在能源低碳轉(zhuǎn)型背景下，可再生能源將得到大規(guī)模發(fā)展，但其波動(dòng)性、間歇性和難以預(yù)測(cè)性的特征會(huì)加大電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)平衡的難度。儲(chǔ)能技術(shù)能有效地降低可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)時(shí)造成的波動(dòng)，提高可再生能源發(fā)電的可靠性，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源穩(wěn)定接入電網(wǎng)。因此，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為能源低碳轉(zhuǎn)型中不可或缺的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。具體如下：

一、能源低碳轉(zhuǎn)型

在全球氣候變化和能源安全問題日益突出的背景下，可再生能源被廣泛認(rèn)為是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。為推動(dòng)可再生能源快速發(fā)展，我國(guó)政府采取了一系列政策支持和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施。③這些舉措為可再生能源項(xiàng)目提供了穩(wěn)定的市場(chǎng)需求和投資保障，促進(jìn)了可再生能源裝機(jī)容量的快速增長(zhǎng)。目前，我國(guó)已成為全球最大的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電市場(chǎng)。盡管我國(guó)可再生能源的裝機(jī)容量在不斷增長(zhǎng)，但可再生能源發(fā)展同時(shí)也面臨挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在可再生能源消納問題、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和輸電能力不足、項(xiàng)目融資和成本壓力等方面。

1.可再生能源消納問題。2010年以來(lái)，我國(guó)可再生能源進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段。④然而，由于可再生能源的波動(dòng)性和間歇性，與傳統(tǒng)的基于化石燃料的發(fā)電系統(tǒng)相比，可再生能源的并網(wǎng)接入和消納更為復(fù)雜。隨著可再生能源裝機(jī)容量的迅猛增長(zhǎng)，可再生能源消納問題日益凸顯。

2.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和輸電能力不足。可再生能源發(fā)電通常集中在資源豐富地區(qū)，而能源需求較大地區(qū)往往與可再生能源集中區(qū)域相距較遠(yuǎn)。由于電網(wǎng)輸電線路的建設(shè)和升級(jí)需要投入大量時(shí)間和資金，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程滯后于可再生能源的發(fā)展，限制了可再生能源的傳輸和消納。以“三北” 地區(qū)為例，該地區(qū)可再生能源資源豐富，但本地電力市場(chǎng)的消納能力有限。同時(shí)，受限于電網(wǎng)跨區(qū)域的遠(yuǎn)距離輸電能力，導(dǎo)致“三北”地區(qū)的可再生能源消納問題尤為突出。

3.項(xiàng)目融資和成本壓力。隨著可再生能源補(bǔ)貼的逐漸退坡，市場(chǎng)化機(jī)制將發(fā)揮更加重要的作用。雖然可再生能源技術(shù)的成本逐漸下降，但仍面臨融資和成本壓力。②尤其是光伏和風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)和投資規(guī)模較大，需要大量資金支持。此外，電力市場(chǎng)的價(jià)格機(jī)制和政府補(bǔ)貼政策的變化也對(duì)可再生能源項(xiàng)目的盈利能力和可持續(xù)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。

二、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)概述

隨著可再生能源的快速發(fā)展和能源低碳轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)逐漸成為能源行業(yè)的重要組成部分。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈可以劃分為上游、中游和下游，上游主要涵蓋儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備制造領(lǐng)域，中游包括儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成和抽水蓄能電站建設(shè)，下游則主要是儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游是儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備制造，主要包括儲(chǔ)能電池系統(tǒng)設(shè)備制造和抽水蓄能設(shè)備制造。儲(chǔ)能電池系統(tǒng)設(shè)備主要包括儲(chǔ)能電池組、儲(chǔ)能變流器、電池管理系統(tǒng)等。其中，儲(chǔ)能電池組是儲(chǔ)能電池系統(tǒng)最核心的設(shè)備，約占系統(tǒng)成本的60%。另外，儲(chǔ)能變流器作為實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的重要裝置，負(fù)責(zé)控制充放電過程，約占系統(tǒng)成本的15%。③近年來(lái)，在儲(chǔ)能市場(chǎng)快速發(fā)展的推動(dòng)下，儲(chǔ)能變流器越來(lái)越受到資本市場(chǎng)的關(guān)注。總體來(lái)看，我國(guó)的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)的集中度較高，存在較為明顯的頭部效應(yīng)。相比之下，抽水蓄能設(shè)備制造領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。抽水蓄能設(shè)備主要包括水輪發(fā)電機(jī)組、高壓電氣設(shè)備、靜止變頻器等。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成和抽水蓄能電站建設(shè)。儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成商在中游環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)將各種儲(chǔ)能設(shè)備、管理系統(tǒng)等進(jìn)行整合和優(yōu)化，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。目前儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成商眾多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。此外，抽水蓄能電站建設(shè)涵蓋電站設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈下游主要是儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)，涵蓋了儲(chǔ)能電池系統(tǒng)和抽水蓄能電站的運(yùn)營(yíng)管理。儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)儲(chǔ)能系統(tǒng)和電站的運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)，以確保其安全和穩(wěn)定運(yùn)行。具體而言，儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商不僅需要負(fù)責(zé)儲(chǔ)能設(shè)備的監(jiān)控、性能優(yōu)化等工作，同時(shí)，他們還需要與電力市場(chǎng)進(jìn)行互動(dòng)，參與能源交易和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和系統(tǒng)靈活性的最大化。

三、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在能源低碳轉(zhuǎn)型中的作用與地位

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在能源低碳轉(zhuǎn)型中的作用與地位可以概括為以下四個(gè)方面。

一是儲(chǔ)能可以為可再生能源系統(tǒng)引入更大的靈活性和可調(diào)度性。首先，可再生能源的電力輸出受天氣、季節(jié)等自然因素的影響較大，限制了可再生能源系統(tǒng)的靈活性和可調(diào)度性。將可再生能源系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合，可以使得可再生能源系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)能源市場(chǎng)的需求，并提供穩(wěn)定可靠的能源供應(yīng)。其次，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以提供快速響應(yīng)能力，進(jìn)一步增強(qiáng)可再生能源系統(tǒng)的靈活性。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，以應(yīng)對(duì)突發(fā)的能源需求。這種快速響應(yīng)能力使得可再生能源系統(tǒng)具備了可與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)相媲美的可調(diào)度性，為能源低碳轉(zhuǎn)型提供了更大的靈活性。最后，通過在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以有效地平滑電力波動(dòng)，降低電網(wǎng)負(fù)荷峰值，以便應(yīng)對(duì)不穩(wěn)定的可再生能源供應(yīng)。

二是儲(chǔ)能有助于提高能源網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。首先，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)依賴于大型發(fā)電廠的能源供應(yīng)，并通過輸配網(wǎng)絡(luò)將電力分發(fā)給用戶。然而，隨著可再生能源的大規(guī)模引入，其波動(dòng)性和不確定性給能源網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以緩解可再生能源的波動(dòng)性，并提高能源網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。①其次，儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力使得能源系統(tǒng)可以及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的變化，提供穩(wěn)定的能源輸出，減少負(fù)荷波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。最后，傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)通常沒有足夠的備用能源來(lái)彌補(bǔ)供應(yīng)中斷或不穩(wěn)定的影響，一旦出現(xiàn)問題，整個(gè)能源系統(tǒng)可能會(huì)面臨崩潰。而儲(chǔ)能系統(tǒng)提供了一種靈活的能源存儲(chǔ)和釋放方式，可以作為備用電源快速響應(yīng)能源需求的變化，以應(yīng)對(duì)突發(fā)的能源需求或設(shè)備故障。

三是儲(chǔ)能可以促進(jìn)可再生能源的規(guī)模化。首先，儲(chǔ)能系統(tǒng)的可擴(kuò)展性為可再生能源的規(guī)模化提供了支持。②儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一個(gè)可調(diào)節(jié)的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)，使得可再生能源系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)能源需求的波動(dòng)。其次，新型儲(chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn)，如鋰離子電池、液流電池、氫儲(chǔ)能等，提升了儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度和效率，從而提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能和可靠性，為可再生能源的規(guī)模化應(yīng)用提供了更好的條件。③最后，通過儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提高可再生能源系統(tǒng)的可靠性和可持續(xù)性，這種穩(wěn)定的能源供應(yīng)有助于降低可再生能源項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)，這為政府、能源企業(yè)和投資者提供了更多投資和支持可再生能源的動(dòng)力。

四是儲(chǔ)能有助于支持去中心化能源系統(tǒng)的建設(shè)。首先，將分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)與可再生能源系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)局部能源供應(yīng)和管理。其次，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以增強(qiáng)能源系統(tǒng)的韌性。去中心化能源系統(tǒng)通過利用分布式儲(chǔ)能技術(shù)，可以在發(fā)生故障或緊急情況時(shí)迅速調(diào)整能源供應(yīng)。另外，除了技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用還具有經(jīng)濟(jì)效益。通過建立分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以減少對(duì)傳輸線路和基礎(chǔ)設(shè)施的需求，降低能源系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。(作者：林伯強(qiáng) 謝永靖)