儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢
儲能雖然不是能源行業(yè)的主角，但它是發(fā)展清潔能源和智慧能源不可或缺的重要配角，“潔能+儲能+智能”是未來能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。2015年至2016年世界儲能裝機容量得到快速發(fā)展(圖1)。
傳統(tǒng)的電力從發(fā)電到用電很難儲存。儲能作為新生的革命性技術，將為能源特別是電力行業(yè)帶來革命性變化，因此能源政策必將有所改變。
2016年2月29日，國家發(fā)改委、工信部、能源局聯(lián)合發(fā)布《關于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》，將發(fā)展儲能和電動汽車應用新模式作為十大重點任務之一。6月7日，國家能源局發(fā)布《關于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務補償(市場)機制試點工作的通知》，明確了電儲能設施的獨立市場主體地位。《通知》規(guī)定，無論是在發(fā)電側(cè)還是用戶側(cè)建設電儲能設施，均可作為獨立市場主體、或與發(fā)電企業(yè)聯(lián)合，參與調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務市場交易。11月22日，國家能源局發(fā)布《國家電力示范項目管理辦法》。《辦法》提出，電力示范項目將單獨納入國家電力建設規(guī)劃，并對示范項目的申請、評估與優(yōu)選、審批等都做了明確規(guī)定。其中，系統(tǒng)儲能項目也包含在申報范圍之內(nèi)。包括儲能在內(nèi)的示范項目享有《國家能源局關于印發(fā)國家能源科技重大示范工程管理辦法的通知》所明確的支持政策。12月10日，國家發(fā)改委印發(fā)《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出要推動儲能技術在可再生能源領域的示范應用，實現(xiàn)儲能產(chǎn)業(yè)在市場規(guī)模、應用領域和核心技術等方面的突破。
從國際上來看，美國、日本、德國等國家的儲能政策環(huán)境相對完善，而我國還有較大差距，主要原因有兩點：
(一)我國的電力市場化程度偏弱，市場化進程需要一個過程。我國電力產(chǎn)業(yè)總體上在向市場化推進，但電力市場的建設難度大、復雜程度高，我國儲能產(chǎn)業(yè)政策仍在不斷摸索和建立過程中。新一輪電力市場建設為儲能通過電力市場發(fā)現(xiàn)價格提供了基礎條件，也為儲能的應用提供了廣闊空間。未來隨著我國售電以及增量配網(wǎng)市場放開，儲能在智能建筑、電動汽車充電服務、先進制造業(yè)基地建設等領域的技術和商業(yè)模式創(chuàng)新將會有很大的發(fā)展空間。
(二)儲能系統(tǒng)成本和新能源發(fā)電系統(tǒng)成本仍然偏高。光伏系統(tǒng)、風力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)等新能源系統(tǒng)是用來轉(zhuǎn)化能源的，但是新能源系統(tǒng)的制造與回收也需要消耗能源。盡管最近十年依靠規(guī)模生產(chǎn)效應，新能源系統(tǒng)制造成本下降很快，但是能耗成本依然占據(jù)成本的重要部分。德國、美國等發(fā)達國家發(fā)展新能源的思路非常清晰，即在新能源系統(tǒng)成本沒有足夠優(yōu)勢的階段，通過“技術換能耗”的方式大力發(fā)展新能源。所謂“技術換能耗”，就是通過向發(fā)展中國家和地區(qū)(例如中國)高價輸出能源技術和專利設備，在發(fā)展中國家和地區(qū)完成新能源系統(tǒng)的生產(chǎn)制造，然后低價購買使用。
因此，這是中國發(fā)展儲能(和新能源)產(chǎn)業(yè)面臨的最大困境，也是中國政府在制定儲能產(chǎn)業(yè)政策時必須考慮的國情問題。中國儲能產(chǎn)業(yè)政策的出臺一定是配合能源結構轉(zhuǎn)型的改革思路和腳步，穩(wěn)妥前行，而不能夠違背現(xiàn)有經(jīng)濟發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結構的實際國情。在沒有清晰的商業(yè)模式和贏利點之前，政府主導的大規(guī)模儲能示范建設很可能造成極大的浪費。
目前，建議針對能源結構面臨的兩個突出問題：霧霾問題和尖峰負荷電力短缺問題，出臺新能源政策和儲能政策，并積極推動以下三個方向的發(fā)展：
第一，通過技術創(chuàng)新降低儲能成本，尤其是儲能系統(tǒng)的制造能耗成本和回收成本;
第二，通過“中國制造2025”推進儲能(和新能源)系統(tǒng)生產(chǎn)技術和生產(chǎn)裝備的國產(chǎn)化和部分出口化;
第三，配合電力體制改革，鼓勵企業(yè)靈活發(fā)展儲能商業(yè)模式。
盡管目前利用峰谷電價差發(fā)展儲能調(diào)峰的商業(yè)模式頗受關注，但是儲能成本低于峰谷電價差只在短期內(nèi)有意義。長期來看，只有當儲能成本低于火電調(diào)峰調(diào)頻成本之后，儲能裝備才有可能作為重要補充納入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。
因此，儲能成本降低與應用領域可以分為幾個階段來突破。當前主要開發(fā)非調(diào)峰功能的儲能電池技術和市場，例如電動車動力電池市場;5至10年內(nèi)，儲能成本有望低于峰谷電價差的度電成本;10至20年內(nèi)，儲能成本有望低于火電調(diào)峰調(diào)頻和調(diào)度成本;在未來還可以通過“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”，實現(xiàn)儲能成本在更大應用領域和范圍的分攤，甚至低于棄風棄光成本，推動儲能和新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
發(fā)展形勢
儲能是采用某種裝置或方法儲存能量，并實現(xiàn)能量在空間維度移動后釋放或者是在時間維度滯留后釋放。前者稱為移動儲能，后者稱為靜態(tài)儲能。新能源汽車是采用移動儲能方式的典型代表，也是目前儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的方向。
2016年我國新能源汽車累計銷售50.7萬輛。從分布情況來看，現(xiàn)階段新能源汽車推廣的主要市場還是在北京、上海、深圳等實行小客車限購限行政策的城市。這些城市面臨節(jié)能減排的壓力更大，新能源汽車配套政策落地快，在財政補貼、牌照資源等方面的優(yōu)惠力度大。
中國是世界上補貼新能源汽車規(guī)模最大的國家，但效果并不理想。許多企業(yè)為了拿補貼只進行低端重復投資，甚至出現(xiàn)“騙補”行為。為此，從2016年1月開始，財政部、工信部、科技部、發(fā)展改革委聯(lián)合下發(fā)通知組織專項檢查，對新能源汽車騙補進行核查。根據(jù)中汽協(xié)公布數(shù)據(jù)，2015年涉案車輛總數(shù)超過2015年總銷量的四分之一。12月21日，工信部發(fā)文稱，將進一步完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境，調(diào)整客車和專用車補貼方法，提高技術門檻，鼓勵技術進步，設置中央和地方補貼上限，防止出現(xiàn)地方配套補貼標準過高的現(xiàn)象。同時，新能源汽車購置補貼資金由事前撥付改為事后清算，并加強對各地資金申請報告審核和推廣情況核查。財政部也已經(jīng)表明2017~2018年新能源汽車補貼標準較2016年下降20%，2019~2020年下降40%，2020年以后補貼政策退出。
2017年1月1日起實施的《新能源汽車推廣補貼方案及產(chǎn)品技術要求》顯示，新能源乘用車補貼方面，2017~2018年新能源汽車補貼額度較2016年減少了20%，地方補貼金額也設置上限，即地方財政單車補貼不得超過中央財政單車補貼額的50%。不同品牌旗下車型均不同幅度漲價，電動汽車售價波動使得許多消費者處于觀望購買狀態(tài)。1月份，新能源汽車產(chǎn)銷分別為6889輛和5682輛，比上年同期分別下降69.1%和74.4%。
因此，“高補貼、免搖號、不限行”仍然是目前新能源汽車市場推廣的主要刺激因素，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應盡快地由依賴補貼轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動。
四個突出問題制約發(fā)展
(1)純電動汽車充電困難
一是充電樁數(shù)量少。國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2016年10月末，我國電動汽車充電樁達到10.7萬個，較上一年增長118%，加上私人充電樁，充電樁總數(shù)已經(jīng)超過15萬個。不過，即使將充電樁總數(shù)按照27.7萬個來計算，車樁比也在2.7：1以上。根據(jù)國家能源局《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》，到2020年車樁比將接近1:1。充電設施不足已成為制約我國新能源汽車發(fā)展的關鍵因素之一。
二是充電速度慢。即使是快充(功率80KW)，充電10分鐘續(xù)航里程也不到100公里，并且目前的電池技術也不能滿足常態(tài)化的安全快充要求。另外，充電機屬于非線性設備，在運行時將產(chǎn)生諧波，大量分布式充電樁的使用還會加重居民區(qū)配電網(wǎng)的負荷，尤其是在晚上用電高峰時期。
(2)安全事故十分突出
2016年國內(nèi)外共發(fā)生新能源汽車起火事故35起，涉事車輛共計46輛，行業(yè)安全問題十分突出。2016年國內(nèi)事故29起，已經(jīng)超過2009~2015年事故總和!其中，純電動汽車類型是起火事故的主力，由電池問題造成的自燃事故依舊是主要原因之一。因此，提升新能源汽車的安全系數(shù)刻不容緩。
(3)動力電池產(chǎn)能過剩
受2015年動力電池產(chǎn)能供不應求影響，2016年大部分動力電池企業(yè)都在積極擴充產(chǎn)能。到2016年年底，我國動力電池產(chǎn)能超過600億Wh，而2017年我國動力電池規(guī)劃產(chǎn)能已達170GWh，遠超需求量的7倍，動力電池將不可避免出現(xiàn)結構性過剩的現(xiàn)象。
(4)動力電池回收困難
據(jù)中國汽車技術研究中心預測，到2020年，我國電動汽車動力電池累計報廢量將達到12萬~17萬噸的規(guī)模，廢棄動力鋰電池回收已成為行業(yè)關注焦點。2016年12月1日，國家工信部公布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》(征求意見稿)，向社會公開征求意見，這意味著動力鋰電池的回收處理問題已經(jīng)引起我國政府的高度重視。
動力鋰電池報廢后的回收處理非常困難。因為目前的動力鋰電池是從手機電池等小型電池發(fā)展起來的，動力電池的結構設計和材料選擇并沒有考慮回收處理的環(huán)節(jié)。無論是圓柱型電池還是方型電池，從內(nèi)部結構來看，所有的鋰電池采用的都是粘接的電極結構。電池拆解回收時，只能把粘接電極全部打碎，里面碎的鋁箔、銅箔材料以及鈷、鋰元素等需要重新用冶金方式回收，導致電池回收成本高(回收殘值<5%)，并且存在酸堿廢液污染風險。因此，未來必須開發(fā)可回收的新型環(huán)保動力電池技術(例如，可回收再生的鋰漿料電池)。
未來新能源汽車的“兩大”發(fā)展模式
我國目前石油剩余技術可開采儲量約35億噸，人均占有量只有10噸，不到世界平均的十分之一。因此，盡管目前新能源汽車產(chǎn)業(yè)存在許多問題，但考慮到石油可開采儲量的有限性和城市燃油汽車尾氣污染的嚴重性，中國發(fā)展新能源汽車的大方向并沒有錯。出現(xiàn)問題后需要大家共同努力，尋找產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的路徑。
依賴補貼推動發(fā)展的模式是不可持續(xù)的。在未來完全取消補貼后，純電動車市場可能會出現(xiàn)兩極分化，發(fā)展兩個不同的互補方向：一個是低速電動車方向，另一個是VEG模式(充儲一體化)的安全快充方向。
據(jù)不完全統(tǒng)計，2015年中國低速電動汽車產(chǎn)銷量約70萬輛，2016年達到了120萬輛。從電動汽車的發(fā)展路線和電池技術水平來看，低速電動車將是最近十年中國電動汽車發(fā)展的市場主流，也是未來十年后新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要補充。2016年1月24日，在中國電動汽車百人會年會期間，國務院原副總理李嵐清同志視察說：“低速電動車是供給側(cè)改革的典型，老百姓有需求，要通過政策調(diào)整，滿足市場需求。”10月28日，國家標準化管理委員會在其網(wǎng)站上對2016年第三批國家標準下達制修訂計劃，《四輪低速電動車技術條件》位于計劃標準匯總表首位，這標志著低速電動汽車將迎來國家的規(guī)范化政策，預計將從2018年左右可以擁有合法身份。
純電動汽車要在一二線城市獲得大規(guī)模發(fā)展，必須具備安全快充功能。電動汽車VEG模式(Vehicle-Energy station-Grid，充儲一體化模式)是新能源汽車產(chǎn)業(yè)和儲能產(chǎn)業(yè)的真正結合，也將是未來城市新能源汽車發(fā)展的重要模式。在VEG模式中，電動汽車充電方式由用戶自己選擇，可以在能量站快充，也可以在停車場或家庭車庫進行慢充。能量站安裝有低成本、長壽命的MW級儲能系統(tǒng)，能夠從電網(wǎng)充電儲存電量后，給電動汽車快速充電;同時，能量站也能夠與電網(wǎng)互動，用于電力調(diào)峰或調(diào)頻。
開發(fā)低成本長壽命的電力儲能技術和可以安全快充的高能動力電池是實現(xiàn)VEG模式的兩大技術關鍵。本文作者認為，只有這兩大技術關鍵突破后，新能源汽車產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的時代才能夠真正到來。