在全球碳中和背景下,国际能源格局从化石能源绝对主导向多种低碳新能源融合转变。储能系统作为能量存储和转化设备,能够解决光伏、风电等新能源消纳难题,是推动能源结构转型的关键支撑技术,其中以电化学储能为首的新型储能将深度参与电力系统构建。当前,世界各国纷纷通过制定和修订国家战略、产业政策以及标准法规等加快新型储能产业布局,积极抢占技术高地。
国外新型储能产业主要政策
美国:联邦主导路线,各州推动发展
美国是全球储能产业发展较早的国家,拥有全球近一半的示范项目。2022年3月,Wood Mackenzie调研机构和美国清洁能源协会发布的《美国储能监测报告》显示,2021年美国新增电池储能系统装机容量达到3.5GW。在美国储能产业的规模化发展中,政府引导起着至关重要的作用。美国联邦政府和州政府都非常重视新型储能战略部署和政策规划建设。
从国家层面上看,美国主要依靠目标规划、补贴税优等政策拉动。产业政策早期,美国主要聚焦于技术研发,例如《2011—2015储能计划》“电池500计划”,以及“储能联合研究中心”(JCESR)的成立等,有效促进了新型储能技术研发和下一代电池关键性技术突破,推动了示范项目的建设。在综合性部署方面,2020年美国能源部发布《储能大挑战路线图》,提出在储能技术研发、生产制造与供应链、技术转化、政策与评估、劳动力发展五大方面开展行动。近两年,美国逐渐重视新型储能供应链安全问题,2022年先后发布《可持续的储能供应链政策指南》和《电网储能供应链深度评估报告》,总结其储能产业的供应链安全风险并提出相应举措保障。
从各州层面上看,美国各州也针对储能出台了相应的激励政策,立法和监督机构将部署储能系统作为能源政策的优先事项。在目标部署方面,纽约州计划2030年将可再生能源使用占比提升至50%,2040年实现100%无碳电力的目标,并发布了能源愿景改革计划,制定了储能路线图,计划到2025年储能装机容量达到1.5GW,2030年达到3GW。在激励政策方面,加利福尼亚州主要围绕用户侧储能开展计划,包含自发电激励计划、投资税收减免政策以及净电量结算制度。
欧盟:多种计划联合,构建创新生态系统
欧盟极为重视对新型储能技术的研发,全力加强匹配的路线和规划制定,推动新型储能的规模化发展。2010年,欧盟成立“欧洲能源研究联盟”,确定了化学储能、电化学储能、机械储能、储热、超导磁储能和储能技术经济六个重点技术领域。2017年,《欧洲储能技术发展路线图》提出组建欧洲电池联盟(EBA)、欧洲技术与创新平台“电池欧洲”(Batteries Europe)和推进“电池2030+”(Battery 2030)联合计划。其中,EBA旨在支持欧洲创新解决方案和制造能力的提升;“电池欧洲”旨在制定长远愿景、战略研究议程与发展路线;“电池2030+”旨在召集欧洲顶尖的学术机构、研究所和工业领域的相关人士,通过合作在储能电池技术等方面进行长期的研究,为欧洲电池行业不断实现技术突破提供助力。三个研究计划联合,针对不同技术成熟度的研究,分别推进短、中、长期研发工作,相互衔接互补,构建欧盟电池研究创新生态系统。
日本:新能源推动发展,积极调整阶段政策
日本国土面积小、能源需求量占比大,相比大规模太阳能发电站,更倾向于发展屋顶光伏产业和分布式电站。在储能激励政策上,鼓励住宅采用储能系统,对家用电池储能系统和可再生能源发电配备储能系统等进行购置和安装补贴。此外,日本从新能源战略出发,积极制定和调整针对储能的阶段政策,2016年发布《面向2050年的能源环境技术创新战略》,明确将电化学储能技术纳入五大技术创新领域,提出重点研发低成本、安全可靠、可快速充放电的先进储能电池技术(包括固态锂电池、锂硫电池、金属空气电池、多价离子电池等)。2020年发布《绿色增长战略》,在新型电池技术等能源相关领域作出规划。2021年《日本基本能源计划》经历第六次更新,鼓励可再生能源发展,激发储能行业需求。
我国新型储能产业发展现状
我国新型储能产业政策发展
近些年,随着我国“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标的提出,能源结构亟须调整和变革,政府也因此对新型储能技术日益重视,多项包括国家能源规划、电力规划和电力体制改革、新能源发展等在内的支持政策及指导出台。总体来看,我国储能政策呈现由点到面、多方位布局的特点。储能政策在产业供需两端呈现出较强的推动作用。此外,还有新能源、能源互联网等相关政策从支持本行业发展出发,辐射到储能领域的间接利好政策,对于加大新型储能技术的研发支持、推动储能在市场的示范应用和储能向电力系统和能源互联网等领域的渗透起到重要作用。
我国新型储能产业发展存在的问题
我国新型储能仍处于产业化发展初期。
在政策方面,顶层设计有待进一步完善。市场的发展与政策规划存在不匹配的情况,宏观层面的储能战略规划仍需加强,具体来看,储能直接补贴与激励政策还有所欠缺,新型储能相关的规程和标准体系还有待完善。
在技术方面,新型储能的相关核心技术的研发体系仍需加强。虽然在储能制造技术上努力赶超美、欧、日等技术发达国家,但是在储能机理研究、理论研究以及关键材料制造技术上距离先进技术国家仍有一定的差距。并且各技术路线的新型储能发展阶段差异化明显,电化学储能中铅酸电池、锂电池技术成熟,处于规模化阶段,已形成规模化产业链;液流电池、钠硫电池处于商业化早期。压缩空气储能技术成熟,受效率和成本制约还未进入商业化应用。飞轮、超导、电磁储能、氢储能等处在商业化早期或开发阶段,均未形成规模化产业链。
在成本方面,技术经济性成为储能大规模发展的重要瓶颈。当前大多数储能工程都是示范工程,在关键材料、制造工艺和能量转化效率等方面,不具备短期的经济性,电力系统为保障可再生能源消纳而产生的辅助服务成本过高,并且在系统容量、循环寿命以及安全性等问题上还有待进一步提高。
对我国新型储能发展的建议
加强顶层设计,制定发展路线图
首先,进一步明确和提升储能产业在国家能源战略体系中的重要位置,组织开展储能领域重大战略研究,制定新型储能产业发展路线图。逐渐形成系统成熟的基础理论体系,立稳关键材料等底层核心技术环节支撑。发挥顶端应用领域的引领作用,加强引导应用需求与核心技术对接。其次,参考国外储能产业政策,探索对纳入政府规划或者区域试点项目的储能项目进行财政补贴、税收优惠等多样化激励支持。最后,构建与储能技术发展相适应的标准体系,在结合国际经验和国内情况的基础上,结合储能试点项目的实施情况,持续完善储能标准体系。
根据产业发展阶段,修订调整相关政策
梳理各国储能政策可以看出,在储能发展初期的国家或地区,发展储能产业逐渐被纳入国家战略规划,政府开始制定储能的综合发展路线图;在储能发展中期已具备一定规模的国家或地区,政府多采用税收优惠或补贴的方式,以促进储能成本下降和规模应用,并且重点关注产业中突出问题,如美国对于储能产业供应链安全的审查;在储能逐步深入参与辅助服务市场的国家或地区,政府通过开放区域电力市场,为储能应用实现多重价值、提供高品质服务创造平台。因此,政府应根据科技发展和国内外形势,对新型储能发展战略进行及时调整,明确储能技术阶段性发展目标,产业政策做到连贯融合,从而构建新型储能技术的长期稳定发展环境。
加大技术研发投入,降低储能成本
根据我国在智能电网、分布式能源、工业节能和电动汽车等领域的需求,重点开展应对需求的储能产业技术研发,突破相关产业链的瓶颈技术以及我国尚未掌握的核心技术,加强储能理论与机理等基础性研究,支持能够显著提升技术经济性的储能装备技术,以及能够引领未来储能产业发展的前沿技术。同时,努力降低系统支撑成本,不断在技术曲线积累、商业价值实践上进行突破。此外,为满足广泛系统需求,需开发多种新型储能方案,确保多种技术协同发展以供电网储能系统选择,提高整个供应链的韧性水平。
建立多方协调机构,加强产业人才培养
由于新型储能技术涉及多学科交叉,且面临的问题多而复杂,因此需要政府、企业、科研机构等多方共同参与。建议国家成立专门机构负责统筹协调管理部门、行业机构、科研院所等,以创新项目形式共同推动新型储能技术的研发及应用,充分调动各方资源达到提升管理效率、凝聚资源的效果。同时,加强产业人才培养,深化产教融合、校企合作,加强多学科交叉人才培养,加大储能产业高端人才培养力度。
原标题:国外新型储能产业政策发展动态及对我国的启示