鑽石舞台

文丨澤平宏觀

上半年，新能源汽車銷售224.8萬輛，增長一倍以上，今年預計600萬輛，滲透率超過27%，去年是13.6%。在全球雙碳和能源轉型的大背景下，新能源相關的行業產業是未來經濟最有希望的、最具爆發力的領域。全球新能源行業發展主要包含三大主線賽道領域：從電動化到智能化，從煤電到綠電+儲能，從鋰電池到氫能源電池。

一是新能源相關的消費者應用領域，主要包括新能源汽車、新能源電池、智能駕駛等。新能源車應用蓬勃發展，快速滲透，未來從電動化到智能化，軟件定義汽車時代即將來臨。

二是新能源相關的清潔電力能源建設領域，包括電源工程、電網系統建設，未來將從煤電到「綠電+儲能」。現在的新能源汽車並非最終解，甚至帶有偽新能源的概念，主要以煤電為主，未來「綠電+儲能」的模式才算真正的新能源，最終夢想，主要包括可再生發電和電力綜合利用領域，比如風電、光伏等上游清潔能源替代，比如新能源友好併網的新一代電網、新型儲能等。進行新能源類的電源工程建設，可以均衡能源結構，提高非化石能源在一次能源消費中比重，有助於進一步提升國家能源安全。

三是新能源相關的電池技術領域，從鋰電池到氫能源電池，未來發展高資源自給率、成本可控、市場化商用進程可落地的多元化電池技術路線是時代的必然選擇。

「綠電+儲能」開啟新能源第二大賽道。儲能，簡單來說，就是通過介質或設備，把能量存儲起來，在需要時再釋放。儲能是新一代電網可靠性建設的關鍵裝備，通過和電源側、電網側、用戶側系統深度協同，可以充當發電側和用電側之間的「緩衝墊」，通過減少棄電、削峰填谷、電網調頻、平滑輸出等「緩衝路徑」發揮關鍵作用。可以應對新能源發電隨機性、波動性和碎片化，解決新能源電力消納問題，調峰調頻安全穩定保障電網運行。戶用、工商用等多場景儲能深化發展，有效緩解全球能源價格高企、海外電價高增等問題。儲能系統和電力系統的各個環節融合發展，是實現新型電力系統建設的關鍵一環。

新能源市場增量空間巨大、競爭格局未定，未來還將有一次大洗牌，鹿死誰手，尚未可知。放眼長遠，當下不投新能源，就像20年前沒買房，未來能夠革新能源命的只有新能源自己。

2020年以來，一是全球煤炭、天然氣代表的「傳統發電能源」價格驟增，二是風電、光伏等「非穩定性發電」的占比提升，全球電力供給和電力需求不平衡問題伴隨而來。

這種不平衡問題體現在三個方面：

1）「數量」上的不平衡，即新能源發電量和用電量曲線不能實時匹配問題。受制於資源稟賦本身，風光等自然資源在一天內是非均衡分布的，發電高峰與用電高峰不同。

2）「質量」上的不平衡，即發電的瞬時波動性、間歇性和電網調節能力不匹配問題。風電、光伏等新能源發電形式加劇了發電的日內波動性、瞬時波動性和間歇性，對電網調頻能力和安全穩定性提出了更高的要求。

3）「價格」上的不平衡，即標杆電價、中長期交易電價存在一定滯後性。一方面，傳統火電企業用煤成本高增，卻無法做到在收入端通過電價即時傳導，被動「拉閘限電」；另一方面，新能源電力價格也無法完全反映實時的電力供需結構。

儲能系統為解決上述三個不均衡提供了條件。

用電數量方面，儲能實現了在不需要的時候將能量存儲，在需要時再將能量釋放的過程。儲能技術正在改變電力的生產、傳輸和使用等各個環節必須同步完成的模式。就像大容量版的「充電寶」，在用電低谷時，可以作為負荷充電，在用電高峰時，可以作為電源釋放電能。

用電質量方面，儲能可以做到快速、穩定、精準的充放電調節，能夠為電網提供調峰、調頻、備用、需求響應等多種服務，是構建彈性電力系統建設的重要一環，實現「電網-儲能」的更友好互動。

用電價格方面，隨着儲能項目逐步參與電力現貨市場交易，未來除參與調峰調頻等輔助服務進行營收外，還可以利用在負電價和高電價不同時段購電放電以獲得電量價差營收。解決峰谷價差大問題，減少用戶側電費成本，促進電力現貨交易市場化更進一步發展。

儲能作為新型電力系統建設的重要一環，是「源網荷儲」的一大重要環節。儲能一邊連接了能源生產，一邊連接了能源消費使用，覆蓋電力生產及調配的各個環節，實現了對傳統電網系統服務升級和服務增值，為傳統以「源網荷」為主體的產電-輸電-用電系統提供重要補充。在新能源占比逐漸提高的電力系統中，起到了進一步優化系統資源配置的重要作用。

十四五期間，對能源新技術、新模式、新業態建設方面提出了更高要求。國家和地方多部門陸續出台了多項儲能行業發展支持政策，大力推動儲能行業發展，政策聚焦多種技術推進、儲能項目落地、電價機制完善等重大領域。

根據《「十四五」能源領域科技創新規劃》，到2025年，主流儲能技術要總體達到世界先進水平，電化學儲能、壓縮空氣儲能技術要進入商業化示範階段。我國新型儲能建設主要覆蓋兩大目標：

一是要針對電網削峰填谷、可再生能源併網等應用場景，發展大容量、長時間儲能器件與系統集成，即能量型和容量型儲能。包括鋰離子電池、鉛碳電池、高功率液流電池、鈉離子電池、大規模壓縮空氣、機械儲能、儲熱蓄冷、儲氫等。

二是要針對增強電網調頻、平滑間歇性可再生能源功率波動，以及容量備用等應用場景，開展長壽命、大功率儲能器件和系統集成研究，即功率型和備用型儲能。包括超導、電介質電容器等電磁儲能，電化學超級電容器、高倍率鋰離子電池、飛輪儲能等。

不同技術類別的儲能設施有不同適用場景。例如鋰電池、抽水蓄能等容量能量型產品適配調峰場景，飛輪儲能等功率型適配調頻場景。由於充放電倍率和終端需求不同，各技術類型儲能系統之間的通用性有限，發展多元化儲能路線具有必要性和迫切性。

從技術原理來看，當前儲能技術路徑主要有物理機械儲能、電化學儲能、電氣儲能、熱儲能等幾大關鍵類別。物理機械儲能涵蓋抽水蓄能、壓縮空氣儲能與飛輪儲能；電化學儲能按正負極材質不同，分為鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池與液流電池等，其中鋰離子電池為當前主流選擇；電氣儲能包含超導儲能與超級電容儲能；化學儲能主要有電解水制氫儲能、合成天然氣儲能等；熱儲能包含熔融鹽儲能與儲冷等。

在眾多技術中，物理機械儲能中的抽水蓄能、電化學儲能中的鋰電池儲能是當前儲能發展的主流選擇。從市場主流程度來看，一是在存量裝機中，抽水蓄能占比最高。根據CNESA全球儲能數據庫，2021年全球儲能總裝機205GW，抽水蓄能占比86%，達177GW。電化學儲能裝機占比10%，約達21GW。二是在新增裝機中，電化學儲能增量最快。2021年全球新增儲能裝機13GW，抽水蓄能占比40%，新增5.3GW，電化學儲能占比57%，新增7.5GW。

抽水蓄能，是利用水作為儲能介質，通過電能與勢能相互轉化，實現電能的儲存和管理。用電低谷時，利用過剩電力，將水從低標高水庫抽到高標高水庫；在電網峰荷時，高標高水庫放水，回流至低標高水庫，推動水輪發電機釋放電能。具體看，抽水蓄能是當前技術最為成熟、最具經濟性的儲能方式，適用於大規模調峰與長時間調頻。抽水蓄能主要圍繞電網公司展開，受地理環境制約較大、建設周期較長。

電化學儲能按正負極材質不同，分為鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池等，鋰離子為當前主流路線，鈉離子電池、全釩液流電池等儲能技術路線也在蓬勃發展。電化學儲能能量轉換效率較高，響應速度較快，能有效滿足電力系統調峰調頻需求，功率與能量可根據不同應用需求靈活配置，幾乎不受地理位置等環境因素影響。此外，釩電池電解液安全性更高、鈉電池鈉元素資源存儲豐富，未來多類電化學儲能技術將協同發展，近期寧德時代等企業開始在新技術路線領域領航布局。

3 中國儲能：突破新能源時代發電用電的短板環節

在新型電力系統中，新型儲能可以在發電側、電網側、用戶側各類場景深化應用。

3.1 電源側儲能：「清潔電量搬運工」

新能源風電、光伏發電量攀升，在社會用電量中占比高增。2021年，全國光伏發電量為3259億千瓦時，同比增長25.1%；全國風電發電量為6526億千瓦時，同比增長40.5%。風電、光伏累計發電量共9785億千瓦時，同比增長35.0%，占全社會用電量的比重達到11.7%，首次突破10%以上。

但與此同時，棄風和棄光電量的絕對量增長顯著。2021年，全國棄風電量206.1億千瓦時，棄光電量67.8億千瓦時。棄電總量約為267.48億千瓦時，同比高增約22.7%。西藏、青海等省份棄光率較高，光伏利用率僅為86.2%、80.2%。未來，隨着電力供給結構向風光傾斜，新能源發電量大幅上漲，棄風和棄光電量將在未來一段時間保持上升趨勢，新能源發電消納上網問題仍不容小覷，需要積極運用儲能系統解決棄電問題。

在電源側，儲能系統將是電源調峰、削峰填谷的重要抓手，成為「清潔電量的搬運工」。未來一段時間，我國電力供應結構仍將以燃煤發電為主，「傳統+新能源」混合發電模式並行。在用電低谷時，燃煤機組可進行靈活性調節，整體發電降至最小出力限制附近。但如果此時的發電供給仍高於電力需求，則傳統能源端無法進一步調節，只能從新能源端選擇棄光、棄風。儲能系統加入後，彈性調度、源網荷儲互動成為可能。在風電、光伏的發電高峰時段內，儲能系統「充電」，消納新能源電量，有效降低棄光率；在無風、無光時，儲能系統「放電」，支撐電力系統正常運行。

儲能有利於平滑可再生能源輸出，減少新能源風電光伏的棄風棄光，提高新能源電力併網消納水平。《關於加快推動新型儲能發展的指導意見》提出，要「大力推進電源側儲能項目建設」，布局配置儲能的新能源電站，保障新能源高效消納，為電力系統提供容量支撐及一定調峰能力。

3.2 電網側儲能：「安全穩定有保障」

在傳統火電、水電系統中，發電機與電力系統強耦合，可以提供系統慣量，維持頻率相對穩定。而在風電、光伏發電系統中，新能源電力通過電力電子控制器設備連接到電網，一是系統自身慣性相應能力弱，調頻能力差，二是新能源發電本身就具有瞬時波動、間歇、不可預測等特徵。當新能源發電大量併網，會增加電網的波動，如果電網調節能力不匹配，電網頻率穩定將面臨挑戰，電網安全性將受到衝擊。

相對於傳統調頻，儲能系統的爬坡能力強，響應速率和調節速率快、調節精度高，可有效避免調節延遲、調節偏差、調節反向等問題，綜合調頻能力較優。諸如飛輪儲能等新儲能系統加入調頻輔助市場，可以有效保障電網安全穩定運行。《關於加快推動新型儲能發展的指導意見》提出，要「積極推動電網側儲能合理化布局」，在大規模高比例新能源及大容量直流接入後，提升系統靈活調節能力和安全穩定水平。

儲能調頻，作為電網輔助服務的重要部分，市場化的交易程度較高。儲能主體可以通過市場化競標方式執行電網調頻指令，調頻性能優異度決定了項目盈利可行性。衡量儲能系統的綜合調頻能力主要看k值，主要受響應速度（K1）、調節速率（K2）、調節精度（K3）影響，其中調節速率（K2）是最重要指標。二次調頻是當前儲能參與調頻的主要環節，價格機制比較成熟。未來相關主體參與市場一次調頻，相關機制也將逐步落地。2022年6月，《南方區域新型儲能併網運行及輔助服務管理實施細則》明確「誰提供、誰獲利，誰受益、誰承擔」原則，電力用戶參與一次調頻、二次調頻、調峰等輔助服務的補償費用由發電企業、市場化電力用戶等所有併網主體共同分攤。《山西電力一次調頻市場交易實施細則（試行）的通知》提出，鼓勵新能源企業通過雙邊協商交易向獨立儲能運營商購買一次調頻服務。

3.3 用戶側儲能：「多元場景促發展」

在能源轉型趨勢下，新能源併網終端更多，終端用電需求更廣，用戶需求也將從「用上電」向「用好電」升級。「以電代油」、「以電代煤」等電能發展戰略持續推進，2022年上半年，新能源車產銷增速快速增長，市場滲透率超過20%，市場保有量正式突破1000萬輛。未來，工商業、產業園、港口岸、空調、電採暖、電動汽車、充電樁等多元化電力需求側響應的市場潛力巨大。未來新型電力系統的負荷結構將更加多元化，用戶側對電力智能控制、雙向互動的需求更加深入，用戶側儲能引領電力需求側變革具備必然性。

歐美戶儲場景拉動新需求，全球用戶側儲能發展潛力巨大。2020年以來，全球能源價格高漲，海外通脹高企、歐美電價大幅高增。在此背景下，居民用電成本居高不下，激化了海外戶用儲能需求爆發。根據IHS Markit數據，2021年歐洲戶用儲能裝機達1717MWh，同比增長60.2%。根據美國清潔能源協會ACP數據，美國在2022年上半年新增5GWh電池儲能，同比增速超30%。通過「光伏+儲能」模式，戶用儲能大幅節省海外家庭購電用電費用。中國供應商在全球戶用儲能系統中的光伏組件、逆變器、電池電芯等核心環節占據重要位置。2022年1-6月，太陽能電池組件累計出口額223億美元，同比增長96%；逆變器出口31億美元，同比增長47%；鋰電池出口同比增長75%以上。

用戶側儲能多場景融合發展，廣泛涵蓋工業園區、商業中心、數據中心、5G通訊基站、充電設施、分布式新能源、微電網等各類終端用戶。例如，在工商業場景中，儲能作為備用電源在保證特殊情況下電力供應的同時，也為工商業企業節省用電費用。國家能源局要求「工商業廠房屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低於30%」，光儲協同促進本地能源生產與用能負荷基本平衡，光儲一體化是未來重要方向。

用戶側儲能深化發展，催生新技術和新商業模式，諸如虛擬電廠等。虛擬電廠可以聚焦用戶側資源，依託大數據、雲計算、人工智能、區塊鏈等技術，運用通信、計量、算法調度等手段，將居民用戶側、工商業用戶側、分布式新能源設施等儲能系統資源智能相連。統一調度管理，分析、控制並優化系統運行，參與電網服務獲取應用收益，最終實現發電、用電資源的高效利用。

4 未來儲能：發展趨勢與展望

1、規範完善促進儲能行業發展的各項標準，營造良好發展環境，是中國儲能行業實現長遠健康發展的根基所在。

深化研究完善促進儲能發展的相應行業標準，包括產品設備技術質量標準、安全強制性檢測認證制度標準、規劃設計與調度運行標準等，充分考慮新型儲能在發輸配用等環節的協同融合。

一方面，按儲能發展與安全運行需求，完善行業准入條件與交易機制標準。建立健全儲能全產業鏈技術標準體系，儲能設備製造、建設、安裝、運行監測的安全標準與管理體系要具體針對不同應用場景，加強儲能應用與現行能源電力系統相關標準的銜接。2022年6月，國家能源局《防止電力生產事故的二十五項重點要求》提出，中大型化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。

另一方面，規範多類型電池儲能電站大數據中心運營標準，搭建電池溯源機制、大數據遠程管控與智能運維系統。對儲能電池，尤其是梯次利用儲能電池，建立電池一致性管理與溯源系統，取得相應資質機構出具的安全評估報告，並建立在線監控平台，實時監測電池性能參數，定期維護與進行安全評估，是保證儲能配置安全性與可靠性的重要一環。

建立可實現整個生命周期追溯與查詢的碳足跡，推動儲能電池出口環節。從上游材料生產製造、運輸到儲能電池全生命周期使用、退役，注重控制碳排放，能夠有效滿足具備嚴格碳排放政策的海外市場需求，儲能電池產業鏈碳足跡認證體系是衡量國際競爭力的重要指標。

2、探索儲能新商業模式，如共享儲能、雲儲能、儲能聚合，是未來加快市場化節奏的關鍵創新。

在運營模式方面，除了自建和購買之外，新能源電站也可以用租賃等形式配置儲能，發揮儲能「一站多用」的共享作用。通過建設共享儲能交易平台和運營監控系統，通過市場化方式合理分配收益，新能源電站可減輕前期資本開支，投資方可獲取後期運營租賃費。

在投資主體方面，吸引多類主體入場，開展新模式探索，加速市場化進度。比如發電企業、儲能運營商可以聯合投資等。這樣可以將原本由新能源電站配建的儲能，轉由社會資本集中建設。

用戶需求側方面，探索諸如虛擬電廠等新型電力信息化管理模式，利用數字化技術，對分布式儲能設施開展平台聚合利用。比如企業用戶、綜合能源服務商可以根據用戶負荷特性，自主建設用戶側儲能；第三方虛擬電廠運營主體可以將規模化但是分散的小微主體聚合起來，實現需求側響應，主動削峰填谷，優化區域電網負荷，實現源荷雙向互動。

3、發展較高資源自給率的儲能技術路線，如鈉離子電池、全釩液流電池、氫儲能等，是加強我國能源安全與強化儲能全產業鏈控制能力的重要一環。

當前我國已建成了以抽水蓄能、鋰電池為主體的儲能產業鏈，但鋰電池中鎳鈷等資源稀缺、外部依存度較高，將成為繼續選擇鋰電池為主的儲能發展路徑的潛在風險因素。因此，發展較高資源自給率的多元化儲能技術路線是未來的必然選擇。

儲能電池發展多元化技術路線，要兼顧資源可得性、成本控制和市場化商用進程等多個層面。一是要注重資源可得性，鈉離子電池、鎂離子電池、全釩液流電池的原料資源豐富，其中，中國鎂、釩資源豐富，鎂產量占據全球70%以上，釩產量在全球占比高達66%。氫儲能可以通過利用多餘電量電解制氫並將其用於發電，原料易得且可無限次循環利用。資源端有保障，能夠有效分散當前行業對於鋰、鎳、鈷等資源的依存度。二是要突破多元電池技術在市場化商用推進層面的短板，比如要找到兼顧經濟型與安全性的鈉離子電池負極材料；有效解決鎂基電池電壓滯後、正極材料鈍化問題，使其化學性質更加穩定，具備更高的安全性；有效解決氫儲能在儲能周期中損失約60%的初始電能問題，提高運氫儲氫安全性與儲存效率。既能實現高資源自給率的儲能技術發展，又能實現關鍵技術環節突破短板，推進商用化大規模落地。

重點扶持具備高資源自給率的儲能技術發展，加大資源勘探力度，動員生產企業、科研機構等主體參與開發和商用。以資源稟賦為基礎條件，提高資源自主供應能力，通過政策傾斜與投資扶持推動相關技術發展，助力能源保障和能源轉型並進。

深度挖掘系統集成關鍵儲能技術。深化產學研用協同創新，開展示範應用，重點推動大容量、長周期儲能、核心技術裝備研發與系統集成以及儲能安全防護的技術攻關。

4、深化發展市場化電價機制，進一步完善電力現貨交易，是新增多樣化輔助品種、推動儲能多元主體加速入場的有效保障。

電力現貨交易由於其實時交易、實時結算特性，可以更好反映市場供需和成本，更好地發現價格。完善峰谷電價政策，落實分時電價、尖峰電價，推進電力現貨交易，有效利用峰谷價差，為用戶側儲能發展創造更大市場空間。一方面，電力現貨交易推進儲能主體對新能源發電的消納，另一方面，通過有效利用市場峰谷價差，為儲能項目盈利打開空間。

完善儲能主體參與電力輔助服務市場機制，允許新型儲能作為市場主體註冊、交易。建立電網側、用戶側電價機制，在電網側，制定電網側儲能收費電價核價範圍，建立電網側獨立儲能電站容量電價機制。推動快速調頻、爬坡、慣量支撐、備用等新型多樣化儲能品種作為市場主體參與電力市場交易。在用戶側，建立電力市場用戶可調負荷參與市場的分擔共享新機制，支持用戶側儲能資源參與電力系統調節服務，明確服務補償範圍和分擔責任，培育更多合格的電力現貨市場參與主體。

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