储能——新型电力系统的关键一环

导读

储能是新能源发展的必备基础设施：以风光为例的可再生资源发电具有极强的不可控性，为了维持电网供电方和用电方的平衡，保障电网安全，有必要引入储能作为灵活性调节资源。传统的抽水蓄能和新型储能例如电化学储能、压缩空气储能等技术百花齐放。目前全球储能市场呈现中美大储、欧洲户储的格局，未来，储能将为电力部门碳中和做出巨大贡献。

2022年11月25日，国家能源局发布《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》，第一次从国家层面提出容量补偿机制。我国大储有望获得“现货市场峰谷套利+辅助服务调频等+容量补偿”的多样化收益模式。若考虑同时参与调峰和调频服务，基于表4的假设，测算得到全生命周期的IRR超过20%（表5），具有较高的经济性。

表5 储能项目IRR测算

基于对强制配储和光伏建设进度的预测，如表6所示，预计2023年中国储能新增装机超过40GWh，其中大储占比90%以上；2024年中国储能新增装机超过70GWh。

表6 中国储能装机规模测算

二、弥补电网缺陷+各级政府补贴，美国大储领跑全球

美国是全球最大的大储市场，结构上也以大储为主导。根据BNEF，美国2022年电化学储能新增装机4.99GW/13.58GWh，其中大储新增装机3.5GW，占装机总功率的88.2%。户用、工商业分别占比8.6%和3.2%。2022年在光伏降速背景下继续高增长，前三季度美国储能新增装机达3.57GW（10.67GWh），同比增102%（93%）。从渗透率来看，2022Q3新增装机光储渗透率已达31.5%（其中地面51.1%，分布式27.2%），去年同期2021Q3光储渗透率21.2%（地面26.3%，分布式9%）。根据Berkeley Lab，美国储能项目备案正在不断加速，截至2022年11月底总备案为22.53GW去年同期水平为13.13GW同比增长71.6%。

全国范围内，美国的ITC税收抵免政策进行了延长和抵免比例的提高。2022年8月，美国《通胀削减法案》发布ITC新政，在储能方面的主要政策为延长ITC十年和提升基础抵免比例。核心区别1：过去储能只能跟着光伏配套享受，新政中独立大储或户储均可享受；核心区别2：过去最高抵税比例为26%，无额外补偿条款，新政中最高比例提高到70%。

除了全国范围内的政策，各州也出台了众多鼓励政策。加州、内华达州、弗罗里达州等17州出台了明晰的储能补贴制度。加州的SGIP政策补贴力度大，持续时间长，加州成为美国储能装机增长最快的州。2020年，内华达州发布了NV储能激励政策，最高每瓦时0.5美元的非户用储能补贴，对非户用储能经济性有较大提升，内华达州2021年成为美国分州储能装机前五。

表7 美国各州储能激励政策

表8 美国储能装机规模测算

美国2023年储能新增装机约为36GWh，大储占比接近90%，预计2024年储能装机60GWh，大储占比84%。

三、高居民电价仍将维持，欧洲户储稳步成长

短期来看，目前欧洲短期居民电价仍处于高位。欧洲采取居民电价长协机制，2023年新签居民电价合约明显涨价。以德国为例，2022年及以前居民电价合约价格稳定在20-30欧分/kWh，因此2022年批发电价的大幅上涨并未传导至居民端，但2023年新签合约电价大幅上涨，电价平均为50欧分/kWh以上，同比提高80-120%。从长期来看，欧洲居民电价仍将处于较高水平。尽管欧洲电价回落显著，但可再生能源发电的不稳定性势必推高电价。俄乌冲突前，德国批发电价在10欧分/kWh，但居民电价接近30欧分/kWh，主要是各种税费（绿色能源附加费、生态税等）占比超过50%，且为了补贴绿电仍在持续增加。长期看，即使欧洲批发电价回落到俄乌冲突前，整体居民电价仍将维持在20-40欧分/kWh。

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碳中和远景下的储能发展展望

在实现碳中和的未来，电力部门作为碳排放占比最高的部门将发生革命性的改变。可再生能源发电将支撑几乎整个社会的用电量，为了实现电能发生与消纳的同时性，既能作为电源，也能作为电器的储能，将得到极大的发展。展望未来，储能的分布将遍布发电侧、电网侧和用电侧，发电侧储能将赋予可再生能源电站超越火电站的灵活性，电网侧储能与智慧电网建设将实现精准的电力供需匹配，用电侧储能将提高家庭和企业的供电稳定性，甚至形成“光伏+储能”自发自用、各户独立的离网模式。从储能技术上看，抽水蓄能仍将是储能的重要组成部分，电化学储能等可实现日内的灵活调节，飞轮储能等技术可实现电网极短时间内的调频，压缩空气储能、氢储能将作为长时储能，实现能量跨日乃至跨季度的匹配。至此，整个电力从产生到运输到储存、使用的环节将不再涉及碳的排放，电力部门减碳将为碳中和提供最强大的助力。

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