國(guó)際儲(chǔ)能市場(chǎng)最新發(fā)展動(dòng)向及趨勢(shì)

能源情報(bào)研究中心  邱麗靜

近年來(lái)，全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。全球主要儲(chǔ)能應(yīng)用國(guó)家普遍通過(guò)完善電力市場(chǎng)規(guī)則、提供補(bǔ)貼和投資稅收減免等措施支持儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展，并逐步降低儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的門檻。眾多儲(chǔ)能技術(shù)路線中，抽水蓄能是全球迄今為止部署最多的儲(chǔ)能方式，電化學(xué)儲(chǔ)能緊隨其后。從應(yīng)用場(chǎng)景看，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)主要應(yīng)用場(chǎng)景更加多元，應(yīng)用最多的是參與頻率調(diào)節(jié)市場(chǎng)，其次是參與能量時(shí)移。隨著鋰離子電池成本的快速下降，未來(lái)潛在的儲(chǔ)能市場(chǎng)空間更加廣闊。從電化學(xué)儲(chǔ)能細(xì)分技術(shù)類別看，未來(lái)15年，固定式儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用最多的仍將是鋰離子電池，而液流電池、鈉硫電池等技術(shù)則有望在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用中取得突破性進(jìn)展。本報(bào)告從全球及典型市場(chǎng)儲(chǔ)能部署、產(chǎn)業(yè)政策、熱點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等方面，分析了國(guó)際儲(chǔ)能市場(chǎng)最新發(fā)展動(dòng)向及趨勢(shì)，供參考。

一、全球儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展概況

基于已公布儲(chǔ)能項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，2019年，全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模為2.7吉瓦/5.5吉瓦時(shí)，全球宣布開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)能項(xiàng)目總規(guī)模為9.7吉瓦。2017年、2018年新增裝機(jī)容量分別達(dá)到4吉瓦、8吉瓦。綜合各機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2019年，雖然全球年度儲(chǔ)能裝機(jī)增速放緩，但仍穩(wěn)步增長(zhǎng)。

來(lái)自美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)（DOE Global Energy Storage Database）的更新數(shù)據(jù)顯示，截至2020年2月18日，全球包括抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱等在內(nèi)累計(jì)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模為191.15吉瓦（共1686個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），其中抽水蓄能181.12吉瓦（350個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、電化學(xué)儲(chǔ)能4.05吉瓦（1023個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、儲(chǔ)熱3.28吉瓦（220個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、其他機(jī)械儲(chǔ)能2.61吉瓦（80個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）、儲(chǔ)氫0.02吉瓦（13個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）（見(jiàn)圖1）。其中，抽水蓄能占全球儲(chǔ)能裝機(jī)總量的95%，電化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱各占2%左右，其他機(jī)械儲(chǔ)能占比約為1%。

圖1  2020年全球各儲(chǔ)能技術(shù)類型最新裝機(jī)及占比情況

從技術(shù)分布來(lái)看，抽水蓄能是全球迄今為止部署最多的儲(chǔ)能方式，是目前最為成熟、成本最低的儲(chǔ)能技術(shù)；其次是電化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱，電化學(xué)儲(chǔ)能是應(yīng)用范圍最為廣泛、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬?chǔ)能技術(shù)；飛輪儲(chǔ)能等機(jī)械儲(chǔ)能也存在較大的發(fā)展前景。目前，全球儲(chǔ)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)主要集中在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域。

從地區(qū)分布來(lái)看，2019年美國(guó)、中國(guó)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模居于全球前兩位，美國(guó)33.4吉瓦，中國(guó)32.3吉瓦。當(dāng)年新增規(guī)模中，歐洲裝機(jī)量新增1吉瓦時(shí)，較2018年的1.4吉瓦時(shí)下滑28.6%，韓國(guó)新增裝機(jī)約2吉瓦時(shí)，同比下滑50%。2018年韓國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量一度排名全球第一，這得益于韓國(guó)推行的可再生能源配額制以及電費(fèi)折扣計(jì)劃。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）全球儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，中國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量為32.3吉瓦，同比增長(zhǎng)3.2%，裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)速度有所降低。

從產(chǎn)業(yè)政策來(lái)看，美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、德國(guó)等國(guó)主要通過(guò)完善電力市場(chǎng)規(guī)則、提供補(bǔ)貼和投資稅收減免等措施支持儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展。在完善儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)規(guī)則時(shí)，不斷明確儲(chǔ)能功能定位，讓其獲得參與電力市場(chǎng)的合理身份，但不同國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能的定位存在差異。比如，2018年，美國(guó)將儲(chǔ)能列為獨(dú)立的電力資產(chǎn)；2019年6月，英國(guó)對(duì)儲(chǔ)能定義進(jìn)行修訂，將儲(chǔ)能系統(tǒng)歸類為發(fā)電設(shè)施。近年來(lái)，英國(guó)允許儲(chǔ)能參與容量市場(chǎng)，德國(guó)、澳大利亞等國(guó)降低進(jìn)入市場(chǎng)的儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模要求，縮短結(jié)算周期等，讓小型儲(chǔ)能供應(yīng)商有機(jī)會(huì)參與市場(chǎng)，并防止大儲(chǔ)能電站拆分成小單元參與競(jìng)價(jià)。這些國(guó)家總體上是降低儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的門檻，以鼓勵(lì)儲(chǔ)能發(fā)揮在電力系統(tǒng)中的多重作用。

二、國(guó)外儲(chǔ)能典型市場(chǎng)發(fā)展情況

近年來(lái)，隨著全球可再生能源開(kāi)發(fā)利用的規(guī)模加大，儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與突破也成為各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。目前，亞洲、歐洲、北美等地區(qū)國(guó)家紛紛部署儲(chǔ)能項(xiàng)目，并相繼出臺(tái)支持政策來(lái)促進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的研究與應(yīng)用。下面以美、英、澳、德四國(guó)為例，對(duì)典型市場(chǎng)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行分析。

1. 裝機(jī)規(guī)模

美國(guó)是全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早的國(guó)家，也是目前擁有儲(chǔ)能項(xiàng)目最多的國(guó)家，并擁有全球近半數(shù)的示范項(xiàng)目。截至2018年底，美國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到32.9吉瓦，占全球比重的18.2%，2019年又新增裝機(jī)523兆瓦。美國(guó)儲(chǔ)能協(xié)會(huì)和伍德麥肯茲（Wood Mackenzie）的數(shù)據(jù)顯示，在2019年第四季度部署的186兆瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能為103.8兆瓦，非住宅用戶側(cè)儲(chǔ)能為42.2兆瓦，而住宅儲(chǔ)能達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的40.48兆瓦，是2018年第四季度的兩倍。從地區(qū)上看，美國(guó)加州地區(qū)將繼續(xù)引領(lǐng)全美儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，夏威夷州、紐約州和德克薩斯州等地區(qū)的儲(chǔ)能市場(chǎng)也開(kāi)始呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢(shì)（見(jiàn)圖2）。

圖2  美國(guó)各州儲(chǔ)能部署分布情況

2. 產(chǎn)業(yè)政策與市場(chǎng)規(guī)則

戰(zhàn)略規(guī)劃與法規(guī)方面，2020年1月8日，美國(guó)能源部長(zhǎng)Dan Brouillette宣布啟動(dòng)儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)（Energy Storage Grand Challenge）以幫助開(kāi)發(fā)下一代儲(chǔ)能技術(shù)并將其推向市場(chǎng)，該計(jì)劃旨在確保到2030年美國(guó)成為全球儲(chǔ)能行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。美國(guó)前瞻性儲(chǔ)能政策的領(lǐng)導(dǎo)者是加州，加州在2013年就通過(guò)了一項(xiàng)計(jì)劃，要求所有的公用事業(yè)公司（IOUs）到2020年采購(gòu)1325兆瓦的儲(chǔ)能。2017年，加州公用事業(yè)委員會(huì)又發(fā)布了第2868號(hào)法案，要求IOUs額外采購(gòu)500兆瓦的分布式儲(chǔ)能。弗吉尼亞州和內(nèi)華達(dá)州也在2019年相繼提出儲(chǔ)能目標(biāo)。目前，美國(guó)制定或已實(shí)施儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)的州已經(jīng)達(dá)到八個(gè)。同時(shí)，美國(guó)各州正在解決立法、行政命令、監(jiān)管程序等眾多問(wèn)題，這些問(wèn)題將影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體成本和價(jià)值、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接過(guò)程。僅在2019年，美國(guó)各州的立法機(jī)關(guān)就審議了30多項(xiàng)與儲(chǔ)能部署相關(guān)的法案，十幾個(gè)州的監(jiān)管委員會(huì)處理了一系列影響儲(chǔ)能部署的監(jiān)管程序。

補(bǔ)貼方面，自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃（SGIP）是美國(guó)歷時(shí)最長(zhǎng)且最成功的分布式發(fā)電激勵(lì)政策之一。SGIP補(bǔ)貼收益占用戶側(cè)總收益比重較高。根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，將分布式儲(chǔ)能納入補(bǔ)貼范圍開(kāi)始至2019年7月期間，SGIP處于補(bǔ)貼流程中以及已經(jīng)獲得全額補(bǔ)貼的儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)量（不包含取消的）達(dá)到13156個(gè)。其中，約6281個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)獲得了SGIP的全額補(bǔ)貼支付。在用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目前五年的收益中，SGIP補(bǔ)貼收益占到總收益的40%～50%。從將儲(chǔ)能納入補(bǔ)貼范圍至今，SGIP經(jīng)歷了多次調(diào)整和修改。2018年8月，加州議會(huì)通過(guò)SB700法案，將SGIP計(jì)劃的截止日期延長(zhǎng)至2026年，用于持續(xù)激勵(lì)更多分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)。同時(shí)，從申請(qǐng)SGIP補(bǔ)貼的儲(chǔ)能設(shè)備廠商來(lái)看，特斯拉、LG化學(xué)、Stem Inc、CODAEnergy等企業(yè)獲得補(bǔ)貼的項(xiàng)目數(shù)量、能量規(guī)模和金額位居前列，補(bǔ)貼政策為儲(chǔ)能設(shè)備廠商帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇。

稅收方面，投資稅收減免（ITC）是美國(guó)為了鼓勵(lì)綠色能源投資而出臺(tái)的稅收減免政策，光伏項(xiàng)目可按照投資額的30%抵扣應(yīng)納稅。2016年，美國(guó)儲(chǔ)能協(xié)會(huì)向美國(guó)參議院提交了ITC法案，明確先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)都可以申請(qǐng)投資稅收減免，并可以以獨(dú)立方式或者并入微網(wǎng)和可再生能源發(fā)電系統(tǒng)等形式運(yùn)行。美國(guó)ITC自2020年開(kāi)始下降，稅抵退坡。2016～2019年，ITC仍維持在系統(tǒng)成本的30%；2020年，ITC開(kāi)始下降至系統(tǒng)成本的26%；2021年，稅收抵免進(jìn)一步降至系統(tǒng)成本的22%；2022年以后，新的商業(yè)太陽(yáng)能系統(tǒng)的所有者可以從其稅收中扣除系統(tǒng)成本的10%，住宅ITC將取消。這在一定程度上說(shuō)明2022年后，光伏配套儲(chǔ)能系統(tǒng)成本有望降低至可接受水平，實(shí)現(xiàn)無(wú)ITC平價(jià)應(yīng)用。

電力市場(chǎng)規(guī)則方面，美國(guó)對(duì)儲(chǔ)能參加電力市場(chǎng)比較重視，美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)（FERC）2013年發(fā)布792號(hào)法令簡(jiǎn)化小型發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)流程，2015年發(fā)布745號(hào)法令允許消費(fèi)端能源產(chǎn)品和服務(wù)參與批發(fā)電力市場(chǎng)，2016年開(kāi)始就儲(chǔ)能與分布式能源參與電力市場(chǎng)方面的規(guī)則進(jìn)行建議征集和全面修改。2018年2月，F(xiàn)ERC發(fā)布841號(hào)法令的草案，正式要求區(qū)域輸電組織（RTOs）和獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISOs）建立相關(guān)的批發(fā)電力市場(chǎng)模式、市場(chǎng)規(guī)則，包括儲(chǔ)能技術(shù)參數(shù)，參與市場(chǎng)的規(guī)模要求以及資格等，以便使儲(chǔ)能可以參與RTOs/ISOs運(yùn)營(yíng)的所有電力市場(chǎng)。針對(duì)市場(chǎng)參與模式、市場(chǎng)規(guī)則的建立，F(xiàn)ERC提出四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1）。在電力市場(chǎng)規(guī)則方面，除了FREC的841號(hào)法案外，美國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要思路包括將儲(chǔ)能列為獨(dú)立的電力資產(chǎn)，定義儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的模式，降低儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的門檻等。

表1  儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)參與模式/市場(chǎng)規(guī)則必須滿足四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)

1. 裝機(jī)規(guī)模

2017年，英國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，其累計(jì)投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到2016年同期規(guī)模的10倍。截至2019年6月初，英國(guó)已經(jīng)部署裝機(jī)容量700兆瓦的大型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。目前英國(guó)將近800兆瓦儲(chǔ)能項(xiàng)目處于正在建設(shè)/準(zhǔn)備建設(shè)階段。根據(jù)帝國(guó)理工學(xué)院針對(duì)Drax Electric Insights進(jìn)行的分析，在英國(guó)、歐盟和美國(guó)，在能源轉(zhuǎn)型中，隨著可再生能源發(fā)電（風(fēng)能和太陽(yáng)能）高比例接入到能源系統(tǒng)，其對(duì)能源存儲(chǔ)的需求將持續(xù)增加。在接下來(lái)的20到30年中，僅英國(guó)的儲(chǔ)能總?cè)萘烤蛯⒃黾拥?0吉瓦或更多。

2. 產(chǎn)業(yè)政策與市場(chǎng)規(guī)則

英國(guó)電力市場(chǎng)化改革是世界許多國(guó)家參考的典范。2011年，英國(guó)能源部正式發(fā)布《電力市場(chǎng)化改革白皮書(shū)（2011）》，該法案目的是通過(guò)建立容量市場(chǎng)，為容量提供穩(wěn)定、持續(xù)性的新激勵(lì)，保證現(xiàn)有容量機(jī)組的盈利能力，維持投資者對(duì)新建容量機(jī)組的熱情。英國(guó)從2016年開(kāi)始允許包括電化學(xué)儲(chǔ)能在內(nèi)的新興資源參與容量市場(chǎng)，容量市場(chǎng)允許參與容量競(jìng)拍的資源同時(shí)參與電能批發(fā)市場(chǎng)，這極大地促進(jìn)了英國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)容量快速提升。彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）發(fā)布報(bào)告顯示，2019年英國(guó)T-4容量競(jìng)價(jià)出清價(jià)格為15.97英鎊/千瓦（以2018/19年價(jià)格為基準(zhǔn)），逆轉(zhuǎn)容量?jī)r(jià)格走低的趨勢(shì)。BNEF認(rèn)為，英國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)給電力行業(yè)帶來(lái)的影響越來(lái)越明顯。煤電退役將再推遲一年，到2024年，屆時(shí)迫于政策壓力，煤電將不得不關(guān)停。隨著火電逐步退役，2023～2024年度英國(guó)調(diào)峰機(jī)組、儲(chǔ)能和需求響應(yīng)的并網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到7.1吉瓦。

2016年以來(lái)，英國(guó)大幅推進(jìn)儲(chǔ)能相關(guān)政策及電力市場(chǎng)規(guī)則的修訂工作。2017年，英國(guó)將儲(chǔ)能納入“英國(guó)智能靈活能源系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略”，使儲(chǔ)能具備參與英國(guó)電力市場(chǎng)的合理身份，并肯定其作用。英國(guó)天然氣和電力市場(chǎng)辦公室（OFGEM）于2018年10月更新了“智能系統(tǒng)和靈活性計(jì)劃”，進(jìn)一步消除智能技術(shù)（如儲(chǔ)能）的市場(chǎng)障礙。該計(jì)劃提出要將儲(chǔ)能定義為發(fā)電資產(chǎn)的一部分，還提出進(jìn)行增強(qiáng)頻率響應(yīng)項(xiàng)目招標(biāo)。OFGEM于2019年6月對(duì)儲(chǔ)能定義進(jìn)行了修訂，將儲(chǔ)能系統(tǒng)歸類為發(fā)電設(shè)施。這一舉措否定了原來(lái)具有爭(zhēng)議的儲(chǔ)能系統(tǒng)雙重收費(fèi)政策，即將儲(chǔ)能系統(tǒng)作為用電設(shè)施進(jìn)行收費(fèi)的同時(shí)，又作為發(fā)電設(shè)施收費(fèi)。這種雙重收費(fèi)政策在歐洲各國(guó)普遍采用。儲(chǔ)能系統(tǒng)成為發(fā)電設(shè)施的優(yōu)勢(shì)是能夠在業(yè)界已經(jīng)熟悉的規(guī)則中工作，并且業(yè)界廠商了解儲(chǔ)能系統(tǒng)如何適應(yīng)這些規(guī)則。

文章來(lái)源：微信公眾號(hào)“ 能源研究俱樂(lè)部 ”

2020/7/22