新型储能技术创新路线图
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1.7 产业科技发展重大意义

实现碳达峰碳中和,努力构建清洁低碳、安全高效的能源体系,是党中央、国务院作出的重大决策部署。抽水蓄能和新型储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备,两者互为补充,共同发展,对推动能源绿色转型、应对极端事件、保障能源安全、促进能源高质量发展、支撑应对气候变化目标实现具有重要意义。

1.保障能源安全,推进绿色转型

我国是世界最大的能源消费国,有效保障国家能源安全始终是我国能源发展的首要问题。只有把能源的饭碗端在自己手里,充分保障国家能源安全,才能把握未来发展主动权。在今后较长一段时间内,我国能源需求总量还将持续增长,所以要统筹可再生能源特别是新能源与化石能源之间的互补和优化组合。能源消费总量中,可再生能源使用比例逐步增长,在能源可靠供应方面,化石能源发挥基础性调节和兜底保障作用。储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平,支撑分布式电力及微电网系统,是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术。通过大规模导入新型储能技术,能够在很大程度上解决可再生能源发电的随机性和波动性问题,使间歇性的、低密度的可再生清洁能源得以广泛、有效地利用,并且逐步成为经济上有竞争力的能源。

2.重塑电力系统,引领能源变革

新型储能能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易、实现多能协同,是构建能源互联网,推动电力体制改革和促进能源新业态发展的核心基础。新型储能技术的应用将贯穿于电力系统发电、输电、配电、用电的各个环节,可以有效缓解高峰负荷供电需求,提高现有电网设备的利用率和电网的运行效率;可以有效应对电网故障的发生,可以提高电能质量和用电效率,满足经济社会发展对优质、安全、可靠供电和高效用电的要求;储能系统的规模化应用还将有效延缓或减少电源和电网建设,提高电网的整体资产利用率,彻底改变现有电力系统的建设模式,促进其从外延扩张型向内涵增效型转变。

近年来,电力系统“双高”特征凸显,电网在安全稳定运行、电力电量平衡、新能源发电消纳等方面面临挑战。高比例新能源的接入导致电力系统转动惯量降低,调节能力和抗扰动能力下降。同时,配电网有源化造成可切负荷量下降。新能源发电“大装机小电量”“极热无风、晚峰无光”特征显著,使迎峰度夏、迎峰度冬期间保障电力供应难度增大,日内电力供需平衡的不确定性增加。新能源发电成为电力保供的重要参与者,对于新能源发电出力预测的准确性要求更高。风光资源丰富的地区与电力需求大的地区呈逆向分布,新能源电力消纳和外送的难度较大。为保安全、保供应、促消纳,电力系统需要针对新能源发电日周期(逐日)波动和日内(逐小时)波动增强相应的灵活调节能力。新型储能可提供毫秒到数天宽时间尺度上的双向灵活调节能力以及功率、能量的双重支撑,将成为新型电力系统必不可少的调节手段。在保安全方面,在高比例新能源发电和大容量直流接入的地区,新型储能电站可为电力系统提供惯量支撑和一次调频,降低受端电网频率失稳的风险。在保供应方面,在峰谷差较大的局部电网中,规模化的新型储能电站可满足尖峰时段供电需求,降低负荷峰谷差,延缓输电网建设及配电网改造升级投资,提高电网设备的利用率。在促消纳方面,在高比例新能源发电集中接入电网的地区,规模化的新型储能电站作为调峰资源,可助力提高新能源电力消纳水平;在高比例分布式电源接入中低压配电网的地区,分布式新型储能电站可抑制分布式电源接入造成的功率波动,降低电压越限风险,提升配电网对新能源发电的接纳能力。

3.培育支柱产业,拉动经济增长

我国在锂离子电池储能等技术方面达到世界领先水平。各类新型储能技术路线协同发展,创新示范应用陆续落地,商业模式逐步拓展,相关政策机制不断完善,新型储能逐步驶入快车道。新型储能是实现“双碳”目标的关键配套,来自国内外的需求正迅速攀升,从上游的原材料、装备制造,中游的储能电池、储能电站至下游的回收利用,都带来庞大的工业投资机会。新型储能已然成为全球能源产业竞争的新高地,是催生能源工业新业态、打造经济新引擎的突破口之一。

随着可再生能源装机规模快速增长,电力系统对各类调节性资源需求迅速增长,新型储能项目加速落地,装机规模持续快速提升。2023年全国风电、光伏发电新增并网装机达10.5亿kW,是新型储能快速增长的根本原因。仅2023年1~6月,全国新投运装机规模约863万kW/1772万kWh,相当于此前历年累计装机规模总和。从投资规模来看,“十四五”以来,新增新型储能装机直接推动经济投资超1000亿元,带动产业链上下游进一步拓展,成为我国经济发展“新动能”。其中广东省最具代表性,在产业政策积极引导下,2023年前三季度,广东省新型储能产业营业收入超2890亿元,同比增长7.3%,装机规模达到100万kW,成为拉动广东省经济增长的重要支柱产业,为广东省高质量发展开辟了全新赛道。当下,市场对新型储能的投资热情空前高涨,大量资本涌入新型储能行业,有望推动新型储能技术和产业进一步成熟。近年来我国新型储能行业持续火热,仅2023年上半年的行业融资总额就达到734亿元,涉及锂离子电池、钠离子电池、液流电池、便携式/户储系统、储能安全、电池回收等多个领域。海博思创、蜂巢能源等十余家新型储能产业链企业进入上市进程或完成上市。全国现存储能相关企业已超10万家,2023年全国新注册储能相关企业高达5.02万家,约占总数的50%。在资本的强力助推下,我国新型储能上下游产业链将不断成熟,新型储能成本有望成为战略性支柱产业。

4.建立全球优势,打造中国名片

在全球积极应对气候变化推进“碳中和”进程的背景下,新型储能技术和产品需求快速增长,作为新型储能主体部分的电池领域,成为全球贸易竞争的一大阵地。各国为了增强本国供应链的韧性,积极出台产业政策,加强核心产业在全球的产业链布局。中国在储能电池中游产业链环节的正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大核心领域,都具有世界一流水平的国际竞争力;在下游产业链环节,中国、日本和韩国主导了世界竞争格局,中国具有较强的市场竞争力,发展潜力巨大。新型储能产业技术的创新和进一步发展能够继续巩固我国在该领域的先发优势,对外形成技术壁垒,使珠三角、长三角等新型储能产业集聚区成长为全球范围内储能产业供应链的重要组成部分,打造新型储能“中国名片”。