100% 可再生能源从哪里来
发布日期：2020/7/7
储能技术，不论是供给侧、电网侧还是需求侧，都是能源系统灵活性的关键来源。
今年的新冠肺炎疫情对能源行业 的影响深远。从普通民众的感知上， 大家会更加关注气候变化，因为气温 升高将带来南极永久冻土的解冻，会 引起大量甲烷排放，同时也会解封远 古的病毒，给人类的健康带来新的威 胁。在整体的能源需求上，全球电力 需求的增长会放缓，煤电、气电、核 电、可再生能源等各种发电技术之 间的竞争会加剧。据IHS预测，预计 2020年新增装机中，并网的光伏和风 电占比将达到65%左右。
2015年签署的《巴黎协定》让 世界各国达成共识，一同应对气候变 化，将全球平均气温较工业化前水平 升高幅度控制在低于2℃的目标，并为 1.5℃温控目标而努力。为实现这一目 标，进一步提高可再生能源在能源消 费中的比例是一个主要手段，100%可 再生能源的提法也应运而生。
从假设到目标和手段
当今，100%可再生能源目标已经 不再只是一个学术界的假设，许多国 家和地区已经实实在在地为实现这一 目标付出努力。到2019年年底，全球 已经有超过60个国家宣布并实施了不 同类型的100%可再生能源的目标。在 城市和区域层面，全球已经有至少318 个城市或区域提出了自己的100%可再 生能源目标。 可再生能源包括所有的可再生的 能源来源，比如水能、风能和太阳 能、生物质能、地热能、海洋能等。 100%可再生能源是指在一个特定的地 点、区域或者国家，一年365天所有用 户的能源需求都来自可再生能源。这 些满足本地最终用户的用能需求（电 力、冷热、交通）可以是由本地的可 再生能源提供，也可以是从区域以外 通过辅助技术设施来提供，包括电 网、氢能、热能等。所有参与能源系 统平衡的储能设施的能源来源，也必 须是可再生能源。 近10年来，可再生能源，尤其 是风电和光伏的迅猛发展，让这一目 标看起来更加接近现实。2017年， 全球范围内，尤其是在电力领域，可再生能源占比达到24.4%（IRENA， 2019c），预计2018年已经达到26% （REN21，2019a）。在可再生能源 供热（冷）和交通领域，2016年分别 实现了24.1%和3.3%。
如今，100%可再生能源不只是 一个目标，而成为一个实现清洁可持 续发展的手段，每个国家都在或多或 少、或快或慢地努力前行。截至2019 年年底，有58个城市或地区已经实现 了100%可再生能源的目标，其中36 个城市或地区已经实现了100%可再 生能源供电的目标。131个城市和区 域将2030年设为实现目标的截止时 间，114个城市把实现目标的时间设为 2050年。
按照最终用能品类划分的话，绝 大部分的目标是聚焦在100%可再生能 源电力板块，而提出在电力、冷热和 交通三个领域全目标的城市主要集中 在欧洲（42个）和北美（28个）。
根据国际可再生能源署 （IRENA）的预测，可再生能源供 电会从当今的25%提高到2050年的 86%。当然，这些可再生能源供电容 易受气候影响，其出力具有随机性和 波动性，同时可再生能源的大比例增 加会给整个能源系统的不同环节、不 同的时间尺度带来挑战（一天中的不 同时段或者一年当中的不同季节和天 气）。其本质是，维持供需平衡将成 为一个最大的挑战。
储能要承担平衡重任
应对这些挑战，需要多领域多维 度的创新举措，包括关键技术、市场 设计、商业模式等方面。其核心是， 在不断变化的形势下保持既经济又可 靠的供需平衡，提升整个系统的灵活 性。储能技术，不论是供给侧（发电 侧）、电网侧还是需求侧，都是灵活 性的关键来源。
发电侧的储能系统，可以稳定可 再生能源电源的输出，同时通过规模 储能以及电能到其他形式的应用（如 电制氢），储存多余的可再生能源发 电，减少弃风、弃光和弃水，同时增 加供应侧的灵活性。
电网侧的储能系统，可以提供辅 助服务，增加调频、调峰和黑启动的 能力，改善电网侧的灵活性。
需求侧的储能系统，则通过终端 用户领域的智能电气化来提高灵活性。
未来，我国储能行业要助力可再生能源发展，不能忽视以下三个关键 驱动因素。
一是进一步降低储能的商业投资 成本，增加储能运营的经济性。在大部分已建成的储能项目中，其经济收 益、非经济收益已经和项目投资取得 了平衡，但是大部分的项目在经济性 可行性上不高。在电化学储能中，锂 电池技术一直独占鳌头，也是受益于 电动汽车的高速发展所带来的电池技 术提升，以及电池成本的下降（虽然 动力电池和储能电池的技术要求存在 较大差别），大型锂电储能系统造价 已经突破200美元每兆瓦时。对于储能 项目，可以借鉴可再生能源的发展模 式，前期依靠一定水平的补贴，后期 通过市场的充分竞争实现平价盈利。
二是搭建一个让储能产生经济价 值的政策框架。现有的电网系统设计 逻辑是实现供需平衡，而储能的作用 是存储或者释放电能，和现有的框架 较难融合。未来，储能系统的所有 权、经营模式等系列问题还需要逐步 明晰，以确保储能服务提供商能够有 广泛并顺畅的收入渠道和来源。
三是需要更多的示范项目来提升 全系统对储能的认知。对于一项刚刚 发展的技术，示范项目对理解技术功 能、积累运营经验、探讨商业模式特 别重要。这方面我国具备天然优势： 我们有足够大的市场和应用场景，也 有足够多的市场参与方。有一些地区 会要求可再生能源发电企业配备一定 比例的储能设施，对配有储能设施的 电源进行优先调度。这在客观上给可 再生能源发电企业增加了成本，但也 让更多的企业直接参与到储能业务的 拓展中来，成为储能市场化的重要推 动力量。比如金风科技正在从一家风 电企业向综合能源服务企业转型，在 金风科技园中就建有储能示范项目， 把风电、光伏和不同类型的储能系统 进行耦合调试，积累了大量的运营经 验。阳光电源也从一家提供光伏逆变 系统的供应商，变身提供储能解决方案的提供商，进一步延伸至全套清洁能源解决方案的提供商。
不能忽视的表后储能
我国的储能产业发展一直在波折 中不断前行。2017年，五部委联合 发布《关于促进储能产业与技术发展 的指导意见》，中国储能产业正式启 动。2018年储能产业取得了爆发式的 发展，众多民营企业和市场主体纷纷 登场。
2019年5月，国家发改委明确 储能设施投资不能计入输配电定价成本，储能行业遇冷，2019年上半年 新增投运的电化学储能装机规模仅为 116.9兆瓦，环比2018年下半年下降 79.2%。
据中关村储能产业技术联盟发布 的最新报告显示，截止到2019年年 底，我国已投运储能项目累计装机规模 为32.3吉瓦，占全球的18%，其中抽水 蓄能累计装机占比为93.7%，电化学储 能累计装机1592.3兆瓦，占比4.9%。
需要提醒业界重视的是，虽然当 今的储能装机以电网侧和发电侧的大 型储能设施为主，但在未来，电表前 的大型储能（FTM，in front of the meter,包括电网侧和发电侧)和电表 后的需求侧储能(BTM, behind the meter)应该是两分天下的。
原因在于，其一，需求侧的电气 化水平越来越高，需求侧提供灵活性 的潜力也越来越大，自然会带动储能 的需求；其二，电动汽车的快速发 展，让V2G（Vehicle to Grid）技术 的实现指日可待，未来基于此技术的 电动汽车，通过充换电平台可能成为 巨大的储能基础设施。
最为重要的是，储能是未来能源 体系中的重要环节，区别于传统能源 的资源和路径依赖，技术创新和突破 会是储能行业发展的最大动力。需求侧的创新也会来自跨界企业的推动， 比如特斯拉近日就高调进军分布式光 伏市场，打造完全能源独立的分布式 家庭能源系统。需求侧的创新会倒逼 电网企业更加快速地向综合能源服务 商转型。可以预见，在未来会有越来 越多的需求侧储能设施纳入电力系统，成为灵活性资源，助力实现发 电、电网和需求侧的有机耦合。
储能是实现100%可再生能源目标 众多解决之道中最直接、最有效也是最 有基础的一个。今年2月份，国家电网 有限公司投资近80亿元的山西垣曲抽 水蓄能电站正式开工，进一步释放电网 投资储能的乐观信号。3月17日，国家 发展改革委联合司法部发布了《关于加 快建立绿色生产和消费法规政策体系的 意见》，将促进能源清洁发展作为一项 主要任务，并重点强调“加大对分布式 能源、智能电网、储能技术、多能互补 的政策支持力度”。 政策东风已来，可再生能源发展 在提速，电网侧储能已重启，中国储 能行业的未来可期。
来源：能源评论 作者：王子佳
