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新能源配储之挑战与展望

中国大唐集团技术经济研究院有限责任公司党委委员、副总经理 张国辉

  在全球化的能源转型浪潮中，新能源的快速发展已成为推动能源革命、保障能源安全和应对气候变化的关键力量。随着风电、光伏等新能源装机容量和发电量迅猛增长，其在电力系统中的渗透率不断提升，对电力系统的稳定性和可靠性提出了新的挑战。作为解决新能源间歇性和波动性问题的重要手段，储能技术对于提升电力系统的灵活性和可靠性至关重要。

新能源配储的现状

  （一）发展储能是大力发展新能源的必然要求

  2024年2月29日，中共中央政治局围绕“新能源技术与我国的能源安全”进行了第十二次集体学习；习近平总书记在主持学习时强调，能源安全直接关系到我国经济社会发展的全局。随着全球能源格局的深刻变化，我国在能源发展方面面临巨大挑战，如需求压力、供给约束以及绿色低碳转型的紧迫任务。大力发展新能源成为化解这些挑战的关键途径。然而，由于新能源发电具有间歇性和波动性，电力系统的稳定性和可靠性面临挑战。因此，储能技术成为解决这一问题的关键。储能技术不仅能够平衡新能源发电的不稳定性，还能提高电力系统的灵活性和可靠性，为我国能源安全提供有力保障。

  （二）储能技术的发展历程与未来趋势

  随着新能源发展规模的扩大以及新能源渗透率的逐步提高，储能技术经历了从抽水蓄能到电化学储能等新型储能的演进，并逐步进入市场化大规模发展阶段。

  第一阶段是指2016年以前，储能发展处于技术验证和示范应用阶段。当时电化学储能成本较高，抽水蓄能成为最经济的选择，因此抽水蓄能占据当时储能市场99%以上的份额。储能主要解决电网的峰谷调节问题。

  第二阶段是指2016—2020年，储能迈入商业化初期。尽管抽水蓄能技术成熟，但由于地理位置限制，难以与风电、光伏电站共同建设。而电化学储能，尤其是锂电池储能，因安装灵活、响应速度快成为新能源消纳的重要技术路径。这一阶段，随着锂电池成本的下降和性能的提升，电化学储能逐渐成为储能市场的新宠。新能源发电项目开始尝试与电化学储能系统配合，以提高发电系统的可调控性。

  第三阶段是指2021—2025年，这一阶段储能从商业化初期向规模化发展过渡。在此期间，新能源配储开始实现规模化应用，各地方政府普遍出台新能源配储政策，支持发电侧储能发展。从2021年开始，全国绝大部分省（区、市）陆续发布了光伏和风力发电项目的配套储能政策要求。在政策推动下，新能源配储带动我国储能行业高速发展。

  第四阶段是指2026年以后，储能将进入市场化大规模发展阶段。在这一阶段，储能不仅在技术上更加成熟，而且在市场机制、商业模式上也将更加完善。储能电站可以作为独立的市场主体参与电力市场交易，实现市场化经营。

  （三）新能源配储政策的演进

  新能源配储政策的演进，体现了我国在构建新型电力系统中对储能技术重视程度的不断提升。

  2021年7月，国家首次提出“配置储能的系统友好型新能源电站项目”，各地方政府的政策陆续跟上，显著推动了新型储能的发展，到2023年底直接推动投资额超1000亿元。2022年1月，《“十四五”新型储能发展实施方案》发布，要求大力推进电源侧储能项目建设，并在新能源资源富集、新能源高渗透率地区重点布局一批配置合理新型储能的系统友好型新能源电站。2023年8月，山东省能源局发布了《关于开展我省配建储能转为独立储能试点工作的通知》，标志着山东省开始试点将配建储能转变为独立储能，以拓宽配建储能的盈利渠道，并鼓励其积极参与电力市场，更好地发挥电力系统调节作用。2024年7月，国家能源局发布《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，提出建设一批共享储能电站，改造升级一批已配置新型储能但未有效利用的新能源电站。

新能源配储面临的挑战

  （一）利用率低导致资源浪费

  新能源配建储能的利用率较低，导致资源浪费。根据中电联发布的《2024年上半年电化学储能电站行业统计数据》，2024年上半年，100兆瓦及以上的新能源配储等效充放电次数为57次，而独立共享储能则达到了206次。

  相较于新能源配储，共享储能在当前和未来的发展中展现出了更高的利用率，以及技术条件和商业模式的优越性。

  （二）由于新能源配储缺乏盈利模式，新能源企业面临巨大的成本消化压力

  在当前新能源发展背景下，配建储能主要是为了解决新能源的不稳定性和间歇性问题，以增强电力系统的可靠性和稳定性。然而，现阶段并未对新能源配储提升新能源电能质量给予足够的经济补偿。此外，配储规模一般较小，自身电量损耗较大，导致在缓解新能源限电方面的经济性不足，进一步加剧了新能源企业的运营负担。

  新能源配储的存在主要以成本形式体现，面对资源条件不足、非技术成本高企以及市场电价下降等发展困境，新能源企业消化成本压力大。例如，如果实行10%、2小时配储政策，配建储能投资成本约为0.85元/瓦时，这会导致新能源项目单位千瓦投资成本增加170元，进而使项目投资收益率降低约1%。

  （三）新能源配储政策与并网接入标准的不同步限制了产业发展

  早在2017年7月，国家发展改革委和国家能源局就发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，要求大力推进电源侧储能项目建设，布局一批配置储能的系统友好型新能源电站项目。然而，相关的标准直到2021年才纳入标准计划。直到2024年5月，《电化学储能电站接入电网运行控制规范（GB/T44112-2024）》才正式发布。

新能源配储的展望

  （一）从跟网型到构网型储能的转变

  随着新能源在电力系统中的渗透率不断提升，传统的“跟网型”储能已难以满足电网稳定性和可靠性的要求，构网型储能的需求日益凸显。尤其是在新能源基地建设逐步向沙漠、戈壁、荒漠等地区推进的背景下，部分地区面临少同步电源甚至无同步电源并网的场景，电网的稳定性和安全性面临严峻挑战。

  构网型储能的核心优势在于能够通过储能逆变器形成支撑电网稳定运行的电压源，提供快速调频、调压、增加惯量与短路容量支撑，抑制宽频振荡等，从而提高电力系统的稳定性。与传统跟网型储能相比，构网型储能能够主动识别电网动态，并更精细主动平抑电网波动，保障电网的安全稳定运行。在“沙戈荒”等地区，新能源基地的建设需要通过构网型并网控制参与电网构建，保障大规模新能源的安全稳定送出。

  构网型储能技术的发展得到了政策的明确支持。2023年，国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》，支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能、新能源低频组网送出等技术研发与工程示范。《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》明确，选择典型场景应用构网型控制技术，具备主动支撑电网电压、频率、功角稳定能力，提升系统安全稳定运行水平，是未来电力系统发展的重要方向。2023年至今，新疆、西藏、江苏等地方相继发布了探索建设构网型储能相关政策文件，支持构网型储能等技术研发与工程示范。

  （二）从新能源配储到独立共享储能的转变

  新能源配储正逐步向独立共享储能的转变，这一趋势代表了储能行业未来发展的重要方向。这种转变通过规模化和市场化运作，为储能项目创造了更丰富的盈利模式。

  独立共享储能电站的核心价值，彰显于其在新型电力系统中提供灵活而多样的电力调节服务能力，这其中涵盖了调峰、调频、备用等多种辅助服务功能。这种服务的灵活性不仅提升了电网系统的运行效率，还大力推动了新能源的消纳，显著增强电网的稳定性与可靠性。独立共享储能电站能够自主接入电网并接受电力调度中心的调度，呈现出多元的盈利模式。当前，这类储能设施的盈利手段包括共享租赁、现货市场套利、参与辅助服务市场和利用容量电价等多种形式。

  未来，随着电力市场化改革的深入，独立共享储能电站的盈利模式有望进一步丰富，包括参与电力现货市场、辅助服务市场、需求响应市场等。这些模式的发展，将有助于推动储能技术的商业化和规模化应用，促进新能源的消纳和电力系统的稳定运行。

结论及建议

  新型储能在建设新型电力系统过程中扮演着至关重要的角色，市场潜力巨大。技术进步和产业政策的完善是储能在新型电力系统中取得重要地位、占领市场空间的基础。

  正确处理好共享储能建设时序与新能源项目投产的步伐。共享储能电站的建设需要与新能源项目的投产步伐相匹配，以确保共享储能的盈利性和高效利用。需要通过精准的市场预测和政策引导，合理安排储能项目的建设时序，避免资源浪费和投资过度集中。例如，新疆发展改革委和国网新疆电力已经联合发布了相关通知，公布了独立新型储能项目清单，这表明地方政府正在积极推动储能项目的合理布局和建设。

  西部地区的储能项目探索从跟网型储能向构网型储能方向发展。西部地区，特别是新疆，得益于丰富的风光资源成为新型储能发展最快的地区之一。构网型储能系统能够提供更强大的电压和频率支撑，对于提升电网的稳定性和新能源的消纳能力具有重要意义。构网型储能技术的发展，将有助于应对新能源高渗透率带来的电网稳定性挑战。

  发展电网侧储能或在电网公司指导下选择有紧急需求的区域建设储能。电网侧储能的发展，特别是在电网关键节点的布局，可以显著提升电力系统的调节能力。通过电网公司的指导和规划，可以在最需要的区域建设储能项目，以提高电网的运行效率和可靠性。国家发展改革委和国家能源局已经发布了相关指导意见，强调了加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的重要性。

  避免新能源配储无序发展和资源浪费。应建立灵活性资源市场机制，公平合理地分摊新能源消纳成本。随着新能源的快速发展，储能的需求也在增加。为了避免无序发展和资源浪费，建议建立灵活性资源市场机制，以促进储能资源的合理分配和高效利用，同时确保新能源消纳成本的公平分摊。建议相关标准和规范中明确新型灵活性资源市场主体地位，并推动市场竞价机制，不断完善市场出清模型，从而充分发挥市场整合优化资源配置的作用。

  综上所述，新型储能的发展需要政策的支持、市场的引导和技术的创新。合理的规划和市场机制的建立，可有效推动新型储能产业的健康发展，为新型电力系统的建设提供坚实基础。