電力體制改革的進(jìn)一步深化，都將給儲能產(chǎn)業(yè)和市場創(chuàng)造巨大的商機(jī)，鋰電儲能將迎來爆發(fā)式增長。
圖 1 鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模
“十四五”綠色低碳發(fā)展和雙碳戰(zhàn)略將加快拉動鋰電儲能產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張，隨著壽命和安全性能的持續(xù)提升、成本的持續(xù)降低，鋰電儲能在電力系統(tǒng)和新基建相關(guān)領(lǐng)域的需求越來越大，預(yù)計(jì)到 2025 年，我國鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 50 GW( 包括儲能電站、5G 基站和新基建其他領(lǐng)域等) ，市場空間約 2 000億元; 預(yù)計(jì)到 2035 年，我國鋰電儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 600 GW( 圖 1) ，市場空間約 2 萬億元。
2. 2 長壽命、高安全性的磷酸鐵鋰電池是未來儲能市場主力軍
目前，商用鋰電池正極材料主要有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元體系。相比消費(fèi)類電池和動力電池，儲能電池對能量密度要求不高，但是對安全性和使用壽命的要求較高。相較于其他體系電池，磷酸鐵鋰電池具有高安全性、長循環(huán)壽命和低成本等優(yōu)勢，更符合儲能電池需求。無論從目前的應(yīng)用情況還是將來的發(fā)展趨勢來看，未來儲能市場的主力軍是磷酸鐵鋰電池，特別是長壽命磷酸鐵鋰電池( 循 環(huán) 壽 命≥10 000 次) 。
磷酸鐵鋰電池成本大幅下降后，正在迅速占領(lǐng)傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的市場。2021 年以來，中國移動、中國鐵塔等公司基站用儲能電池的招標(biāo)大部分選用磷酸鐵鋰電池。與鉛酸蓄電池相比，磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命更長，而且更加環(huán)保，單次循環(huán)使用成本不到鉛酸電池的 1 /3，因此替代鉛酸電池是大勢所趨。
2. 3 車網(wǎng)融合移動儲能未來空間巨大
電動化已成為全球汽車行業(yè)發(fā)展的大勢所趨，未來數(shù)量巨大的電動汽車充電設(shè)施接入電網(wǎng)后會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)高峰期電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行集中充電時(shí)，可能會導(dǎo)致電網(wǎng)容量不足的情況發(fā)生，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而通過車網(wǎng)融合移動儲能方式，大量電動汽車可作為分布式移動儲能單元，為電力系統(tǒng)提供可觀的靈活性資源，既可以有效、合理地分散電動汽車的充電負(fù)荷，又能夠平衡峰谷用電實(shí)現(xiàn)收益，還可以有效提升電力系統(tǒng)對波動性可再生能源的消納能力。
《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃( 2021—2035 年) 》提出加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)( V2G) 能量互動，促進(jìn)新能源汽車與可再生能源高效協(xié)同。從發(fā)展規(guī)模看，目前我國新能源汽車動力電池累計(jì)裝機(jī)量超過200 GW·h，遠(yuǎn)超電化學(xué)儲能容量。到 2035 年，全國電動汽車保有量有望達(dá)到 1 億輛，動力電池保有容量達(dá)5 000 GW·h以上，退役動力電池 300 ～ 500 GW·h/a，若能夠?qū)崿F(xiàn)儲能領(lǐng)域充分融合調(diào)度，完全有能力與大規(guī)模可再生能源形成供需協(xié)同，對我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和能源革命形成有力支撐。目前，車網(wǎng)融合移動儲能尚處于起步階段，技術(shù)突破和商業(yè)模式是決定未來發(fā)展的主要因素。
三、鋰電儲能發(fā)展對策建議
3. 1 強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃引領(lǐng)
結(jié)合碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求，將儲能充分納入國家能源體系統(tǒng)籌規(guī)劃，明確優(yōu)先支持鋰電儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。聚焦安全性、經(jīng)濟(jì)性等關(guān)鍵因素，研究制定國家層面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和中長期發(fā)展規(guī)劃，爭取在相關(guān)規(guī)劃中將儲能納入能源或電力的頂層設(shè)計(jì)，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)。
3. 2 完善促進(jìn)鋰電儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策機(jī)制
在政策方面，可借鑒美國、德國、日本、澳大利亞等補(bǔ)貼政策，研究設(shè)立包括但不限于增值稅優(yōu)惠、所得稅抵免、投資補(bǔ)貼、電價(jià)補(bǔ)貼、貸款優(yōu)惠、產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等扶持政策。探尋合理的價(jià)值實(shí)現(xiàn)方式和回報(bào)機(jī)制，逐步形成合理化的費(fèi)用傳導(dǎo)機(jī)制，推動儲能充分參與電力市場。建立完善的監(jiān)管機(jī)制，盡快出臺安全、環(huán)保等方面的監(jiān)管政策，防范安全和環(huán)境隱患。
3. 3 推動關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)集成
重點(diǎn)研究高安全性電池材料體系、低成本化制備、能效提升和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，積極開發(fā)引領(lǐng)未來發(fā)展的下一代前沿技術(shù)。強(qiáng)化儲能系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)，針對新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式能源和電動汽車等領(lǐng)域的需求，開發(fā)應(yīng)用先進(jìn)系統(tǒng)集成、能量管理與智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)深度融合、協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，提升整體效率和增加綜合效益。
3. 4 強(qiáng)化儲能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和項(xiàng)目管理
建立與國際接軌的涵蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備及試驗(yàn)、施工及驗(yàn)收、并網(wǎng)及檢測、運(yùn)行與維護(hù)、梯次利用與回收等各應(yīng)用環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)體系，重點(diǎn)推進(jìn)安全、質(zhì)量與環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)的制定。深入開展安全質(zhì)量檢測和認(rèn)證，培育建設(shè)一批儲能綜合檢測平臺和認(rèn)證機(jī)構(gòu)。強(qiáng)化項(xiàng)目全生命周期管理，保障鋰電儲能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
4 結(jié)束語
儲能是支撐新能源大規(guī)模開發(fā)利用的必要條件，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。近年來儲能裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其中鋰電儲能憑借著充放電速度快、綜合效率高、技術(shù)實(shí)用性強(qiáng)、受限因素少等優(yōu)點(diǎn)，在近幾年的裝機(jī)中占比非常大，成為儲能的主力軍。本文梳理了我國鋰電儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)及現(xiàn)狀，分析了鋰電儲能發(fā)展趨勢，提出了相關(guān)對策建議，希望通過以上研究能夠?yàn)橐龑?dǎo)鋰電儲能產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供參考和借鑒。(作者：楊俊峰 余躍 于娟 王曦)
