前言
電化學(xué)儲能現總體規模占比較小，但近幾年發(fā)展迅猛。根據CNESA項目庫的不完全統計，截止2017年底全球已投運儲能項目累計裝機規模為175.4GW，抽水儲能占比達到96%，其次為電化學(xué)儲能，占比為1.7%。雖然目前電化學(xué)儲能占比較小，但卻是發(fā)展速度最快的儲能技術(shù)，2012~2016年全球電化學(xué)儲能累計裝機量復合增長(cháng)率達到32%。截止2017年底全球已投運電化學(xué)儲能項目累計功率規模為2926.6MW，新增規劃、在建的電化學(xué)儲能項目裝機規模為3063.7MW；國內已投運電化學(xué)儲能累計規模為389.8MW，新增規劃、在建裝機規模為705.3MW，預計新建項目的陸續投產(chǎn)將支撐電化學(xué)儲能維持較高增速。
具體到儲能各應用場(chǎng)景分布，2017年國內電化學(xué)儲能項目應用集中在用戶(hù)側、集中式可再生能源并網(wǎng)以及輔助服務(wù)領(lǐng)域，占比分別達到59%、25%、16%。其中，鋰離子電池由于其高能量密度以及高充放電倍率優(yōu)勢，在集中式可再生能源并網(wǎng)和輔助服務(wù)領(lǐng)域應用占比分別達到83%、100%，而鉛蓄電池由于其成本優(yōu)勢，在用戶(hù)側領(lǐng)域應用占比達到77%。
儲能在電力市場(chǎng)輔助服務(wù)中的應用
電力市場(chǎng)輔助服務(wù)是指為維護電力系統的安全穩定運行，保證電能質(zhì)量，除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外，由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)和電力用戶(hù)提供的服務(wù)。其主要內容包括:一次調頻、自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)、調峰、無(wú)功調節、備用、黑啟動(dòng)等。其中，發(fā)電機組的一次調頻、設計功率因素范圍內的無(wú)功調整和機組設計調峰率以?xún)鹊恼{峰屬于無(wú)償且必備的基本輔助服務(wù)。而有償輔助服務(wù)指除基本輔助服務(wù)之外的其他輔助服務(wù)，包括AGC、備用、無(wú)功服務(wù)和黑啟動(dòng)等。
我國電源結構仍以火電為主。根據中電聯(lián)發(fā)布數據，2017年火電發(fā)電量4.61萬(wàn)億千瓦時(shí)，占總發(fā)電量比重71%；總裝機量11.06億千瓦，占總裝機量比重為62%，預計火電中長(cháng)期仍將是電力供應主力。但隨著(zhù)新能源發(fā)電占比的不斷提升，為接納新能源發(fā)電入網(wǎng)，對電力系統調峰、調頻等輔助服務(wù)能力要求不斷提升。由于目前國內電力結構以火電為主，預計未來(lái)火電廠(chǎng)將主要承擔輔助服務(wù)功能。提升火電機組靈活性，加強機組調峰能力和消納新能源入網(wǎng)也是“十三五”能源戰略的調整重點(diǎn)，根據《電力發(fā)展“十三五”規劃》，到2020年常規煤電靈活性改造規模要達到8600萬(wàn)千瓦左右。
目前火電應用于輔助服務(wù)仍面臨技術(shù)端、成本端的壓力。從技術(shù)端來(lái)看，火電機組響應時(shí)滯長(cháng)，不適合參與更短周期調頻，一次調頻機組受蓄熱制約而存在調頻量明顯不足，參與二次調頻機組爬坡速率跟不上AGC指令，一、二次調頻協(xié)聯(lián)配合也尚需加強。從成本端來(lái)看，一方面火電機組頻繁變動(dòng)功率將加大排放物排放量控制難度，火電廠(chǎng)出于環(huán)保壓力將被迫采用更優(yōu)質(zhì)燃煤增加成本，低負荷工作狀態(tài)下單位煤耗也更高；另一方面頻繁調頻將降低火電機組使用率，并加速設備磨損，增加維修成本，目前輔助服務(wù)成本已經(jīng)成為火力發(fā)電成本重要組成部分。此外，三北地區新能源與火電重合度高，但火電約一半為熱電機組也限制其參與調頻能力。
輔助服務(wù)市場(chǎng)需求巨大。電池儲能系統具有自動(dòng)化程度高、增減負荷靈活、對負荷隨機和瞬間變化可作出快速反應等優(yōu)點(diǎn)，能保證電網(wǎng)周波穩定，起到很好調頻作用?；痣妰δ芄餐瑓⑴cAGC調頻，通過(guò)儲能跟蹤AGC調度指令，實(shí)現快速折返、精確輸出以及瞬間調節，彌補發(fā)電機組的響應偏差，能夠顯著(zhù)改善機組AGC調節性能。據測算，電池儲能系統單位時(shí)間內功率爬坡能力是火電燃煤機組的3倍以上，即調頻能力相當于3倍功率火電機組。一般調頻功率配套需求2~3%，國內現有火電裝機量11億千瓦，若按照3%配套，將產(chǎn)生33GW儲能電池需求。
輔助服務(wù)補償機制的建立，有望加速儲能系統在火電調頻領(lǐng)域滲透。2016年6月，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區電力輔助服務(wù)補償（市場(chǎng)）機制試點(diǎn)工作的通知》，確定了儲能參與調峰調頻輔助服務(wù)主體地位，提出在按效果補償原則下加快調整儲能參與調峰調頻輔助服務(wù)的計量公式，提高補償力度。在五部門(mén)印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》中提到，要建立健全儲能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)機制；參照火電廠(chǎng)提供輔助服務(wù)等相關(guān)政策和機制，允許儲能系統與機組聯(lián)合或作為獨立主體參與輔助服務(wù)交易；根據電力市場(chǎng)發(fā)展逐步優(yōu)化，在遵循自愿的交易原則基礎上，形成“按效果付費、誰(shuí)受益誰(shuí)付費”的市場(chǎng)機制。
