中国宏观经济研究院 徐 策 中国经济信息网 孙 蕾

加快规划建设新型能源体系是推进中国式现代化的重要条件和基础。发展新型储能是我国加快建设新型能源体系的重要组成和关键支撑,对破解电力保供和系统平衡难题、推动能源绿色低碳转型、加快培育新质生产力意义重大

展望未来,新型储能发展潜力巨大。全球新型储能需求将持续增长,我国出口空间十分广阔。随着国内政策红利持续释放,新型储能装机容量仍将保持快速增长,大型储能和工商业储能未来发展前景看好,长时新型储能技术将成主导,压缩空气储能、液流电池和氢储能等领域发展前景广阔

未来一个时期,特别是“十五五”时期,要以新型储能为抓手,加快规划建设新型能源体系:强化重大改革牵引,加快完善新型储能市场机制;强化重大项目带动技术攻关和试点示范,加速商业化进程;强化标准引领,推动新型储能健康安全发展;强化国际合作,打造新型储能“中国新名片”

党的二十大报告和二十届三中全会决定均强调,“加快规划建设新型能源体系”。当前,新型储能产业呈现爆发性增长,企业全球市场渗透率加速提升;政策支持体系不断完善,为产业发展提供良好环境;新型储能装机规模快速扩张,调节作用逐步显现;新型储能技术路线“百花齐放”,部分领域研发领先全球。

展望未来,新型储能发展潜力巨大。未来一个时期,特别是“十五五”时期,要积极抢抓新型储能发展机遇,要在用好存量政策的同时,进一步加强顶层设计,强化重大改革牵引,加快完善新型储能市场机制,持续推动新型储能行业高质量发展,助力建设新型能源体系。

一、新型储能是加快规划建设新型能源体系的关键抓手

加快规划建设新型能源体系是推进中国式现代化的重要条件和基础。发展新型储能是我国加快建设新型能源体系的重要组成和关键支撑,对破解电力保供和系统平衡难题、推动能源绿色低碳转型、加快培育新质生产力意义重大。

(一)电力保供和系统平衡压力日益增大,迫切需要发展新型储能来确保新型电力系统安全稳定运行

近年来,风能、太阳能等新能源的间歇性、波动性对电网安全的影响越来越明显。由于大规模光伏并网,许多省级电网午间时段负荷出现“鸭子曲线”。这是因为光伏发电量中午最大,在傍晚时电力需求却急剧上涨,一天中尖峰负载和可再生能源发电量之间的落差呈鸭子轮廓。数据显示,全国最高用电负荷达13.4亿千瓦,新能源最大日功率波动超3亿千瓦,占最大负荷的22%。预计到2060年,新能源每日最大功率波动达16亿千瓦,占最大负荷的40%。此外,气候变化因素和极端天气对电力系统的规划生产运行影响加剧,电力保供和系统平衡的问题将更加突出。因此,构建新型电力系统离不开新型储能的强有力支撑。

(二)新型储能是推动能源绿色转型的核心力量,发展新型储能有利于更好支撑“双碳”目标实现

能源绿色转型是推动实现“双碳”目标的关键一环。其中,新型储能作为构建新型电力系统和新型能源体系、保障国家能源安全的重要基础装备和关键支撑技术,是推动能源绿色转型的核心力量。首先,新型储能作为新型电力系统的“压舱石”,可有效保障电力系统安全稳定运行。其次,新型储能技术通过减少化石能源的消费和提高可再生能源的利用率,可显著降低碳排放强度。最后,新型储能产业链长、带动力强、绿色低碳属性明显,是推动能源结构转型的重要力量。因此,发展新型储能对于推动能源绿色转型意义重大,在全国绿色发展大局中占据重要地位。

(三)新型储能是新质生产力的典型代表,发展新型储能有利于抢占国际战略新高地

新型储能包括锂离子电池、液流电池、压缩空气储能、飞轮储能等技术路线,不仅提高了能量转换效率,还具备高效性、可靠性、环境友好性、灵活性等特点,符合新质生产力的特征。新型储能经济附加值高、装备产业链长,是一种催生新产业格局的未来业态,新型储能已成为世界各国抢占能源战略和装备制造业新高地的重要领域。因此,加快发展新型储能有利于催生能源新业态、打造新质生产力,在全球市场抢占发展先机。

二、我国新型储能具备领先全球的优势条件

我国新型储能政策支持体系不断完善,为产业发展提供良好环境。当前,新型储能产业呈现爆发性增长,我国企业全球市场渗透率加速提升,新型储能部分技术研发领域领先全球。

(一)政策支持体系不断完善,为产业发展提供良好环境

国家层面系统部署新型储能,助力新型电力系统建设。一方面,加快完善新型储能顶层设计。2021年,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》要求,到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上;到2030年,实现新型储能全面市场化发展,装机规模基本满足新型电力系统相应需求。2022年,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,积极开创技术、市场、政策多轮驱动良好局面,以稳中求进的思路推动新型储能高质量、规模化发展,为加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。另一方面,聚焦新型储能参与电网调峰、并网和调度、新能源消纳等领域发力。2024年2月,国家发展改革委与国家能源局联合印发《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》,首次将储能与电网调峰、智能化调度并列,作为推动新能源大规模高比例发展的关键支撑及构建新型电力系统的重要内容。2024年4月,国家能源局印发《关于促进新型储能并网和调度运用的通知》,明确了新型储能的功能定位。2024年5月,国家能源局发布的《关于做好新能源消纳工作 保障新能源高质量发展的通知》提出,开展对各类储能设施调节性能的评估认定,提出管理要求,保障调节效果。

地方层面注重提升新型储能并网服务,市场化方式促进新型储能调用。江西提出到2025年、2030年,力争实现各设区市新型储能投产规模不少于新增新能源装机的15%和20%。浙江提出建立电网侧储能示范项目奖补机制,出台新型储能管理办法和用户侧储能建设导则,新增新型储能150万千瓦。陕西提出到2025年,力争并网新型储能总规模达到2GW以上。山东鼓励新能源场站与配建储能全电量参与电力市场交易,以市场化方式倒逼新能源企业提高配建储能利用率。

(二)新型储能产业呈现爆发性增长,品牌出海成效初显

新型储能产业快速发展。近年来,我国新型储能行业呈现爆发性增长,我国已成为全球第一大储能市场和储能产品提供国。截至2023年底,逾十万家企业进入新型储能产业赛道,一年内新增数万家储能企业。同时,地方新型储能产业快速发展。以湖南地级市宁乡为例,该市先进储能材料产业加速崛起,产值从2020年的160亿元发展至今,已达600亿元,有望在2025年突破千亿大关。

新型储能企业和产品加速出海,全球市场渗透率加速提升。得益于创新驱动带来的产品和成本优势,我国储能产品加速出口。工业和信息化部数据显示,2024年1月至6月,储能型锂电池产量超过110GWh,全国锂电池出口总额达1934亿元。Gangtise投研数据显示,2024年7月储能电池出口6GWh,同比增长470%;1月至7月储能电池出口19.6GWh,同比增长154%。我国企业全球储能市场渗透率进一步提升。宁德时代2023年全球储能电池出货量市场份额达40%,连续三年居全球第一。2018年至2023年,宁德时代储能板块收入从1.89亿元激增至近600亿元。

(三)新型储能装机规模快速扩张,调节作用逐步显现

装机规模稳步增长,不断实现新突破。国家能源局数据显示,截至2023年底,全国已投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6688万千瓦时,平均储能时长2.1小时,近10倍于“十三五”末装机规模。新型储能装机规模提前两年完成规划目标。截至2024年上半年末,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906万千瓦时,较2023年底增长超过40%。

新型储能调度运用水平持续提高,调节作用不断增强。根据电网企业统计数据,国家电网公司经营区2024年上半年新型储能等效利用小时数达390小时,等效充放电次数约93次,较2023年上半年分别提高约100%和86%。国家能源局通过调研发现,随着新型储能装机规模逐步增加,新型储能促进新能源开发消纳和提高电力系统安全稳定运行水平的作用逐步增强,有效服务能源安全保障。例如,截至7月15日,江苏省建成投运新型储能装机规模540万千瓦,为迎峰度夏提供重要保障。

(四)新型储能技术路线“百花齐放”,应用场景日益广泛

新型储能技术多元化发展态势明显,部分领域研发领先全球。国家能源局数据显示,截至2024年上半年,已投运锂离子电池储能占比为97.0%,压缩空气储能占比为1.1%,铅炭(酸)电池储能占比为0.8%,液流电池储能占比为0.4%,其他技术路线占比为0.7%。此外,我国在新型储能部分领域的研发走在市场前列。国家知识产权局数据显示,在锂电池特别是固态电池领域,我国是全球主要技术来源国之一。近5年,我国固态电池全球专利申请量年均增长20.8%,增速位列全球第一。国家能源局数据显示,中国氢能专利量位居全球第一,关键核心技术加快突破。此外,300兆瓦等级压缩空气储能主机设备、全国产化液流电池隔膜、单体兆瓦级飞轮储能系统等实现突破,助力我国储能技术达到世界先进水平。

应用场景日益广泛,工商业用户储能迅速发展。在支撑新型电力系统构建、提高系统安全稳定运行水平外,新型储能还有效服务用户,提高用能效率。国家能源局数据显示,截至2024年上半年,独立储能、共享储能装机占比为45.3%,新能源配建储能装机占比为42.8%,其他应用场景占比为11.9%。其中,广东、浙江等地工商业用户储能迅速发展。

(五)西北、华北投运装机占比过半,华东储能电池产能占据明显优势

新型储能装机分布区域特征明显,主要集中在西北、华北等地。我国西北地区风光资源丰富,成为全国新型储能投运装机最快的地区。国家能源局数据显示,截至2024年上半年,西北、华北地区已投运新型储能装机占全国比重合计超过50%,分别为27.3%和27.2%。华中地区为15.3%,南方地区为15.2%,华东地区为14.6%。

锂电池产能主要分布在华东地区。当前,锂电池产业链区域分布呈现出以华东地区为主导、其他地区协同发展的格局,华东在动力电池和储能电池布局方面均占据明显优势。戴德梁行、中国电池工业协会储能分会发布的《中国储能(含动力电池)产业集群发展白皮书》显示,目前,华东区域产能规划动力和储能电池超2300GWh,集中全国近50%产能;华中和西北地区分别为850GWh和860GWh;华南地区约为380GWh;海外约为330GWh。其中,纯储能电池产能主要分布在华东和西南地区。

我国锂电产业梯度化专业分工明显。东部地区锂电产业链较为完整,在锂电研发等技术创新领域领先全国。中西部地区在上游原材料开采、加工环节占据优势,同时在锂电制造环节形成一定基础。锂电池产业链在长三角、珠三角、京津冀等地区逐渐形成产业集群,但近年来由于生产要素成本上涨,锂电产业链逐渐开始向中西部地区转移。

三、新型储能未来发展潜力巨大

展望未来,新型储能发展潜力巨大。全球新型储能需求将持续增长,我国出口空间十分广阔。国内政策红利持续释放,新型储能装机容量仍将保持快速增长,大型储能和工商业储能未来发展前景看好。长时新型储能技术将成主导,压缩空气储能、液流电池和氢储能等领域发展前景广阔。新型储能将带动原材料及设备制造等上中游行业提质升级,助力下游电力等应用领域低碳转型,拉动氢能燃料电池汽车等新兴行业发展。

(一)全球市场需求持续增长,出口空间十分广阔

随着全球多国明确碳达峰碳中和目标,传统电力系统向新型电力系统转型已成必然。作为新型电力系统的“压舱石”,新型储能全球市场需求将持续增长。国际能源署发布的《电池和能源安全转型》报告认为,全球电池需求预计将呈现高速上涨态势。其中,为满足新增风光发电储能需求,到2030年,全球储能装机规模预计将达到1500GW,新增储能装机中电池储能占比预计高达90%,到2030年,电池储能规模将达1200GW。全球市场需求持续增长将为我国储能电池出口提供广阔空间。

(二)国内政策红利持续释放,新型储能将迎来新一轮增长浪潮

2024年以来,在国家层面对新型储能做出密集部署的同时,地方层面也在加速布局,如建立奖补机制、以市场化方式促进新型储能调用,大大激发企业信心。随着央地政策的加快落实,新型储能项目将加速落地、装机规模将进一步扩大,有力保障能源安全。中关村储能产业技术联盟发布的《储能产业研究白皮书2024》预计,未来两年,新增储能装机仍呈快速增长态势,将超额完成目前各省份的规划目标。理想场景下,预计2030年新型储能累计装机规模将达到313.9GW,2024年至2030年复合年均增长率为37.1%,年平均新增储能装机规模为39.9GW。2024年11月7日,欧盟科学院院士孙金华在2024世界储能大会“院士论道”环节表示,预计到2030年,我国储能产业规模将达2万亿元至3万亿元。

(三)大型储能仍将快速增长,工商业储能未来发展潜力巨大

大储新增装机将进一步扩张。电源侧储能方面,据不完全统计,全国30多个省份先后出台储能规划及政策,均要求新能源项目配建储能,配置比例基本在10%至20%。储能领跑者联盟发布的《2024中国新型储能行业发展白皮书》指出,按照平均“10%,2.4h”配储比例计算,预计2024年电源侧储能新增装机可达到16.3GW/39.2GWh。展望“十五五”时期,随着新能源在能源结构中的占比不断提高,电源侧储能需求将持续存在并不断增长,装机规模也将大幅提升。电网侧储能方面,电力规划设计总院预计,2024年至2025年期间,电网侧储能装机约在40GW以上,储能时长2至4小时。展望“十五五”时期,随着新能源项目的大量并网,电网对储能的调峰调频需求将愈发迫切,电网侧储能装机规模将随着新能源装机规模不断扩大而持续增长。

工商业储能将迎来巨大发展空间。从国内看,随着我国电力市场化改革持续推进,各地逐步优化用电政策,将刺激工商业用户的电化学储能配置需求。《2024中国新型储能行业发展白皮书》显示,未来随着成本下降、市场运作机制相应成熟后,已有存量厂房和园区叠加更多新的应用场景将会为工商业储能提供更大市场空间,预计2024年和2025年工商业储能装机分别为4.8GW和6.15GW。从全球看,工商业储能处于早期发展阶段,未来发展潜力巨大。中国化学与物理电源协会预计,2025年全球工商业储能新增装机量将达11.5GW,届时全球工商业储能累计市场规模将达190亿元至240亿元。展望“十五五”时期,随着国内工商业用户应用场景日益拓展,全球工商业储能需求持续扩张,我国工商业储能将迎来更大发展。

(四)长时储能技术将成主导,压缩空气储能、液流电池和氢储能发展前景广阔

在碳中和目标下,新型电力系统需要大规模、高安全的长时储能技术。从国内看,电力规划设计总院发布的《中国新型储能发展报告2024》认为,预计未来以储能时长4小时及以上的长时储能将成为储能行业发展主力军。中国电力科学研究院发布的《新型储能技术与应用研究报告(2023年)》显示,压缩空气、液流电池等长时储能技术预计到2025年进入商业化发展初期,其度电成本有望在2030年前后达到0.25至0.30元/千瓦时。此外,氢储能拥有出色的容量和放电时长,储存方式灵活多样,不受地理环境的限制,预计将成为跨季节长时储能技术的首选。从全球看,随着世界各国加快迈向净零排放,市场看好长时储能技术未来发展。伍德麦肯兹预测,2030年,长时储能累计装机量将达150GW至400GW,累计投资规模将达到2000亿美元至5000亿美元;2040年,全球长时储能装机容量将达1.5TW至2.5TW,对应累计投资为1.5万亿美元至3万亿美元。展望“十五五”时期,随着我国长时储能技术商业化进程不断加速,压缩空气储能、液流电池和氢储能等产业市场规模将加速扩张,我国企业或将在全球市场抢占一席之地。

(五)新型储能将带动原材料及设备制造、系统集成等上中游行业提质升级,助力下游电力等应用领域低碳转型,拉动氢能燃料电池汽车等新兴行业发展

国家能源局数据显示,“十四五”以来,新增新型储能装机直接拉动投资超1000亿元,带动产业链上下游协同发展。预计未来,随着新型储能技术不断取得突破、商业化进程不断加速,将会带动产业链上中下游全面发展。

一是上游原材料生产环节将随着新型储能需求的增加而不断扩大规模,储能电池生产设备、储能变流器制造设备等设备制造行业将受益于新型储能项目建设,推动技术创新和产业升级。

二是中游的储能系统集成服务商将根据新型储能技术突破不断升级新的服务方案,产业发展质量将加速提升。

三是下游的电力行业将利用新型储能技术提高电力系统的稳定性、可靠性和灵活性,更好促进可再生能源的消纳。交通和工业等应用领域将利用氢能等新型储能技术,进一步提高能效和环保水平,实现绿色低碳转型。

四是随着氢能等新型储能技术取得新突破,将大大拉动氢能燃料电池汽车、氢能船舶、氢能飞机、氢能火车机车等制造业发展。

四、以新型储能为抓手,加快规划建设新型能源体系

未来一个时期,特别是“十五五”时期,要深入落实党的二十大和二十届二中全会、二十届三中全会精神,积极抢抓新型储能发展机遇,在用好存量政策的同时,进一步加强顶层设计,强化重大改革牵引,加快完善新型储能市场机制,强化重大项目带动技术攻关和试点示范,强化标准引领,强化国际合作,持续推动新型储能行业高质量发展,助力建设新型能源体系。

(一)强化重大改革牵引,加快完善新型储能市场机制

一是加快建设现货电力市场,进一步完善新型储能电站参与电能量市场和辅助服务市场的有关实施细则,通过实施尖峰电价、适度拉大峰谷价差、提高辅助服务补偿水平等手段,促进新型储能电站一体多用、分时复用,夯实新型储能长远发展的动力。

二是探索建设容量租赁市场和容量补偿市场,加快建立规范的容量租赁市场,出台相应的租赁管理规则,明确新型储能租赁指导价格;加快构建容量补偿市场,出台运营规则,以保障储能项目的合理收益,降低投资风险。

(二)强化重大项目带动技术攻关和试点示范,加速商业化进程

一是坚持新型储能技术多元化发展,鼓励企业、科研院所加大对先进储能技术的研发投入,特别是压缩空气储能、液流电池和氢储能等长时储能技术和功率型储能技术的创新研究。

二是依托新型储能重大科技项目、重大创新平台、重大工程建设,建立完善以企业为主体的产学研用协同创新机制,建立健全关键技术攻关机制,推动新型储能技术的研发、成果转化以及工程应用示范,加速商业化落地进程。

三是依托新型储能示范试点项目,推动新型储能跨行业、多场景应用,鼓励先进储能技术及产品在电力系统、新能源汽车、可再生能源等领域的大规模应用。

(三)强化标准引领,推动新型储能健康安全发展

一是统筹推进新型储能共性技术标准体系建设,科学制定新型储能电站规划、设计、建设、运行、安全应急等技术规范。

二是加快完善新型储能相关行业技术标准体系,支持行业协会、生产企业、科研院所等共同研究制定新型储能领域相关行业标准。

三是建立健全新型储能安全标准体系,加快完善新型储能安全、消防等相关标准,强化对新型储能电站的安全风险评估,加快制定新型储能安全规范和操作指南。

(四)强化国际合作,打造新型储能“中国新名片”

一是完善新型储能国际合作机制,充分发挥政府间多、双边能源合作机制作用,强化与国际机构合作,探讨建立双边或多边合作框架,推进与重点国家新型储能领域合作。

二是聚焦新型储能技术与产业发展前沿,积极开展国际合作,共同推动储能技术的研发和应用,合作开展储能示范项目。

三是加强新型储能标准体系与国际的衔接互认,加强与国际标准化组织的合作,积极参与新型储能国际标准的制定,提升我国在国际储能领域的话语权。

四是鼓励优势企业积极开拓欧美、共建“一带一路”沿线国家和地区市场,更好推动国内先进储能技术、标准、装备“走出去”,打造新型储能“中国新名片”。