12月14日，在《能源》杂志主办的“2023能源互联网产业发展大会”平行论坛二“风光储氢与智能制造发展论坛”上，清华四川能源互联网研究院绿色储能研究所所长陈永翀表示，从传统电力系统以火电为“压舱石”到新型电力系统以储能为“压舱石”，这个转变需要有一个过程。

  “一方面，在由‘传统’到‘新型’转变过程中，火电依然将发挥重要的调节作用，但它不能够完全取代储能的调节作用。另一方面，储能是新型电力系统的‘压舱石’，但并不意味着储能产业的发展没有天花板。”

  “不客气地讲，我们今天的储能发展已经拖了新能源发电的后腿。”，陈永翀表示，一来，功率型储能只是“开胃菜”，容量型储能才是“正餐”，决定未来电化学储能的规模发展。二来，电化学储能电站不能再用动力电池作为替代，一定要有储能专用电池。

  “当下，储能行业正在迎来‘大变局’。”

储能“压舱石”

  “从产业定位来看，火电是传统电力系统的‘压舱石’，而储能则是新型电力系统的‘压舱石’。”

  11月10日，《关于建立煤电容量电价机制的通知》政策出台，宣布将自2024年1月1日起建立煤电容量电价机制，将现行煤电单一制电价调整为两部制电价，引发行业参与者对新型储能发展的担忧。

  陈永翀表示，实际上，这一政策的出台背景并非完全是火电灵活性改造问题。

  “我国煤电基本依靠国资投资，且大量煤电建设均在2000年以后完成，而煤电站的设计寿命在30—50年，如此大规模的投资怎样获得回报，这是非常重要的问题。”

  从相关数据来看，全国煤电行业连续三年亏损，煤电企业集体步入寒冬。

  2021年央企煤电业务亏损超千亿元，2022年全国火电续亏660亿元，行业内实力最强的上市煤电龙头业绩也逐步恶化，燃煤发电一度失去盈利能力。

※ 图表：2021-2023H1 我国煤电企业亏损面统计

来源：观研报告网（chinabaogao.com）

  火电作为灵活性调节资源，一向都发挥着非常重要的作用。

  陈永翀表示，就储能产业未来发展的普遍预估来看，似乎比较偏保守。原因在于，其中还要将煤电所发挥的重要调节作用考虑进去。

  近十年来，我国储能与发电装机总量的比值变化不大，且储新比（即储能与新能源装机规模的比例）相当之低。去年仅为7.3%，与海外其他国家和地区15%左右的比例相去甚远。

  在储新比如此之低的情况下，还能够大规模发展新能源产业。这便与我国火电占比偏高不无关系，火电机组承担的主要调节功能发挥了重要的作用。

  当然，在“双碳目标”的背景下，储能势必作为灵活性调节资源，逐步替代部分火电，发挥更大的作用。

※ 图表：煤电灵活性改造和抽蓄调峰能力比较

来源：现场演讲PPT

  “尽管储能与火电同属灵活性调节资源，常被混为一谈。然而，不容忽视的是，储能的‘储’与‘放’可以分开进行，火电机组却只具备‘放’的功能，而不具备‘储’的功能。对于‘储电’一事，火电无能为力。”

  “火电是传统电力系统的压舱石，不是观点而是常识；但储能作为新型电力系统的压舱石，目前还只是一个观点，而没有形成常识。”

  陈永翀表示，是观点就意味着其中仍然存在争议。

  就政策来看，国家层面对于新型储能的战略定位是非常清晰的。

  无论是《新型电力系统发展蓝皮书》特意将储能规模化布局应用体系与电力供应支撑体系、新能源开发利用体系、电力系统智慧化运行体系并列作为四大体系建设。

  还是国家发改委、国家能源局去年发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》，提出到2030年，新型储能要全面市场化发展，并全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。

  “这个定位是非常明确的。”

  当然，从传统电力系统以火电为“压舱石”到新型电力系统以储能为“压舱石”，这个转变需要有一个过程。

  陈永翀着重强调：“一方面，在由‘传统’的‘新型’转变过程中，火电依然将发挥重要的调节作用，但它不能够完全取代储能的调节作用。另一方面，储能是新型电力系统的‘压舱石’，但并不意味着储能产业的发展没有天花板。”

触顶“天花板”

  “我们今天普遍将储能定义为‘万亿级战略新兴产业’，但目前显然远未达到万亿级的规模。”

  陈永翀谈到，就储新比而言，在基准情景下，2035年储新比约15%。若要维持系统弃能率为基准情景的7.9%不变，增加新能源装机规模同时，储能规模应同步增长，比例逐步提高，最终趋近于20%。

  在不同区域，这一比例将会有所变化。

※ 图表：储能与新能源发展规模关系变化

来源：现场演讲PPT

  当然，这一比值在现阶段也并非越高越好。在一定弃能率下，储能与新能源发展规模之间存在合理配比。如果配比不够科学或者来源于强制，也会产生如过去几年间备受争议的新能源强制配储问题。

  为满足一定新能源消纳需求，储能发展规模和新能源规模将存在一定的正相关性。但由于新能源出力特性、负荷特性、电源结构、跨区输电通道规模和运行方式等差异，不同地区在不同发展阶段的储能/新能源“最优配比”都有所不同。

  实证研究发现，储能/新能源合理配比与地区的新能源出力特性强相关，随着新能源装机规模增加，将逼近单位新能源装机带来的灵活调节能力需求。

※ 图表：中国储新比变化趋势及预测

来源：中国化学与物理电源行业协会储能应用分会

  “与世界其他国家和地区相比，我国储新比明显偏低。”陈永翀表示，“2020年我国储新比数据仅有6.7%。当时我们预判也好、呼吁也罢，都说中国的储新比一定不能再下降了。”

  “最近几年能够看到，很多中心城市拉闸限电、有序用电已经在发生，局部地区弃风、弃光率甚至达到30%、40%，这些问题都已实实在在发生。好在储新比从前年开始逐渐拉上来了，慢慢向10%、15%以及未来还要向20%发展。”

  根据国家“双碳”目标，预计到2060年实现碳中和。到那时，中国储能市场也将触及天花板。

  按照中国电器工业协会数据，预估2060年，我国新能源装机达到5900GW，发电量占比超60%，煤电占比约7%。则按储新比20%计算，2060年中国储能装机规模约1180GW，其中抽水蓄能规模在760GW以内，新型储能规模则在420GW/2500GWh及以上。

  届时，全球新型储能规模将在2400GW/14000GWh以上。

  这个数字是怎么来的？陈永翀表示，我国抽水蓄能与海外一些国家和地区的限制政策不同，基本全年开建。未来2030年的万亿规模，要包含很大一部分的抽水蓄能。全球新型储能总量较之中国规模也不是四倍，而大致在六倍左右。

  “值得区分的一点是，功率型储能只是‘开胃菜’，容量型储能才是‘正餐’，决定了未来电化学储能的规模发展。”

※ 图表：功率型储能与容量型储能

来源：现场演讲PPT

  陈永翀指出，目前新能源配储一般是配1h或2h，仅仅起到调峰的作用，还没有完全达到白天储夜间放的功能。未来新能源大规模发展，到那时就要真刀真枪地解决间歇性的问题。而功率型储能只足以解决波动性问题，间歇性问题还要靠容量型储能来解决。

  “不客气地讲，我们今天的储能发展已经拖了新能源发电的后腿。”

  陈永翀表示，去年，中国光伏发电的平均成本在0.34元左右，西部、北部地区已经达到0.2元左右。度电成本下降到0.1到0.25元，这完全是可以预见的。然而今天储能的度电成本，即便在比较好的情况下，也要大约0.45到0.6元。

  如果新型储能未来度电成本能够降到跟抽水蓄能差不多，在0.25元左右。光伏加储能的度电成本也就只有0.3到0.55元，真正意义上的分布式能源已经能够大规模地发展起来了。

  “我们今天常说需要这样的政策、那样的政策进行扶持，这也是没有办法。光伏上网需要电网的调度，需要火电解决不稳定性的支撑，而储能现在实在是太贵了。”

锂电“新思路”

  现阶段，锂离子电池在新型储能的应用当中已经占据了绝对的主流。

  “但与此同时，我们可以看到电化学储能电站应用的电池基本上都还是动力电池。所以我在很多场合都说过这样一个逻辑，相当于十多年前，新能源汽车没有动力电池的时候，就用数千颗18650电池来做替代，现在已经没有人会这样做。”

  陈永翀表示：“同样的道理，过去几年，电化学储能电站没有储能专用电池，只好用动力电池先行先试。但到五年以后、十年以后，电化学储能电站肯定不会再拿动力电池来做储能电站，一定需要有储能专用电池。”

  他认为，在今天采用大量动力电池来做储能电站的情况下，就难免有安全差、成本高、回收难三大问题亟待解决。

※ 图表：电化学储能系统的危险性参数

来源：现场演讲PPT

  当然，只要产业有需要，技术创新总是不断前进的，锂电总体发展以安全、经济、绿色为综合目标。特别是绿色和经济，这二者在过去被认为是矛盾的，但是在“双碳”背景下，这不再是一个口号，而是已经开始得到融合发展

  陈永翀解释道，首先是安全问题。许多工商业用户不惜倒退回去用铅酸电池来做储能，核心原因仍在于对锂电池安全的顾虑——锂电储能仍未能达到电芯级别的本质安全。

  从锂电安全的风险级别来看：第一级是本质安全设计，第二级是预警与保护装置，第三级才是通知终端用户问题已非常严峻。

  “什么是本质安全？本质安全不等于绝对安全，任何含能量的载体不可能做到100%的绝对安全，所以这并非我们的追求目标。如果沿着绝对安全的路线走，只会越走越糟。”

  通过对锂电池灭火效果的研究发现，灭火后，锂电池虽然明火被扑灭，但内部化学反应仍在进行，当温度上升到临界温度后，又会引发新的燃烧并引发邻近电池发生连锁反应。

  特别是在2021年的4·16事件之后，目前电化学储能电站安全措施已逐步趋向模组级别，但依然面临灭火后复燃的风险，关键还是在于缺乏电芯级别的安全控制。

  “实际上，一个电芯在热失控之前，有着非常丰富的信息，但是我们今天的技术没有办法提前检测。能不能把这些信号用起来，提前进行遏制，不要让它走到热失控的地步，这也就是电芯级别的本质安全控制。”

  陈永翀介绍，当前也在开发相应的技术，针对“高安全”目标变革性创新的半开放式锂浆储能电池。

  “将电池做成半开放结构，就足以把前期丰富的气压、温度、电压等信号捕捉到，不等到安全阀破损之后再采取动作，就彻底不需要担心电化学储能电站的安全问题了。”

※ 半开放式锂浆储能电池

来源：现场演讲PPT

  第二个，是成本问题。当然成本是相对的，在海外市场定价背景下，有些地方已经能够实现很好的盈利。

  2023年以来，随着储能电池等设备价格快速下跌，磷酸铁锂电池储能系统和EPC价格持续快速下跌。

  截至2023年10月，以主流的280Ah大容量电芯为例，厂家报价在0.47-0.6元/Wh左右，相比年初电芯价格0.73-0.85元/Wh，下跌幅度超过30%。1h、2h、4h时长储能系统设备均价则为1.12元/Wh、0.9元/Wh和0.85元/Wh，相比年初价格下降幅度超过30%。

  尽管产业已经卷得不得了，加之新能源汽车的带动，将锂电储能成本下降到今天的位置。但也已经接近盈亏的平衡点，未来将要何去何从？

※ 图表：电池包与电芯价格变动趋势

来源：现场演讲PPT

  “如果仅靠材料，尽管今年材料整体成本下降很多，但后面想要降到三毛以下，也还是很难。因而还要看除了降低材料成本以外，有没有其他的创新方式，比如有没有可能在生命周期内进行修复和再生。”

  陈永翀表示，当前的电化学储能电站，实际寿命能做到八年就已经很不错了，然而光伏电站的设计寿命却能达到25年。仅靠材料想要实现储能与光伏电站的同寿，也非常难做到。

  “因此，我们也在尝试开发针对‘低成本’目标的变革性创新，利用锂浆储能电池原位修复再生实现电池超长寿命。以避免将降成本的压力一直给到材料，产业同质化竞争压力也会非常大。”

  第三个，是回收问题。陈永翀认为，目前行业对回收问题还不够重视，但是五年之后，回收将成为产业能否可持续发展下去的关键问题。

  2022年6月，欧洲议会经过投票对“碳边境调节机制”（CBAM）条例草案提出修订意见。今年6月，欧洲全体议会投票通过了《欧盟电池与废电池法规》（以下简称“欧盟电池法”），规范在当地市场销售的所有类型电池的整个生命周期，包括设计、生产和回收，以确保产业价值链的可持续性和竞争力，对整个电池产业链包括中国出口的储能产品影响非常巨大。

  而就碳市场平均交易价格来看，我国试点的7个碳交易市场平均碳价约为40元人民币/吨，欧盟65~100欧元/吨，相差巨大。

  “绿色发展问题已然相当严峻，所以去年《“十四五”新型储能发展实施方案》也提出‘加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的绿色储能技术创新体系’”，陈永翀说道。

  “绿色储能发展的一个最核心的环节就是回收。现今的锂电回收还是比较麻烦，需要用酸、用碱去处理它，先后做溶解和提取。”

※ 锂浆储能电池水洗回收实现锂资源的绿色循环再利用

来源：现场演讲PPT

  “现在也有很多国内国外的团队在思考如何发展修复再生，颗粒不要溶解行不行？修复之后再用到新型电池制造，肯定是未来的大势所趋。目前锂电池也还没有做到易回收设计，其中都有很大创新空间。”

产业“大变局”

  “当前的储能行业，依旧存在非常多的问题”，陈永翀谈到。

  如新能源侧、电网侧储能市场机制和盈利机制仍不健全，成本疏导困难，储能系统利用率不高，储能投资方收益水平整体偏低等。

  以电网侧共享储能为例，容量租赁和电力市场收益（电力现货市场或辅助服务市场）为主要收益。但容量租赁率和租赁价格偏低，容量租赁费仅为年均0.09-0.15元/Wh左右，部分项目租赁率不到10%；现货市场或辅助服务市场收益水平偏低，山东某100MW/200MWh共享储能电站今年以来在电力现货市场月均收益大概150万。

  当前，储能行业竞争加剧，产业链产能过剩、产品同质化严重等问题突出，部分企业出现停产、减产、大规模裁员等现象。

  在资本市场上，储能企业也在“失宠”，市值普遍大幅缩水，部分上市公司利润下降，行业内卷严重，洗牌的危机隐然若现。

  与此同时，储能产业也在迎来“大变局”。

  “在新能源领域，光伏、风电等新能源发电是第一大产业，新能源汽车是第二大产业，储能则是第三大产业。因此，读懂储能今天所面临的变局，我们不妨以史为鉴。”

  陈永翀表示，光伏行业已然经历过几轮大的洗牌。

  复杂的竞争对企业融资能力和投资决策等提出了非常高的要求；研发能力是企业能否长久的根本；过剩也似乎成为常态，甚至贡献了驱动行业技术创新的核心动力之一。过往十余年，在技术创新驱动下，光伏发电成本下降90%以上。厘清储能行业的成本下降，光伏行业的发展历史非常值得学习借鉴。

  而在新能源汽车行业，变局也马上就要到来。

  2023年1-5月，我国新能源汽车总出口额已逾165亿美元。其中，对欧盟出口新能源汽车总额超过73.2亿美元，占比约44%，几乎占据中国新能源汽车出口额的一半。

  ※ 图表：新能源汽车出口国家及地区占比情况

  来源：现场演讲PPT

  2023年1-5月，我国新能源汽车对单一国家出口额最高的是比利时，金额超过32亿美元，占同期我国新能源汽车总出口额的近20%。相比之下，我国新能源汽车对同为主要汽车消费市场的美国的出口额占比仅有0.5%。

  “过去在汽车行业，技术都在别人手里，我们只能高价购买别人的技术、装备，苦哈哈地生产产品。但是如今，在新能源领域，不仅产品在我们手上，技术、装备也都攥在我们自己手里。所以我们常说担心国外卡我们的脖子，难道他们就不担心被中国卡脖子吗？”

  陈永翀说道：“所以，行业面临的另一个变局是什么？无论主动还是被动，我们已由过去的原料出口、产品出口形式走到了今天的技术出口，甚至标准出口，而后两者也就是我们的产业出口。”

  “我们需要站在国际角度建设中国技术知识产权体系和‘融合国际、对接未来’的产业标准体系，以促进储能产业的高质量发展，服务中国和世界的碳中和进程。”

  “‘产品服务国内市场，技术服务海外市场’，正是我们今天中国储能产业所面对的另一变局。”