歐美儲能模式經(jīng)驗及其對山西儲能發(fā)展的啟示*

李 琪

（山西省社會科學院，山西 太原 030032）

為深入貫徹落實習近平生態(tài)文明思想，落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，實現(xiàn)“3060 雙碳”目標，持續(xù)構建清潔高效的高比例可再生能源系統(tǒng)，推進可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)形成，促進新能源增長、消納和儲存協(xié)調(diào)有序發(fā)展是當前和未來較長一段時間內(nèi)能源變革的關鍵著力點，而風電、光伏等新能源的隨機性和波動性對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟高效運行造成的風險也隨著新能源并網(wǎng)比例增加而不斷擴大。隨著源網(wǎng)荷儲一體化深度協(xié)調(diào)互動，靈活的能源系統(tǒng)新模式將催生大量儲能應用場景與裝配需求，未來全球儲能產(chǎn)業(yè)將快速發(fā)展。

1 全球各地儲能規(guī)模及政策現(xiàn)狀

截至2020 年底，儲能累計裝機規(guī)模全球累計191.1 GW，其中抽水蓄能占比超過90%，電化學儲能累計裝機占比僅約7.4%。歐美發(fā)達國家儲能產(chǎn)業(yè)增長迅猛，全球市場呈現(xiàn)美國、歐洲、中國領先發(fā)展的局面。2020 年疫情影響減弱，全球儲能新增裝機功率和新增裝機容量成倍增長，中國、美國和歐洲三者合計新增投運項目占全球新增投運儲能項目約86%，三大巨頭項目總規(guī)模均突破新高，各自超過1 GW 大關。

目前，一些國家已頒布多項新能源配置儲能激勵政策和規(guī)劃，諸多海外儲能項目已具備良好的經(jīng)濟性。美國從聯(lián)邦到各州儲能政策持續(xù)出臺，多個州儲能規(guī)劃已超1 GW；歐洲各國燃煤等傳統(tǒng)能源的逐步退出促進了歐洲儲能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，2020年歐洲儲能憑借累計裝機容量6.15 GWh，成為全球累計儲能裝機規(guī)模最大的市場；澳大利亞和日本的儲能建設也在持續(xù)建設中。

1.1 歐美儲能應用現(xiàn)狀

2020 年美國儲能新增裝機功率再創(chuàng)新高，達到1 GW，累計裝機功率全球第三。作為儲能行業(yè)主要市場之一，根據(jù)統(tǒng)計，2020 年美國電化學儲能新增裝機功率達1.1 GW，突破1 GW，新增裝機功率和新增裝機容量增長迅速，成為僅次于歐洲和中國的全球第三大儲能市場。美國的抽水蓄能目前依然是主體支撐地位，預計未來發(fā)展?jié)摿ψ畲蠛退俣茸羁斓膶⑹请娀瘜W儲能，而儲能市場最大的州是加利福尼亞州，其裝機容量占全國容量的60%。

2020 年歐洲儲能裝機容量持續(xù)突破，累計裝機功率依然全球領先。作為儲能行業(yè)全球最大市場，儲能新增裝機功率2020 年突破1.23 GW，同比增長9.8%；新增裝機容量為1.86 GWh，同比增長18.4%。分國家看，英國的表前儲能市場和德國的家用儲能市場發(fā)展迅速，2020 年德國新增裝機占歐洲新增儲能裝機量的51%，英國占24%，兩者合計占比高達75%，德英成為歐洲儲能市場的主要貢獻國。

1.2 歐美儲能政策概況及要點梳理

美國聯(lián)邦政府自2006 年起實施投資稅收抵免政策（InvestmentTaxCredit，ITC），目前ITC 政策已經(jīng)推廣至新能源與儲能的混合項目，推動了新能源配置儲能。2018年，美國聯(lián)邦能源管理委員會發(fā)布841 號法令，要求消除儲能進入容量、能量和輔助服務市場的相關障礙，保障儲能公平參與電力市場競爭。2020年，美國能源部正式推出儲能大挑戰(zhàn)路線圖，保障美國在全球儲能領域的領導地位。2021年9 月美國能源部公布“長時儲能攻關”計劃，計劃努力在10 年內(nèi)將儲能時間超10 h 的儲能系統(tǒng)成本降低90%以上，并提供116 億美元用于解決技術障礙。2021 年11 月美國眾議院通過了《重建美好未來法案》，對高于5 kWh 的儲能系統(tǒng)給予最高30%的ITC 退稅政策，這是首次針對儲能制定單獨的ITC 退稅。美國儲能激勵政策見表1。

表1 美國儲能激勵政策

歐洲各國也推出了多項支持儲能發(fā)展的政策?！栋屠鑵f(xié)定》簽署后，歐盟各國都推出了各自的激勵政策支持儲能發(fā)展，如德國明確了可再生能源補貼計劃并制定相關法律，英國提出“清潔增長戰(zhàn)略”等。

為推動實現(xiàn)本國碳中和承諾，歐洲各國相繼提出落后火電淘汰計劃，甚至核能關閉計劃，來促進本國的能源結(jié)構轉(zhuǎn)型。英國2017 年推出了智能靈活能源系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略[1]，明確儲能的性質(zhì)并消除發(fā)展障礙，提高電網(wǎng)兼容性，又于2020 年提出取消容量限制要求。歐洲各國儲能政策見表2。

表2 歐洲各國儲能政策

2 歐美國家發(fā)展模式經(jīng)驗和驅(qū)動因素

1）美國：補貼政策疊加成熟市場機制，提升儲能經(jīng)濟性。美國儲能發(fā)展動力一方面來源于精細化的儲能補貼、減稅、扶持政策，直接降低了儲能的建設成本，帶動儲能系統(tǒng)普及；另一方面來自成熟的市場化機制帶來儲能地位的明確和獲利方式的穩(wěn)定。

美國能源信息署（Energy Information Administration，EIA）數(shù)據(jù)顯示，加州2001 年開始啟動自發(fā)電激勵計劃（Self-GenerationIncentiveProgram，SGIP），激勵用戶側(cè)分布式發(fā)電。自發(fā)電激勵計劃為美國分布式儲能商業(yè)模式形成奠定了基礎，補貼也吸引了大批的資本流入儲能領域。2017 年10月，美國推出的投資稅收減免政策直接提升了儲能項目經(jīng)濟性，并合理設置了逐年遞減的減免比例，促進儲能項目平穩(wěn)發(fā)展。

美國通過補貼促進儲能產(chǎn)業(yè)市場化，從而形成了較完善的儲能市場機制，儲能可通過能量市場、電力輔助服務、峰谷套利和輸配電價方式獲利。另外，電力市場的穩(wěn)定成熟也為美國儲能作為獨立主體參與市場并獲利奠定了良好的基礎。美國電力體系由聯(lián)邦、州兩級層面的市場體系構成，由一體化的公司統(tǒng)一管理電力的發(fā)輸配售。美國841 法令明確儲能可以參與所有電力市場，此法令一方面賦予了儲能和其他主體一樣的市場地位，允許儲能參與能量、容量、輔助服務市場；另一方面將儲能的準入門檻從1 MW 降低至100 kW，這一舉措有利于儲能市場主體量迅速增長，從而激發(fā)市場活力，優(yōu)化行業(yè)資源配置，提高效率。

2）英國：消除障礙，創(chuàng)新商業(yè)模式，引領表前儲能市場發(fā)展。英國表前儲能市場是歐洲體量最大的市場。英國2016—2020 年相繼提出消除儲能發(fā)展障礙、提升價格信號功能、減少儲能項目選址開發(fā)障礙等多項目標。2020 年取消英格蘭地區(qū)50 MW和威爾士地區(qū)350 MW 以上儲能項目容量限制，減少準入障礙，為英國表前儲能市場快速發(fā)展奠定基礎。同年，取消儲能雙重收費制度，儲能設施僅需要承擔發(fā)電端的費用，并且優(yōu)化其調(diào)頻輔助服務市場規(guī)則。通過這一系列消除儲能障礙的手段，使得英國大型儲能項目商業(yè)模式逐漸興起，大規(guī)模儲能項目成為主力軍，儲能參與輔助服務市場也開始逐漸成型。

3）德國：補貼政策疊加高昂電價，催生用戶側(cè)儲能迅猛發(fā)展。德國是全球最大的戶用側(cè)儲能市場。2020 年德國新增電化學儲能626 MW/1.1 GWh，同比增加36%，其中戶用儲能新增規(guī)模占比極大，為552 MW/1.02 GWh，家庭儲能系統(tǒng)累計安裝超30萬套。根據(jù)統(tǒng)計，2015—2019年，德國戶用儲能系統(tǒng)成本下降近40%。德國政府政策補貼與高電價是德國用戶側(cè)儲能市場快速發(fā)展的主要原因。一方面，德國多次提出光儲補貼計劃，支持用戶側(cè)儲能系統(tǒng)安裝；另一方面，因為高額稅收政策，導致零售電價飆漲，德國成為全歐洲大陸戶用電價最高的國家。戶用儲能既可以通過消耗太陽能等清潔電力降低居民電費，又具備一定的獨立性，可以實現(xiàn)房屋穩(wěn)定供電。

歐美國家儲能得以高效穩(wěn)定發(fā)展，可以總結(jié)為以下驅(qū)動因素：一是歐美各國相繼推出多項補貼和優(yōu)惠政策，激勵本國儲能企業(yè)發(fā)展和資本流入，并且優(yōu)化營商環(huán)境，科學設置可持續(xù)的規(guī)劃和激勵機制，形成儲能獲利通道，擴大市場需求，促進本國儲能市場快速發(fā)展；二是為儲能提供成熟穩(wěn)定的電力現(xiàn)貨市場、輔助服務市場，明確儲能主體地位，放寬市場準入限制，提供多元化電力產(chǎn)品為儲能融入奠定基礎，形成儲能持續(xù)可靠的收益來源；三是得益于前期投資和上述市場因素，其儲能項目目前已經(jīng)具有較強的經(jīng)濟競爭性，形成收益高、補貼穩(wěn)定、預期成本持續(xù)下降的市場形態(tài)，整體獲利顯著，市場積極性高昂，促進了本國儲能快速發(fā)展。

3 對山西儲能發(fā)展的啟示

1）補貼政策設計需要精細化。經(jīng)驗證明，出臺補貼政策推動儲能的發(fā)展，可以有效促進社會資本流入儲能領域，將儲能發(fā)展風險從企業(yè)轉(zhuǎn)移到資本，激勵相關企業(yè)建設儲能設施的積極性。在設計補貼政策時，需要精細化設定：首先要分階段補貼，明確補貼時間和方式，可以設立基于儲能系統(tǒng)效率的補貼獎懲結(jié)構；其次要對補貼對象設置規(guī)模類門檻、技術指標類門檻，避免對低效率落后技術的補貼，確保通過補貼達成儲能高新技術的推廣應用和對科技創(chuàng)新的支持，從而形成儲能發(fā)展長效機制；最后要規(guī)避為獲得補貼款而建設的儲能項目，可設置單個項目補貼總額限額等制約條件。通過精細化補貼政策架構設計和貫徹實施，才能真正達到促進儲能長效發(fā)展的效果。

2）形成有效的標準模式和監(jiān)管考核體系。當前儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但儲能長期穩(wěn)定運行的效果還存在一定的不確定性，目前儲能相關的一些標準規(guī)范、檢測認證等要求仍處于缺失狀態(tài)，要根據(jù)能源轉(zhuǎn)型的不同階段統(tǒng)籌規(guī)劃儲能標準要求。要規(guī)范儲能設計標準和運行標準，在設計標準中充分考慮并網(wǎng)管理要求，明確規(guī)范儲能的調(diào)節(jié)性能和運行耐受能力，形成多元化的、可以匹配不同應用場景的儲能技術，統(tǒng)一規(guī)范調(diào)度細則和監(jiān)督考核規(guī)定，完善系統(tǒng)安全要求，降低集成、運維風險，充分發(fā)揮儲能的運行效果。

3）以項目為抓手，鼓勵儲能市場化應用，創(chuàng)新商業(yè)模式。儲能帶來的經(jīng)濟性不僅要從自身考慮，還要考慮到優(yōu)化電力系統(tǒng)整體性能、降低清潔用電成本、支撐能源清潔轉(zhuǎn)型所產(chǎn)生的效率提高。據(jù)《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》《電力輔助服務管理辦法》，儲能的獨立市場主體地位得到確認，催生了火電配儲和共享儲能等商業(yè)模式發(fā)展。未來儲能是向著儲能、電網(wǎng)、交易一體的整體方案方向發(fā)展，山西應充分利用“新能源+儲能”試點示范契機[2]，結(jié)合新型電力系統(tǒng)需求，借鑒已有的成熟商業(yè)模式，組織實施一批不同類型的儲能示范項目，促進大規(guī)模多場景廣泛應用，因地制宜探索靈活多樣的商業(yè)模式，在規(guī)范儲能的安全性前提下，探索共享儲能、云儲能、電動汽車儲能等新模式，創(chuàng)新各類輔助服務品種，流暢銜接可再生能源比例的增加；積極探索和發(fā)展“風電+光伏+儲能”“分布式+微網(wǎng)+儲能”“大電網(wǎng)+儲能”等發(fā)儲用一體化的商業(yè)模式[2]。通過組織推進儲能示范項目，分析經(jīng)驗和問題，在省內(nèi)培育契合本省能源特點的儲能商業(yè)模式[3]，打造儲能產(chǎn)業(yè)集群。

4）優(yōu)化政策環(huán)境和市場機制。儲能正處于行業(yè)爆發(fā)臨界點，需要做好全省儲能產(chǎn)業(yè)整體規(guī)劃。根據(jù)山西省電網(wǎng)、電源裝機及電力負荷增長預測，做好儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，出臺本省指導意見和扶持政策，促進新能源高效利用。給予儲能產(chǎn)業(yè)政策傾斜及市場化激勵，優(yōu)化營商環(huán)境和市場機制，形成合理合規(guī)的費用傳導途徑和價格形成機制，保障儲能產(chǎn)業(yè)長效發(fā)展。在明確儲能市場地位后，進一步發(fā)展輔助服務市場，快速持續(xù)優(yōu)化電力現(xiàn)貨市場，保障儲能的套利交易基礎。爭取更多省內(nèi)企業(yè)和社會投資方共同參與儲能建設，打造共建共享共贏的儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新格局。

5）加強儲能技術研究和成果轉(zhuǎn)化。在儲能新賽道上，各地均處于起步階段，要抓住彎道超車機遇。儲能作為新能源帶動的新型產(chǎn)業(yè)，工程技術面臨一系列挑戰(zhàn)，其具有高度學科交叉和技術融合特征，需要上下游全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作，實現(xiàn)裝備和制造業(yè)升級。以電網(wǎng)和科研單位為框架，聯(lián)合省內(nèi)主要新能源企業(yè)和儲能領域高端企業(yè)，圍繞儲能高安全、高效率、長壽命的目標，與新材料、信息技術相融合，針對儲能技術難點、儲能裝備制造業(yè)、儲能系統(tǒng)集成與運行控制、儲能應用商業(yè)模式和典型場景、儲能測評和標準等開展研究工作，為儲能新技術提供發(fā)展土壤，突破山西省內(nèi)外儲能產(chǎn)學研用信息交流障礙，加快科研和創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化，降低儲能規(guī)模化應用成本，提升新型儲能領域創(chuàng)新能力，推動山西儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。