截至到2018年底，我國清潔能源裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到了7.48億千瓦，中國已經(jīng)是名副其實(shí)的可再生能源發(fā)展的大國。但是這種新能源隨機(jī)性、間歇性的特點(diǎn)，與我們用戶用電的特點(diǎn)難以相匹配，電力系統(tǒng)調(diào)峰的壓力不斷增大，新能源消納的問題逐漸凸顯。在次背景下，儲(chǔ)能將成為未來解決調(diào)峰問題的一個(gè)重要手段。未來獨(dú)立儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中將會(huì)發(fā)揮更大的作用。

“四位一體”的新能源系統(tǒng)

智慧能源是以電為中心，以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，同時(shí)是以“網(wǎng)源荷儲(chǔ)多能互補(bǔ)”的多種能源系統(tǒng)為目標(biāo)的。在電源側(cè)大家會(huì)看到，現(xiàn)在也應(yīng)該體會(huì)到風(fēng)光儲(chǔ)這些新的能源將成為發(fā)電的主力，智能電網(wǎng)將成為有力的支撐，在用戶側(cè)則有分布式能源、電動(dòng)汽車以及儲(chǔ)能，大家在談電動(dòng)汽車的時(shí)候，往往把電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能混為一談，其實(shí)儲(chǔ)能在能源系統(tǒng)當(dāng)中不光是儲(chǔ)電，還有儲(chǔ)熱等等。而電動(dòng)汽車可以儲(chǔ)電這個(gè)特點(diǎn)，作為儲(chǔ)能裝置，如此進(jìn)行能源互聯(lián)網(wǎng)一個(gè)是提高電能占比，發(fā)電的站比，減少石油化石能源在發(fā)電側(cè)的占比，再一個(gè)提高電能在終端的能效。

電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型主要經(jīng)過以下幾個(gè)階段：

一是從整體電力系統(tǒng)的角度來說不會(huì)造成太大的改變。通常情況下，只需改善現(xiàn)有電力系統(tǒng)運(yùn)營，就可以帶來非常顯著的改變。

二是各國市場參與者和決策者做出對(duì)現(xiàn)有運(yùn)行電力系統(tǒng)的改善和優(yōu)化，待將來供需平衡產(chǎn)生比前一階段更大的波動(dòng)，這種靈活性是不可忽視的。

三是需要找到可靠的技術(shù)來支撐能源轉(zhuǎn)型。

四是應(yīng)對(duì)風(fēng)能戶太陽能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性富余，從這一點(diǎn)來說，其他行業(yè)的電氣化就愈發(fā)重要，例如儲(chǔ)能。

五是電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用，針對(duì)峰值和低谷來進(jìn)行充電量和充電速度的調(diào)整，將會(huì)使得現(xiàn)有的電力得到更好的利用，更充分的利用。

目前世界上絕大多數(shù)國家都在第一、第二階段，2030年將會(huì)有這么多公司進(jìn)入到第五階段，甚至第六階段，中國整個(gè)國家將會(huì)進(jìn)入第三階段。目前中國的一些省份其實(shí)已經(jīng)進(jìn)入到了第三階段。

在第二到第三階段我們的能源系統(tǒng)從傳統(tǒng)的資源型，能源中變化的負(fù)荷將會(huì)成為新常態(tài)，未來高效、安全同時(shí)富有靈活性的能源系統(tǒng)中，儲(chǔ)能和終端響應(yīng)就顯得尤為重要。簡單的用互聯(lián)網(wǎng)+解決不了這種能源系統(tǒng)的問題，能源通過大幅度、長距離的傳輸和轉(zhuǎn)換，都會(huì)帶來很多損失。這就需要其他技術(shù)、政策和商業(yè)模式等各種方式去適應(yīng)未來的能源系統(tǒng)，同時(shí)這也蘊(yùn)藏有很多新的機(jī)會(huì)。

儲(chǔ)能是提高電力系統(tǒng)柔性、可控制的核心元件，對(duì)于推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型將具有深刻的意義。儲(chǔ)能可提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用以及事故響應(yīng)、黑啟動(dòng)等功能，在促進(jìn)可再生資源，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全水平和靈活性上將發(fā)揮重要的作用。

儲(chǔ)能2007、2008年起步，經(jīng)過三個(gè)階段，2013年以前功能驗(yàn)證階段，2013-2016年是示范運(yùn)行階段，2016-2020年正在進(jìn)行中的是商業(yè)模式培育階段。2018年對(duì)儲(chǔ)能來說是很重要的年份，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)甚至世界上的電網(wǎng)公司都開始關(guān)注儲(chǔ)能技術(shù)，以往可能是發(fā)電側(cè)或用戶側(cè)關(guān)注較多，2018年2019年電網(wǎng)公司的儲(chǔ)能將進(jìn)入G瓦時(shí)階段。

目前來看，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用場景主要在供應(yīng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，其中用戶側(cè)的儲(chǔ)能發(fā)展，主要是依靠峰谷差價(jià)的杠桿引導(dǎo)，在很多地方已經(jīng)開始應(yīng)用，起到了改善電網(wǎng)運(yùn)行特性的作用。電動(dòng)汽車未來將是一個(gè)可移動(dòng)的用戶側(cè)儲(chǔ)能裝置，可以參考抽水蓄能的運(yùn)行方式積極參與電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)峰，應(yīng)積極引導(dǎo)鼓勵(lì)電動(dòng)汽車在夜間或者電網(wǎng)低谷期間充電，發(fā)揮新能源汽車充電儲(chǔ)能作用，改善電網(wǎng)的負(fù)荷特性，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與新能源汽車充電雙向的友好互動(dòng)。

分布式光伏與電動(dòng)汽車分布式儲(chǔ)能的組合能源系統(tǒng)將構(gòu)建未來能源交通信息，分布式光伏儲(chǔ)能動(dòng)力電池、氫燃料電池及電動(dòng)汽車是相互需要相互支持的，形成“四位一體”的新能源系統(tǒng)。

按照能源局的規(guī)劃，2030年非化石能源發(fā)電比例為50%，新能源也是50%，電動(dòng)汽車上的電池將是50億度，再加上儲(chǔ)能電池（比如50億度），可以達(dá)到100億度以上，中國每天消費(fèi)的電也就是140億度，電池電量就可以供應(yīng)中國用電，這將是一場深刻的革命。

能量密度將觸頂、安全問題凸顯

回顧人類社會(huì)以往的能源變革，從木材、煤炭到石油天然氣，能源當(dāng)中的碳含量在逐漸減少，但是能量密度正在逐漸提高，這是一個(gè)大的趨勢。電氣化是能效提升的核心之一，電能存儲(chǔ)的技術(shù)成為關(guān)鍵。

從2012年的時(shí)候我們電池的單體能量密度150瓦時(shí)/公斤，到2015年的180瓦時(shí)/公斤，2018年的是260瓦時(shí)/公斤，從120到150的30瓦時(shí)/公斤提升用了3年時(shí)間，從180到260大概80瓦時(shí)/公斤的提升也只用了3年的時(shí)間，這個(gè)能量密度速度的增長以外還要關(guān)注其他方面。在考慮電池優(yōu)化的時(shí)候，除了考慮電池容量或者它的壽命外，也要考慮它的失效以及它的安全性。正確面對(duì)并積極探索一些新的安全性技術(shù)，將有利于促進(jìn)電池技術(shù)進(jìn)步。

安全性問題伴隨電池比能量提高而變得愈加嚴(yán)重，但不應(yīng)該由此否定動(dòng)力電池技術(shù)路線和發(fā)展趨勢。提高安全可能需要付出大量成本、且不會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，所以企業(yè)、行業(yè)發(fā)展起步階段，雖然講要重視安全，但往往都會(huì)忽略。而當(dāng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)或者行業(yè)發(fā)展起來以后，出了問題才會(huì)關(guān)注安全。

電池的性能評(píng)價(jià)是一個(gè)綜合的指標(biāo)體系，在這個(gè)指標(biāo)體系里面安全是最最重要的，而不是能量密度。現(xiàn)在這種能量密度的提升對(duì)于管理系統(tǒng)提高了更多的、更高的一些要求，對(duì)管理系統(tǒng)寄予了更多的期望。但實(shí)際上隨著能量密度提升，對(duì)于安全性的評(píng)價(jià)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，無論是材料、電芯、BMS和系統(tǒng)都應(yīng)該滿足安全性的要求，而不應(yīng)該把安全過渡于依賴某一個(gè)層級(jí)的安全性保護(hù)，所以每個(gè)層級(jí)都應(yīng)該有安全性的要求。

國內(nèi)外的儲(chǔ)能電站發(fā)生過幾起著火事故，很多究其原因查到BMS，也就是BMS可靠性問題。隨著儲(chǔ)能站的規(guī)模增多，也希望BMS未來可管理更多的事情，尤其是在全壽命周期的數(shù)據(jù)可追溯和故障預(yù)警方面能起更大的作用。下一代電池電池管理技術(shù)BMS會(huì)增加功能和可靠性。

充放一次低于5毛是盈利界限

能源領(lǐng)域成本的下降是符合摩爾定律的，即每兩三年減一半，光伏、風(fēng)能都是符合這樣的趨勢，未來儲(chǔ)能也會(huì)按照同樣的方式發(fā)展，未來還有很大的技術(shù)發(fā)展空間。

液流電池、鉛碳電池、鋰離子電池，物理儲(chǔ)能有飛輪和壓縮空氣，這些都隨著技術(shù)的發(fā)展性價(jià)比都有提高。近幾年來，鋰離子電池、氫燃料電池等技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了電能和化學(xué)能更為高效的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)的同時(shí)提高了能量的使用效率。2018年底，我國量產(chǎn)的動(dòng)力電池單體能量密度達(dá)到了265Wh/kg，成本控制在1元/Wh以下，提前達(dá)到2020年的目標(biāo)。較2012年，能量密度提高了2.2倍，成本下降了75%。在過去的十五年當(dāng)中鋰離子電池、燃燒電池單位成本降低了十多倍，未來隨著裝機(jī)總量的不斷增大，技術(shù)進(jìn)步的成熟，成本將會(huì)進(jìn)一步下降。

我們國家用的最多的就是磷酸鐵鋰電池，它在兩個(gè)維度上有非常大的變化，一是成本大幅下降，還有它的循環(huán)壽命增長，這兩個(gè)的綜合效應(yīng)反映了電池充放一次電電池消耗多少錢，簡單來說電池充放一次電的消耗低于5毛時(shí)，就可以打個(gè)平手了，即以后就有盈利空間了。這個(gè)變化是讓儲(chǔ)能越來越受重視越來越有規(guī)模的重要原因。

儲(chǔ)能技術(shù)路線圖關(guān)注的目標(biāo)是成本、千瓦時(shí)造價(jià)、循環(huán)壽命，電科院來小康表示目前針對(duì)儲(chǔ)能電池已制定了這樣的目標(biāo)：到2020年小于1500塊錢，系統(tǒng)循環(huán)壽命高于1萬次，希望2030年重點(diǎn)解決鋰離子電池的安全問題。

目前電力行業(yè)、電池制造商以及投資運(yùn)營商這三方都在關(guān)注儲(chǔ)能，但都有不同的期許。電力系統(tǒng)是考慮儲(chǔ)能可以安全、穩(wěn)定運(yùn)行，電池生產(chǎn)商希望可以生產(chǎn)儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車通用的電池，便于規(guī)模化生產(chǎn)與管理，而運(yùn)營商更希望儲(chǔ)能電站和共享換電站結(jié)合，以便跨界共享更多資源。而儲(chǔ)能行業(yè)來說更希望得到這三方共同努力促進(jìn)儲(chǔ)能規(guī)模化，以進(jìn)一步促進(jìn)電池成本的下降，為后續(xù)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展做鋪墊。