随着“双碳”战略提速迈进,以新能源为主体的新型电力系统,正为我国能源转型和经济发展提供重要的新动能。与此同时,新能源发电的随机性、波动性等问题也随之而来。在此背景下,稳定、安全的新型储能技术,被业界视为建设新型能源体系的核心。
“风口”之下,各地产业布局也出现新动向,以储能技术为代表的万亿级绿色低碳新赛道正徐徐展开。在曹建华等市政协委员看来,上海推进储能行业发展大有可为,但还面临一些亟待解决的问题。比如,储能行业的发展仍缺乏整体统筹规划,建议进一步明确和提升储能产业在能源战略体系中的重要位置,制定新型储能产业发展路线,在技术创新和产业布局等方面精准施策。
为经济发展提供动能
“所谓储能,简单来讲就是把能量储存起来,等到需要用的时候再把能量释放出来。”曹建华委员说,储能和市民的生活息息相关,从手机充电宝,到电动自行车的电瓶,再到新能源汽车的充电电池,都离不开储能技术。有些市民在家中安装的有储能设施的太阳能光伏电站、小型风能电站等分布式电站,就是一座小型储能系统。
随着国家能源结构的转型步伐不断加快,储能的作用越来越突出。业界人士认为,当前,新能源在电力系统中的占比逐步提高,风电、光伏等新能源的波动性、间歇性和随机性特征,给电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战,多地“弃光弃风”的现象也不容忽视。
在此背景下,新型储能将在中国能源结构转型、提升可再生能源比例中发挥关键作用。上海纬景储能科技有限公司副总裁谷雨对此有一个比喻:通俗来讲,我们可以把新型储能比作巨型“充电宝”,在用电低谷时,它能储存新能源的发电量,在用电高峰时,再利用它释放“充电宝”的电量。“通过增加储能这一环节,能大幅提升新能源并网有效性,提供高质量电能。”
与抽水蓄能等传统储能形式相比,新型储能技术往往具有建设周期短、选址灵活、调节能力强等特点,有助于解决新能源接入电力系统时带来的强随机性、高波动性等问题,加速新能源转型的脚步。谷雨说,在城市中心配置储能系统,不仅能节约配电增容费用,拓展城市内已建设完成的楼宇和工业园区负荷,降低用电高峰以及配置新能源车充电桩给电网带来的压力,同时又能帮助电网降低高峰负荷,提高电网安全稳定运行水平。
在为经济发展提供新动能的同时,新型储能本身也成为一项大产业。据不完全统计,全国已有20多个省市规划了“十四五”时期新型储能的装机目标。葛群委员说,储能在整个绿色低碳产业中,处于承上启下的关键环节,预计2025年新型储能将进入规模化发展阶段,到2030年全面进入市场化阶段,国内累计市场规模达10万亿元。光伏、储能产业链已经成为各地政府争相招引的重点对象。
产业发展需统筹规划
尽管储能产业方兴未艾,但储能电池等产品的市场供给仍不能满足庞大的市场需求。谷雨告诉记者,预计至2025年发电侧储能的规划装机量总规模将超过67吉瓦,但截至2021年,中国新型储能装机仅400万千瓦,市场增量需求巨大。曹建华委员也指出,未来随着风电、光伏等负荷占比逐渐提高,电网调峰压力增大,需要积极配置储能。
曹建华委员注意到,此前,国家能源局已印发新型储能项目管理规范相关文件,对新型储能项目备案提出了一些框架性要求,但尚未对新型储能进行系统层面的规划,地方在储能项目管理方面也缺少具体细则,影响项目申报时的监管和报批流程。他建议,应加强政府在推进储能行业发展中的作用,明确储能项目备案并网流程和健全储能项目管理流程。
记者注意到,布局储能产业发展,上海已有不少动作。去年,上海发布打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案,明确提出推动开展战略性储能技术研发。今年3月22日,上海市未来产业新型储能专家委员会成立,将把握液流电池、压缩空气、飞轮储能、钠离子电池等前沿方向,加快固态电池电解质、大功率长寿命氢燃料电池等核心技术攻关和关键材料创新。
在委员们看来,上海发展储能产业具备诸多优势。葛群委员说,上海绿色低碳产业基础好,还有配套的新材料、信息产业链及国际化人才优势,可通过推动智慧电网、智慧储能、零碳园区、深远海海上风电、电动汽车充换电、分布式光伏等应用场景的落地,加快树立国际化低碳智慧城市标杆。
“对我们来说,目前最大的挑战之一是专业储能人才的匮乏。”谷雨告诉记者,储能人才需要跨界掌握电化学、电力电子、材料科学、机械工程等学科的知识,尤其在储能生态链中,核心材料技术亟待突破。希望未来有更多政策出台,激励储能人才的培养与发展,真正促进储能行业的可持续发展。
葛群委员说,在绿色低碳领域,上海拥有众多人才、世界一流大学、高水平研发机构和行业领军企业等,他建议用好这些优势,在绿色低碳领域实现产业、人才、教育、创新“四链融合”,涌现更多原创性、引领性、战略性科技成果,力争实现极安全、超长时的电化学储能技术等核心技术突破和产业化。
前沿技术有待突破
在业界人士看来,随着技术路线的不断成熟,未来新型储能将形成“百花齐放”的状态,储能的形式和种类也会更加丰富。委员们认为,在化学储能电池之外,具备长时间储能等优势的氢能,有望成为未来储能的新形式,形成氢能和电能相互补充的关系。
当前,在新型储能产业的规模化发展中,锂电池储能仍占据绝对主导地位。陶然委员指出,作为新能源的重要组成部分,我国锂矿储量十分有限。相关人士预测,在未来锂电乘用车40%占有率的情况下,数十年就可耗尽已探明储量,若考虑3C电子、重载商用车、船舶等的需求,锂电资源更将捉襟见肘。
“氢能来源多样,不易被‘卡死’,储存时间长,能量密度高,使用过程中无直接碳排放,既能够作为电力储能的方式,也能广泛应用于交通、冶金、化工等多领域,形成能量流转,是我国当下能源体系的有效补充和重要一级。”陶然委员说。
记者注意到,去年6月,上海出台了氢能产业发展中长期规划,明确提出重点围绕交通和储能等氢能应用标准,加强相关标准体系研究,在能源领域,有序开展氢气储能等试点示范,开展氢储能在可再生能源消纳、电网调峰、绿色数据中心等场景的应用。目前已建立了一批示范先导区域和项目,发动了一批大型企业、机构参与建设。
但在委员们看来,氢能产业仍面临已有示范规模较小、发展周期较长、成本偏高、政策牵引需求大等问题,需要社会各界持续努力及支持,建议加大氢能产业示范力度,改善融资环境,构建和拉动氢能制、储、运、用产业链提升。
范秀敏等委员认为,氢能应用领域仍比较窄,上海目前仅在工业、医疗、交通等领域的较小范围内适用氢能,且用量有限。氢燃料电池在重型车辆及船舶、航空等领域的应用,氢储能在可再生能源消纳、电网调峰、绿色数据中心等领域的应用,均有待推进和拓展。朱红等委员建议加大氢能全产业链的试点示范和安全性技术推广,围绕高效且安全的电解水制氢、有机液体储氢、超级储能等前沿技术,加快技术升级,推进工业应用示范工程。