1.3.1　國(guó)際儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)與各國(guó)產(chǎn)業(yè)政策

(1)美國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

美國(guó)典型的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)公司及產(chǎn)品首推Tesla和其商業(yè)、公共事業(yè)用鋰離子電池儲(chǔ)能設(shè)備Powerpack。Powerpack系列產(chǎn)品的成功應(yīng)用項(xiàng)目包括2016年底安裝完成隨即投運(yùn)的位于安大略湖的米拉洛馬變電站項(xiàng)目和夏威夷考艾島的光儲(chǔ)項(xiàng)目等。前者由共計(jì)600余萬(wàn)節(jié)21mm×70mm鋰離子電池組成,裝機(jī)規(guī)模20MW,可為約1.5萬(wàn)家庭提供4h電力;后者裝機(jī)規(guī)模13MW,配合光伏使用可為全島約6萬(wàn)居民提供電力保障。另外,Tesla正在打造的包括動(dòng)力電池車(chē)輛、鋰離子電池儲(chǔ)能電站和光伏在內(nèi)的“可再生能源生態(tài)系統(tǒng)”,可以認(rèn)為是美國(guó)儲(chǔ)能應(yīng)用的重要發(fā)展方向。

美國(guó)及時(shí)的政策配套成為儲(chǔ)能應(yīng)用的極大助力。根據(jù)DOE統(tǒng)計(jì),截至2016年年底,美國(guó)由國(guó)會(huì)、聯(lián)邦政府、能源部以及州政府通過(guò)的涉及儲(chǔ)能的法案共計(jì)23條,內(nèi)容涉及儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)、配套可再生能源等多個(gè)領(lǐng)域。

美國(guó)聯(lián)邦政府多次通過(guò)法案以使儲(chǔ)能可以參與市場(chǎng)調(diào)頻。已有加利福尼亞州、紐約州、得克薩斯州、夏威夷州、馬薩諸塞州等多個(gè)州政府出臺(tái)了支持儲(chǔ)能發(fā)展的政策,包括自發(fā)電激勵(lì)、配電網(wǎng)改造強(qiáng)制配備儲(chǔ)能設(shè)施、補(bǔ)貼儲(chǔ)能示范項(xiàng)目等。這些激勵(lì)政策和聯(lián)邦政府的政策共同促進(jìn)了儲(chǔ)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

作為加州主要公用事業(yè)公司之一,PG&E自AB2514法案頒布后開(kāi)展了EPIC項(xiàng)目(EPIC 1.01 Energy Storage for Market Operations)。EPIC具體包括Vaca?Dixon BESS和Yerba Buena BESS兩個(gè)鈉硫電池儲(chǔ)能項(xiàng)目,規(guī)模為2MW/14MW·h和4MW/32MW·h,分別于2014年7月和10月并網(wǎng)運(yùn)行。二者可以同時(shí)參與CASIO的調(diào)頻、日前和實(shí)時(shí)能量、旋轉(zhuǎn)備用等多個(gè)電力市場(chǎng)獲取多重應(yīng)用收益。案例報(bào)告顯示,參與調(diào)頻是該儲(chǔ)能項(xiàng)目獲取經(jīng)濟(jì)收益的最有效的途徑,而當(dāng)前的峰谷差尚不足以支撐儲(chǔ)能設(shè)施在日前、實(shí)時(shí)市場(chǎng)有效套利,旋轉(zhuǎn)備用的獲利空間也非常有限。

可見(jiàn),美國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展一方面有賴于技術(shù)實(shí)力,另一方面也和政策支持密不可分。

(2)日本儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

與美國(guó)相比,日本在鈉硫電池、液流電池和改性鉛酸電池儲(chǔ)能技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。日本受地震核泄漏事故影響,早期出臺(tái)的能源政策包括《短期電力供應(yīng)穩(wěn)定對(duì)策和中長(zhǎng)期能源政策綱要》《關(guān)于電力企業(yè)采購(gòu)可再生能源電力的特別措施法》《節(jié)能法修正案》《能源及環(huán)境戰(zhàn)略基本方針》《農(nóng)山漁村可再生能源發(fā)電促進(jìn)法案》等,這些方案均支持儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。日本經(jīng)產(chǎn)省在2014年發(fā)起了針對(duì)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的補(bǔ)貼計(jì)劃,劃撥100億日元給予購(gòu)買(mǎi)者購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格2/3的資金補(bǔ)貼,并通過(guò)新能源與工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織(NEDO)的項(xiàng)目支持儲(chǔ)能示范電站。2016年住友電工(株)建成15MW/60MW·h的全釩液流電池儲(chǔ)能電站,用于電網(wǎng)的頻率特性調(diào)節(jié)控制,是目前國(guó)際上成功應(yīng)用的案例。

目前,日本在鋰離子電池家庭儲(chǔ)能、規(guī)模儲(chǔ)能、鈉硫電池儲(chǔ)能方面的技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。2018年7月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《第五期能源基本計(jì)劃》,提出降低化石能源依賴度,舉政府之力加快發(fā)展可再生能源;NEDO通過(guò)了“創(chuàng)新性蓄電池?固態(tài)電池”開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,聯(lián)合23家企業(yè)、15家國(guó)家研究機(jī)構(gòu),投入100億日元用以攻克全固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸技術(shù),為2030年左右實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

(3)韓國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

韓國(guó)輸電和配電公司Kepco公司在2014年確立了自己的儲(chǔ)能目標(biāo),那就是在四年內(nèi)達(dá)到500MW。2017年,韓國(guó)在四個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中安裝了112MW的容量,累計(jì)達(dá)到370MW。主要的使用案例是用于電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)。韓國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的不利之處在于,Kepco公司確切知道了輔助服務(wù)需要多少儲(chǔ)能容量,而且其構(gòu)建也是如此,這不可能成為儲(chǔ)能持續(xù)發(fā)展的商業(yè)機(jī)會(huì)。與之相反,能源開(kāi)發(fā)商將著眼于可再生能源整合的長(zhǎng)期項(xiàng)目。

韓國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)部署的特點(diǎn)在于其作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的一部分。所有電池和電源轉(zhuǎn)換設(shè)備都來(lái)自韓國(guó)本土廠商。這并不是說(shuō)Kepco公司優(yōu)先考慮本土廠商,而是由于韓國(guó)是一些全球頂級(jí)電池公司的所在地,其中最著名的是LG Chem和三星SDI公司。而這也說(shuō)明了韓國(guó)將電網(wǎng)政策與就業(yè)政策合并出現(xiàn)的可能性。

(4)歐盟儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

在2009年,由11個(gè)國(guó)家的36個(gè)主要?dú)W洲能源相關(guān)機(jī)構(gòu)召開(kāi)了歐洲儲(chǔ)能專(zhuān)題討論會(huì),最終向歐盟委員會(huì)提交了儲(chǔ)能領(lǐng)域研發(fā)和工業(yè)政策方面的若干發(fā)展建議。2018年5月,歐洲電池聯(lián)盟發(fā)布戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃,提出六大戰(zhàn)略行動(dòng),將啟動(dòng)預(yù)計(jì)規(guī)模為10億歐元的新型電池技術(shù)旗艦研究計(jì)劃,打造一個(gè)創(chuàng)新、可持續(xù)、具有全球領(lǐng)導(dǎo)地位的電池全價(jià)值鏈;同年6月,歐盟在“地平線2020”計(jì)劃基礎(chǔ)上制定了“地平線歐洲”框架計(jì)劃,明確支持“可再生能源存儲(chǔ)技術(shù)和有競(jìng)爭(zhēng)力的電池產(chǎn)業(yè)鏈”。

2018年9月,德國(guó)公布《第七期能源研究計(jì)劃》,在未來(lái)5年投入64億歐元,支持多部門(mén)通過(guò)系統(tǒng)創(chuàng)新推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型,明確支持電力儲(chǔ)能材料的研究。德國(guó)政府鼓勵(lì)本國(guó)企業(yè)參加和實(shí)施SET?Plan,主要包括電網(wǎng)、可再生能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、能源效率和CCS等研究。目前,德國(guó)完成了至少20個(gè)燃料電池及其他形式的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目(包含部分蓄氫儲(chǔ)能)。法國(guó)SAFT是世界領(lǐng)先的先進(jìn)高科技工業(yè)電池的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及制造商,其鋰離子電池系統(tǒng)(廣泛應(yīng)用于民用、軍事等許多終端市場(chǎng))的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)方面位于全球領(lǐng)先地位。該公司開(kāi)發(fā)的“Synerion高能鋰離子電池”系統(tǒng),主要應(yīng)用于家庭或社區(qū)光伏離網(wǎng)電站,幫助客戶實(shí)現(xiàn)谷電峰用。另外還有其開(kāi)發(fā)的“IntensiumMax”集裝箱式大規(guī)模鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng),主要應(yīng)用于MW級(jí)的光伏電站并網(wǎng)系統(tǒng),有助于實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的平滑并網(wǎng)。

縱觀全球儲(chǔ)能項(xiàng)目的實(shí)施情況,整個(gè)產(chǎn)業(yè)總體在向前發(fā)展,市場(chǎng)也逐漸擴(kuò)大,成為各國(guó)關(guān)注的重要的新興產(chǎn)業(yè)。儲(chǔ)能技術(shù)和儲(chǔ)能項(xiàng)目受到各國(guó)政府和大型企業(yè)、新型技術(shù)企業(yè)的高度重視。當(dāng)前,歐美及日本已將儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)上升到戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)的層面加以發(fā)展并開(kāi)展全球性競(jìng)爭(zhēng),在技術(shù)研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用上給予重要的資金扶持和政策支持。我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,要想打破能源瓶頸,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)大力發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。