一直以來，儲(chǔ)能的市場(chǎng)地位與其所承擔(dān)的戰(zhàn)略地位并不相吻合。但自今年參與“三北”電力市場(chǎng)調(diào)峰后，這種局面才有所好轉(zhuǎn)，儲(chǔ)能市場(chǎng)主體地位獲得確立。
作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，儲(chǔ)能技術(shù)路線呈現(xiàn)出多樣性和廣泛性，很難判斷哪種儲(chǔ)能技術(shù)可以覆蓋全部的應(yīng)用領(lǐng)域，而這也是國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策出臺(tái)始終保持謹(jǐn)慎的重要原因。
儲(chǔ)能價(jià)值幾何？就此問題，近日，本報(bào)記者采訪了參與國(guó)家“十三五”儲(chǔ)能規(guī)劃撰寫、清華大學(xué)化學(xué)工程系王保國(guó)教授。
中國(guó)能源報(bào)：國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能的發(fā)展經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段被質(zhì)疑的階段，請(qǐng)您談一下當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展環(huán)境有哪些變化？
王保國(guó)：首先，儲(chǔ)能行業(yè)的興起與新能源的發(fā)展密不可分。這是由于新能源天然具備不穩(wěn)定的特性所決定的。這種不確定性給可以平滑電力、提高電力質(zhì)量的儲(chǔ)能提供了發(fā)展空間；其次，發(fā)展儲(chǔ)能對(duì)節(jié)能減排的影響深遠(yuǎn)。目前國(guó)內(nèi)節(jié)能減排作為一項(xiàng)基本國(guó)策，很重要的一個(gè)核心，是電網(wǎng)系統(tǒng)能源利用效率的提高，通過儲(chǔ)能使能效得到巨幅提升，對(duì)社會(huì)節(jié)能減排意義非常重大。顯而易見，發(fā)展儲(chǔ)能是可以完美解決新能源問題、滿足節(jié)能減排需求的最佳技術(shù)路徑之一。而從目前儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段來看， 物理性的抽水蓄能發(fā)展受到了自然環(huán)境、社會(huì)因素的制約，儲(chǔ)能正在向以化學(xué)物質(zhì)和電化學(xué)儲(chǔ)能為主的發(fā)展路線進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
中國(guó)能源報(bào)：通常來講，電網(wǎng)也具有類似儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)功能，那么在電力系統(tǒng)還需要儲(chǔ)能的介入嗎？
王保國(guó)：“電網(wǎng)是一個(gè)巨大的儲(chǔ)能系統(tǒng)”這一說法有一定道理，但是不準(zhǔn)確。我們首先要明白能源和物質(zhì)的關(guān)系——物質(zhì)是能量的載體，脫離物質(zhì)講能量沒有任何價(jià)值的。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)體量龐大而且復(fù)雜，確實(shí)具有一定的儲(chǔ)能和自調(diào)節(jié)作用，但作為能量傳輸?shù)拇笸ǖ?，保障電網(wǎng)安全無疑是首要任務(wù)，用電網(wǎng)作為儲(chǔ)能的替代顯然是不可行的。
電改為儲(chǔ)能提供發(fā)展空間
中國(guó)能源報(bào)：儲(chǔ)能與新能源發(fā)展密切相關(guān)，怎樣的比例才能使整個(gè)項(xiàng)目更具經(jīng)濟(jì)性？
王保國(guó)：各地新能源的波動(dòng)性是不一樣的。通常來講，一般風(fēng)力發(fā)電廠，按照10-15%的比例配置即可行。以全釩液流電池為例，從經(jīng)濟(jì)效益、投資價(jià)值來看，現(xiàn)階段其經(jīng)濟(jì)價(jià)值區(qū)間應(yīng)該在功率250千瓦、儲(chǔ)電4個(gè)小時(shí)，上限到幾十個(gè)兆瓦、儲(chǔ)電8-10小時(shí)，在此區(qū)間內(nèi)增加儲(chǔ)能所用電解液就可以靈活調(diào)節(jié)所需容量。國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能尚處于產(chǎn)業(yè)化的起步階段，隨著技術(shù)、市場(chǎng)、規(guī)模的擴(kuò)大，儲(chǔ)能成本仍有很大的下降空間。其中，全釩液流電池的成本已經(jīng)從幾年前1.8萬-2萬/千瓦下降到6000元/千瓦。而當(dāng)前分布式微網(wǎng)系統(tǒng)正在成為全釩液流電池最佳應(yīng)用場(chǎng)景。海島、電網(wǎng)末端等地方電價(jià)普遍在3元/千瓦時(shí)以上，液流電池儲(chǔ)能特有的長(zhǎng)壽命和高安全特征，已經(jīng)可以促使其經(jīng)濟(jì)型逐漸被顯現(xiàn)出來。 美國(guó)對(duì)電力質(zhì)量的要求很高，也促使全釩液流電池在美國(guó)作為一種調(diào)頻設(shè)備，在美國(guó)形成了一定的市場(chǎng)和規(guī)模。但國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目基本仍以示范為主，距離市場(chǎng)環(huán)境的完善還有距離。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅需要依靠技術(shù)和產(chǎn)業(yè)本身的進(jìn)步，還和政策環(huán)境直接相關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)電價(jià)還沒有和電力質(zhì)量緊密掛鉤，導(dǎo)致無論品質(zhì)優(yōu)劣的電能都執(zhí)行同一個(gè)價(jià)格體系，儲(chǔ)能的價(jià)值并沒有在電力市場(chǎng)上得到充分體現(xiàn)。隨著電改的推進(jìn)和國(guó)內(nèi)對(duì)電力品質(zhì)要求的不斷提高，一些政策也許會(huì)逐步調(diào)整，未來儲(chǔ)能發(fā)展空間可期。
補(bǔ)貼前提是可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能單獨(dú)計(jì)量
中國(guó)能源報(bào)：您認(rèn)為，儲(chǔ)能價(jià)值如何在能源系統(tǒng)中如何得到體現(xiàn)？在眾多儲(chǔ)能技術(shù)路線中，國(guó)家又該如何選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)路線進(jìn)行扶持和補(bǔ)貼呢？
王保國(guó)：儲(chǔ)能對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的貢獻(xiàn)和價(jià)值還不能獨(dú)立計(jì)算，猶如在電力系統(tǒng)，沒有人測(cè)算變壓器對(duì)電網(wǎng)的價(jià)值一樣，因此國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能的補(bǔ)貼謹(jǐn)慎也是情理之中。儲(chǔ)能價(jià)值的真正體現(xiàn)需要先做到在實(shí)際工作中儲(chǔ)能價(jià)值的單獨(dú)計(jì)量，之后才會(huì)有儲(chǔ)能電價(jià)的出臺(tái)，產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼才會(huì)水到渠成，這方面的計(jì)算需要有研究單位去推動(dòng)。 同時(shí)，在分布式發(fā)電、電網(wǎng)末端，沒有儲(chǔ)能系統(tǒng)就沒有辦法運(yùn)行起來，但這個(gè)價(jià)值也沒有人去量化。盡管儲(chǔ)能發(fā)展的瓶頸仍在于成本，但如果把儲(chǔ)能的邊際效益考慮進(jìn)來：如由于引入儲(chǔ)能，減少了“棄風(fēng)”“棄光”，減少了污染物排放，所形成的社會(huì)效益應(yīng)該考慮在內(nèi)，儲(chǔ)能也已經(jīng)到了可以產(chǎn)業(yè)化的階段，因此，適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能電價(jià)政策變得十分必要。推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，政策和補(bǔ)貼都要適度。政策和補(bǔ)貼是一把“雙刃劍”，即可以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使用不當(dāng)也會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展產(chǎn)生巨大危害。我一直強(qiáng)調(diào)，補(bǔ)貼要適度、在市場(chǎng)使用過程中，用合適的規(guī)模檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，將社會(huì)的損失降到最小。適度是有一個(gè)市場(chǎng)的測(cè)算，現(xiàn)在很多過火的東西，多是為了推而推，其后果不言而喻。只有按照科學(xué)規(guī)律辦事，才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)和社會(huì)效益最大化。
中國(guó)能源報(bào)：目前，因?yàn)閮?chǔ)能價(jià)值難以估值，行業(yè)發(fā)展也良莠不齊，您如何看待這種情況？
王保國(guó)：儲(chǔ)能種類眾多，路線爭(zhēng)議也比較大。在制定“十三五”儲(chǔ)能規(guī)劃時(shí)，我們提出了儲(chǔ)能的發(fā)展需要遵循四個(gè)基本準(zhǔn)則，站在整個(gè)行業(yè)上，討論共有的尺度十分重要。
第一，安全可靠性準(zhǔn)則：安全是選擇儲(chǔ)能技術(shù)的首要衡量條件，應(yīng)優(yōu)先選擇在原理上具有安全特征的技術(shù)，保證儲(chǔ)能設(shè)備應(yīng)用過程的安全、可靠，節(jié)省投資成本；
第二，資源可持續(xù)發(fā)展準(zhǔn)則：優(yōu)先選擇原材料資源能夠國(guó)內(nèi)自給，并容易實(shí)現(xiàn)資源回收和再利用的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能資源可持續(xù)發(fā)展。
第三，環(huán)境友好準(zhǔn)則：優(yōu)先選擇在裝備研究開發(fā)、生產(chǎn)制造、使用和回收過程的全生命周期，對(duì)外界“三廢”排放最少、環(huán)境負(fù)荷最小的技術(shù)和裝備；建設(shè)對(duì)上級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)友好的微網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展與電網(wǎng)內(nèi)、電網(wǎng)外環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。
第四，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則：不僅要考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行過程的投資，還需要包括儲(chǔ)能系統(tǒng)存在對(duì)于可再生能源利用、電力質(zhì)量提升形成的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以及改善環(huán)境質(zhì)量的社會(huì)價(jià)值。
儲(chǔ)能與能源轉(zhuǎn)化要相提并論
中國(guó)能源報(bào)：您覺得不同的技術(shù)路線對(duì)儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域有哪些標(biāo)準(zhǔn)？
王保國(guó)：目前，我們課題組正在研發(fā)三條線路，也是我個(gè)人的觀點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)不同的市場(chǎng)需求。
一個(gè)是鋅空氣電池，面向戶用儲(chǔ)能，我們相信儲(chǔ)能最終會(huì)走進(jìn)千家萬戶。因?yàn)殇\本身具備本源綠色友好，安全和低成本特性；
第二個(gè)是中等規(guī)模儲(chǔ)能，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模技術(shù)研發(fā)；
第三，我們提出的概念是，對(duì)吉瓦級(jí)別的大規(guī)模能源問題，僅考慮儲(chǔ)能是有缺陷的。在自然界，光照使水蒸發(fā)，水蒸氣在空中由風(fēng)力輸送，遇冷后又變?yōu)榻涤昊氐降孛?。人類制造的能源系統(tǒng)，也要仿照自然能源的循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源之間的轉(zhuǎn)化和互聯(lián)。
有人認(rèn)為用儲(chǔ)能來完全解決棄風(fēng)、棄光，這是不現(xiàn)實(shí)的，要用能源轉(zhuǎn)化的思路來解決問題。最近，我們提出雙極膜電解水制氫的方法，大幅度降低電解水能耗。通過電解水方式將電能轉(zhuǎn)化為氫氣，與天然氣混合后成為加氫天然氣，最終以燃燒方式釋放能源。既有利于大規(guī)模轉(zhuǎn)化、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，又能夠遠(yuǎn)距離輸運(yùn)，該方式具有直接形成商業(yè)化應(yīng)用的可能性。而這一路徑也契合了我國(guó)多煤少氣的現(xiàn)狀和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求，具有較強(qiáng)的操作性。未來哪種能源形式更經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上更可行，就采用哪種形式的能源。只有通過能源互聯(lián)互通，才能真正提高能源效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。比如通過利用棄風(fēng)、棄光的電能形式，經(jīng)過電解水變成氣的形式，實(shí)現(xiàn)不同能量形式之間的轉(zhuǎn)換，也多了一條脫離電網(wǎng)、利用天然氣管網(wǎng)的消納途徑。在自然界中，能源是循環(huán)流動(dòng)的，那么人類能源系統(tǒng)也應(yīng)該是流動(dòng)起來；能源只有在流動(dòng)過程中才能產(chǎn)生最大價(jià)值。從技術(shù)上看，信息技術(shù)和能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)能技術(shù)的互相融合正在推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展，但能源互聯(lián)網(wǎng)歸根結(jié)底還是要依靠新型能源裝備支撐。能源互聯(lián)網(wǎng)是基于信息技術(shù)和裝備技術(shù)連起來的復(fù)雜系統(tǒng)，最終目的是實(shí)現(xiàn)人人可以用得起清潔的、可持續(xù)再生的能源， 脫離“物質(zhì)是能源的載體”這一說法，脫離物質(zhì)談能源互聯(lián)網(wǎng)，就會(huì)讓能源互聯(lián)網(wǎng)變成虛的東西，工程上也難以落地。
