對于儲能產業而言，箭已上弦，蓄勢待發。蓄多大的勢決定了它能夠發得多遠，而“勢”中所包含的內容，既包括儲能本身的技術積累與突破，也包括市場環境與政策機制的構建與完善。
新能源快速增長 電網迫切需要加強調節能力
新能源的快速增長給電力系統儲能發展帶來了機遇。目前，我國風電、光伏裝機容量均穩居世界之首，截至2019年底，我國新能源裝機規模達到4.1億千瓦，同比增長16%，是世界上新能源并網容量最大的國家，新能源裝機已成為我國第二大電源，在局部地區如冀北、甘肅、青海等新能源已成為第一大電源。“從國家電網公司裝機增長的情況來看，我國目前新能源總裝機比例達到了20%，這只是全國平均數，某些局部地區新能源發電滲透率甚至達到30%~40%，對電網安全穩定運行的影響日益突出。”裴哲義表示。
裴哲義認為，新能源發展進入了新的階段。過去，由于新能源消納矛盾突出，棄風、棄光現象較為嚴重，新能源利用效率不高，但如今新能源利用率已達到95%以上，其發展的主要矛盾已從本身的經濟性問題轉向由其帶來的系統安全性問題。
我國新能源資源與負荷中心呈逆向分布。我國西部、北部地區擁有80%以上的陸地風能、60%以上的太陽能，而全國70%的負荷集中在中、東部地區，新能源資源遠離負荷中心，必須借助大電網，構建大市場，從而在全國范圍內消納新能源，這對于電網的長距離輸送是一個考驗。
同時，新能源高比例接入電網后，增加了電網調峰、調頻的壓力。新能源大規模的并網運行，使供需雙側都呈現隨機波動的特性，常規電源的出力不僅要跟隨負荷變化，還要平衡新能源的出力波動，既加大了常規電源的調節壓力，也增加了電網的平衡難度。在北方某省，由于光伏不穩定的出力特性，使得該省凈負荷呈“鴨子”曲線，中午腰荷甚至低于夜間，常規電源機組需要在中午壓低出力，增加了電網調峰的難度。
另一方面，新能源的大規模接入也降低了系統的抗干擾能力，在送端系統，風電大出力時，系統頻率調節能力顯著下降。以西北電網為例，仿真結果顯示，在6800萬千瓦負荷水平下，損失350萬的千瓦功率來看，若網內無風電，頻率下跌0.65赫茲;若風電出力1200萬千瓦，頻率下跌0.95赫茲，比無風電時增加0.3赫茲。隨著未來風機和新能源裝機規模的進一步擴大，當西北風電規模達到1億千瓦時，系統抗干擾能力調頻能力將進一步降低。
有關測算顯示，我國新能源裝機到2035年將超過煤電成為全國第一大電源，煤電與新能源發電量的占比將在2050年出現反轉。預計2035年，風、光裝機規模分別達到7億、6.5億千瓦，全國風電、太陽能日最大功率波動預計分別達2億和4億千瓦左右，這將超出靈活電源的調節能力，此時，電網迫切需要重新構建調峰體系，以應對新能源5億千瓦左右的日功率波動。
轉型的大勢不可逆，但轉型是否會增加安全風險?這一問題如同一把達摩克利斯之劍，時時懸在電力行業的頭頂。
今年8月，加州電力系統運營商發布了三級緊急狀態，這是自本世紀初加州電力危機之后，加州電力系統運營商首次發布如此高級別的預警。他們預計，在用電高峰期間，加州的電力缺口為440萬千瓦。
儲能為能源轉型的深入推進提供了技術保障，也可在事故發生后提供應急電源。2019年7月13日，紐約曼哈頓發生大停電事件，停電時長5小時，致使7.2萬市民陷入黑暗;7月21日，在連續三天熱浪襲擊下，紐約地區再次受到影響，超過5萬戶居民斷電。在慘痛的停電事故發生后，涉事的愛迪生聯合電氣公司開始規劃310兆瓦/1.21吉瓦時電網側儲能項目。美國國家可再生能源實驗室研究發現，部署50吉瓦4小時儲能便可以滿足美國的峰值容量。
裴哲義表示，受限于資源稟賦的約束，我國電力系統靈活性資源十分有限。常規的火電機組調節深度一般在50%左右，經過靈活性改造的火電機組調節深度大約可以達到60%乃至70%，但從“十三五”期間火電機組靈活性改造的進展來看，實際情況遠遠滯后于規劃目標，而其他的靈活性資源如氣電價格昂貴且資源稀缺，抽水蓄能的建設受限于地勢條件。基于以上分析，電化學儲能必將在我國未來電力系統中扮演重要的角色。
完善政策機制 增強儲能市場內驅力
儲能的未來或許值得憧憬，但當下的現實卻有幾分慘淡。經過多年的發展，儲能成本有了明顯的下降，也基本上具備了商業化應用的基礎，但要實現大規模發展，亟待解決的是商業模式及投資回報機制等問題。
近年來，電化學儲能已應用于電力系統各環節：用戶側通過峰谷差套利進行需求響應，其應用主要分布于經濟發達地區;電源側的主要商業模式是與火電或新能源電站聯合參與輔助服務，如青海、新疆等地區是新能源+儲能的重點應用市場，可促進新能源電站增發電量。而廣東和山西火儲聯合調頻服務的模式較為普遍;電網側儲能主要分布在江蘇和河南、遼寧等地。過去，電網側儲能商業模式以租賃為主，但隨著新的《輸配電價成本監審辦法》的出臺這一模式已難以為繼。
盡管各種應用場景下的儲能商業模式都在積極探索，但就目前來看，效果并不如人意。由于當前電力市場缺乏反映儲能多重價值的價格機制和市場環境，使得儲能成本難以有效疏導，無論是在發電側、用戶側還是電網側，配置儲能都很難獲得可預期的穩定收益，這導致“誰來為儲能買單”成為各方都不愿去面對的問題。今年上半年，數十省份出臺鼓勵新能源發電側配置儲能的政策，儲能的商業應用逐漸轉移至發電側的趨勢明顯。
最近，新版《電力系統安全穩定導則》實施，要求電源應具備足夠的調頻、快速提壓、調峰能力，新能源場站以及分布式電源的電壓和頻率耐受能力原則上與同步發電機組的電壓和頻率耐受能力一致，確保各類電源性能滿足電力系統穩定運行的要求。《導則》的實施和相關要求的提出，使新能源場站配置儲能成為滿足《導則》要求的重要選擇。部分地區也出臺了相關規定鼓勵新能源場站配置一定的儲能。“新能源的出力特性決定了它客觀上需要配置一定的靈活調節電源來配合它運行。當然，在商業模式和分攤機制上，還需要政策和市場的進一步完善，將儲能所發揮的綜合效益合理體現在收益回報上。”裴哲義說。盡管我國儲能商業化道路頗為坎坷，但在實踐探索中仍出現了一些可圈可點的創新模式，如青海的共享儲能商業模式為全國推進“共享儲能”提供了一個可參考的樣本。為深挖儲能電站調峰潛力，2018年，國網青海電力公司首次創新提出了“共享”理念。共享儲能服務的不是單一的新能源場站，而是多個不同類型的發電主體。2019年4月，國網青海電力新能源建設重點項目魯能海西州多能互補集成優化示范工程儲能電站進行了共享儲能交易試運營，拉開了共享儲能模式應用的序幕。
相對于儲能分散地分布在各個新能源場站，共享儲能最大的優勢在于可降低邊際成本、提高設備利用率、縮短投資回收期。“儲能的共享和眾籌都是具有普遍推廣價值的商業模式，同時對于儲能企業所需要具備的技術手段、計量方式、系統測算也提出了更高的要求。”裴哲義說。
目前，儲能市場競逐者資質參差不齊，賽道擁擠，既有深耕儲能技術的優質企業，也有存在投機心理的玩票選手。由于新能源發電側配置儲能經濟性欠佳，低價中標的現象普遍存在，而質量好、價格貴的儲能產品拿不到市場份額，從而導致劣幣驅逐良幣。“儲能安裝上去之后，如果質量很差，不僅不能起到應有的作用，還會對新能源場站自身產生安全風險，一旦故障發生，還可能會對電力系統造成一定的影響。”裴哲義說。
裴哲義表示，儲能未來發展需要高度重視電化學儲能的安全問題，這包括深入開展電池系統火災蔓延的影響規律研究，建立電池熱失控預警模型，制定電池系統安全防護體系和防護裝置關聯控制策略，開發清潔高效的電池安全防護裝置，有效抑制電池熱失控擴散及火災蔓延，加快制定和完善電化學儲能電站消防安全有關標準等。“從電池本體到BMS再到系統集成，從場地的設計到施工運維，每個環節都要考慮消防安全問題。最近青海和甘肅一些集中式的項目從場地設計都開始考慮消防的問題，說明消防安全意識在儲能的實踐中已經有了明顯提升，這就是一個很大的進步。”裴哲義說，“同時，電化學儲能的發展伴隨著電動汽車的興起而實現了成本快速下降，但電力系統中的儲能系統規模較大，對于集成技術和安全消防要求更高，需要針對電池模塊缺陷、BMS缺陷、充放電時間、充放電功率達不到設計值、電池一致性差等問題，在技術上不斷優化、提出改進措施。”
