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洞见新能源系列(一):电化学储能风起时

发布日期:2024/2/13 阅读量:406  来源于:  http://www.mylsfw.com/

作者:卢在光丨袁一格丨姜晓雨丨林瑶南

2020年9月,习近平总书记在第75届联合国大会上提出中国应对全球气候变化的“30·60”目标,即“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和[1]”,展现了中国积极应对气候问题的责任使命以及大国担当。2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,将碳达峰、碳中和纳入经济社会发展整体布局,并提出了“碳达峰十大行动”等一系列重点任务;该方案有力拉动了储能技术的发展需求、并将新型储能带入社会视野,为储能行业带来了巨大的发展空间。在“双碳”背景及国家战略目标的驱动下,储能行业成为近期市场热门动向,其中的电化学储能更成为行业关注焦点,引发了新一轮的投资热潮。

本文作为“洞见新能源”系列的开篇,将着眼于电化学储能,从概念与分类特点与价值行业产业链、领域相关政策法规四个方面,讨论电化学储能行业发展脉络。后续,我们将持续聚焦储能电池、储能电站、电动汽车充电设施等多项细分领域,从法规政策、行业合规要求及项目关注点等维度,对电化学储能的机遇与挑战进行更加深入的探讨及法律分析。本“洞见新能源”系列也将持续关注新能源行业,讨论相关热点话题,以期为投资者和市场参与者提供更多的实务借鉴和参考。

一、储能及其基本分类

储能,顾名思义,指的是通过某种介质或设备将能量储存,以便在需要时以特定形式释放的过程。根据能量存储形式的不同,储能主要分为电储能、热储能和氢储能三类;其中电储能按照存储原理的不同可以进一步分为机械类储能和电化学储能两大子分类。机械类储能技术通常包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮蓄能等。电化学储能是指各种二次电池储能,通常包括锂离子电池、钠硫电池、液流电池、以及铅蓄电池等[2]

根据《新型储能项目管理规范(暂行)》,“新型储能”指除抽水蓄能外以输出电力为主要形式、并对外提供服务的储能项目。

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二、电化学储能的特点与价值

根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)对储能项目库的不完全统计,截至2021年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模46.1GW,占全球市场总规模的22%,同比增长30%;其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为39.8GW,同比增长25%,所占比重与去年同期相比再次下降,下降了3%;市场增量主要来自新型储能,累计装机规模达到5,729.7MW,同比增长75%。新型储能中,锂离子电池、铅蓄电池、液流电池三类电化学储能占比高达96.5%[3]。相较于抽水蓄能等传统储能方式,电化学储能的突出优势主要在于其不受限于特殊的地理条件、建设周期短、可灵活运用于各类场景;同时,电化学储能具有响应速度快、技术相对成熟、能量密度大、转换效率高等特点,随着电池材料规模效应逐渐加深和成本逐渐降低,以及行业政策持续利好、新能源汽车加速放量,电化学储能已然进入快速增长期,并成为储能项目市场增量的主流

在电力系统的三大应用场景 — 发电侧、电网侧、用户侧,电化学储能均能提供重要价值,并具有较为积极的发展态势。举例来说,在发电侧,由于不同的电力来源对电网的不同影响、以及负载端难预测导致的发电和用电动态不匹配,应用电化学储能响应速度快的特点,可以辅助配合发电装置的动态运行;在电网侧,加装储能电池存储电量并适时使用,与各类发电设备进行互补,有助于消弭发电设备与用户用电时间不同步导致的动态不平衡,缓解调度在用电高峰期的调峰压力;在用户侧,工商业用户安装电化学储能设备,既可以作为备用电源,又可以通过调节波峰波谷不同电价时段的用电电量解决新能源发电间接性的问题、节省电费开支[4]

据此,不难看出电化学储能在新型储能市场中的突出地位,其商业价值日益凸显

三、电化学储能行业产业链

电化学储能行业主要由上游原材料及设备供应商中游储能系统集成及安装下游终端应用场景等组成。其中,上游主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等细分行业;中游主要包括电池组、电池管理系统(BMS)、能源管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)、储能系统集成商、安装商等细分行业;下游则系电化学储能在发电侧、电网侧及用户侧的具体应用,具体如下图所示:

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四、电化学储能领域相关政策法规

2017年9月,国家发展改革委、国家能源局等五部门联合发布了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(发改能源〔2017〕1701号),系我国储能行业的第一个指导性政策,其明确了储能在我国战略性新兴产业的重要地位,并提出实现储能由研发示范向商业化初期过渡、再实现商业化初期向规模化发展转变的发展目标。2019年6月,国家发展改革委办公厅、科技部办公厅、工业和信息化部办公厅、能源局综合司联合印发《贯彻落实<关于促进储能技术与产业发展的指导意见>2019-2020年行动计划》,推进动力电池储能化应用、推进储能标准化建设等方面落实相关工作。

电化学储能作为目前市场上最具潜力的储能方向之一,近年来中央及地方各层面均出台了相关鼓励或规范电化学储能发展的政策文件,为电化学储能行业提供了良好的发展环境,推动加快电化学储能的市场化规范和部署。我们就部分相对具有代表性的国家及地方政策文件总结如下:

(一)电化学储能相关政策(鼓励类)

发布时间

政策名称

颁发部门

要点内容

国家层面

2019.02.18

《关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见》

国家电网公司办公厅

要求在规范储能接入系统和调控管理、深化储能关键技术研究和标准体系建设、加强储能信息管理及平台建设等方面,推进电源侧、电网侧和客户侧储能发展

2021.03.11

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》

全国人民代表大会

提出构建现代能源体系,其中应加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设,提高电力系统互补互济和智能调节能力,加强源网荷储衔接,提升清洁能源消纳和存储能力,提升向边远地区输配电能力,推进煤电灵活性改造,加快抽水蓄能电站建设和新型储能技术规模化应用

2021.07.04

《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》

工业和信息化部

提出支持探索利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装置,加强动力电池梯次利用产品推广应用

2021.07.15

《关于加快推动新型储能发展的指导意见》

国家发展改革委、国家能源局

提出到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变;到2030年,实现新型储能全面市场化发展。强调要统筹开展储能专项规划、大力推进电源侧储能项目建设、积极推动电网侧储能合理化布局、积极支持用户侧储能多元化发展

2021.09.03


《关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见》

工业和信息化部、人民银行、银保监会、证监会

提出工业绿色发展重点方向包括加强绿低碳技术创新应用,其中应加快电子信息技术与清洁能源产业融合创新,推动新型储能电池产业突破,引导智能光伏产业高质量发展

2021.09.22

《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》

中国共产党中央委员会、国务院

提出主要目标,即到2025年,绿色低碳循环发展的经济体系初步形成,重点行业能源利用效率大幅提升;到2030年,经济社会发展全面绿色转型取得显著成效,重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平;到2060年,绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立。同时明确加强电化学、压缩空气等新型储能技术攻关、示范和产业化应用,加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用

2021.10.24

《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》

国务院

明确要将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面,重点实施能源绿色低碳转型行动、节能降碳增效行动、工业领域碳达峰行动等“碳达峰十大行动”。提出构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,加快新型储能示范推广应用,到2025年新型储能装机容量达到3000万千瓦以上

2022.01.29

《“十四五”新型储能发展实施方案》

国家发展改革委、国家能源局

提出到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件;电化学储能技术性能进一步提升,系统成本降低30%以上;到2030年,新型储能全面市场化发展。同时要求加快制定电化学储能模组/系统安全设计和评测、电站安全管理和消防灭火等相关标准

2022.05.24

《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》

国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司

提出建立完善适应储能参与的市场机制鼓励新型储能独立自主选择参与电力市场,坚持以市场化方式形成价格,优化储能调度运行机制,加强技术支持

2022.08.24

《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》

工业和信息化部、财政部、商务部、国务院国有资产监督管理委员会、国家市场监督管理总局

提出在5-8年的时间内显著改善电力装备供给结构、提升保障电网输配效率、加快高端化智能化绿色化发展及示范应用等目标。提出装备体系绿色升级、电力装备技术创新提升、网络化智能化转型发展、技术基础支撑保障、电力装备对外合作、深化国际交流合作等重点任务。推进火电、水电、核电、风电、太阳能、氢能、储能、输电、配电及用电等10个领域电力装备绿色低碳发展

地方层面

2021.04.30

《山西省“十四五”未来产业发展规划》

山西省人民政府

提出在新能源产业领域积极推进“风能+光伏+储能”新能源优先发展体系,并在储能领域着力构建“电池、能量管理系统、变流装置—储能系统集成及运维—发电侧、电网侧、用户侧应用”电化学储能产业链开展储能原理和关键材料、单元、模块、系统和回收技术研究,加大对储能系统的扶持力度

2021.06.23

《上海市战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》

上海市人民政府办公厅

明确战略性新兴产业发展重点之一为高端装备制造(包括能源装备),在该背景下要求开发支持新能源接入的核心器件,发展新型电网技术,推进超导电缆系统工程应用。突破大规模储能电池等储能装置在电网侧及用户侧的应用

2021.07.26

《关于推进锂电池材料产业高质量发展的指导意见》

贵州省新型工业化工作领导小组

针对产业规模、产品序列、创新能力三个方面分别提出定量(到2025年锂电池材料产业总产值达到1,000亿元以上)、定性(力争到2025年,将贵州省建成国内重要的锂电池材料研发和生产基地)目标。提出推进锂电池材料产业高质量发展的路径、产业布局、重点任务(聚力培育产业链条、着力优化产业布局、培育壮大市场主体、紧盯前沿强化创新等)、保障措施(强化组织领导、强化要素保障支撑等)

2021.10.13

《关于加快推动湖南省电化学储能发展的实施意见》

湖南省发改委

明确以发展电网侧独立储能为重点,集中规划建设一批电网侧储能电站,力争到2023年建成电化学储能电站150万千瓦/300万千瓦时以上

2021.10.21

《福建省“十四五”战略性新兴产业发展专项规划》

福建省人民政府办公厅

明确支持建设电化学储能技术国家工程研究中心、福州大学福建省新型电化学储能材料重点实验室等一批创新平台,开展储能关键核心技术攻关和产业化;提出加快新能源材料领域重大产业项目落地,提高正极材料、负极材料、隔膜、电解液等锂电池储能材料产业集聚水平

2021.11.22

《湖北省制造业高质量发展“十四五”规划》

湖北省人民政府

提出积极研发制、运、储、加氢全产业链装备,满足大规模制氢和加氢设施建设需求。提出应推动全钒液流成套电池、锂电池等储能装备产业的发展

2022.01.06

《云南省加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系行动计划》

云南省人民政府

提出推动昆明市建设智能电网示范城市,发展电化学储能项目,推进“风光储充放”一体化发展,提出到2025年,全省电力装机总规模达1.5亿千瓦以上

2022.05.07

《浙江省能源发展“十四五”规划》

浙江省人民政府办公厅

提出加快全省能源绿色转型,同时明确探索发展新型储能设施,试点建设氢储能和蓄冷蓄热储能等项目,建成一批电源侧、电网侧和用户侧的电化学储能项目

2022.06.16

《深圳市福田区支持战略性新兴产业和未来产业集群发展若干措施》

深圳市福田区科技创新局(科学技术协会)

提出鼓励在福田区开展高安全、高可靠、长寿命的储能项目建设,结合节能超市采购额比例,对已并网投运且实际投入100万元以上的电化学储能项目按照实际放电量,给予最高0.5元/千瓦时的支持,每个项目支持期限为3年,同一项目支持不超过200万元

2022.08.19

《广西能源发展“十四五”规划》

广西壮族自治区人民政府

提出积极发展电源侧新型储能,推进新能源项目合理配套储能,改善新能源场站出力特性。优化布局电网侧储能,发挥储能消纳新能源、削峰填谷、增强电网稳定性和应急供电等多重作用。积极支持用户侧储能多元化发展,鼓励用户侧储能参与系统调峰调频。提出“十四五”期间,全区新增集中式新型储能并网装机200万千瓦以上的目标

(二)电化学储能相关政策(规范类)

发布时间

政策名称

颁发部门

要点内容

国家层面

2021.09.24

《新型储能项目管理规范(暂行)》

国家能源局

聚焦新型储能项目管理,为解决新型储能项目管理职责分工、管理程序、规划要求等厘清了基本思路,主要如下:

1.          安全第一、规范管理、积极稳妥”管理原则:涉及规划布局、备案要求、项目建设、并网接入、调度运行、监测监督等环节管理

2.          具体环节管理机制

 (1)      规划布局环节:

  • 国务院能源主管部门负责编制全国新型储能发展规划

  • 省级能源主管部门组织开展本地区新型储能发展规模与布局研究,科学合理引导新型储能项目建设

(2)      项目备案环节:

  • 地方能源主管部门依据投资有关法律法规及制度对本地区新型储能项目实行备案管理,并抄送国家能源局派出机构

  • 新型储能项目备案内容应包括:项目单位基本情况、项目名称、建设地点、建设规模、建设内容(含技术路线、应用场景、主要功能、技术标准、环保安全等)、项目总投资额、项目符合产业政策声明等

(3)      项目建设环节:

  • 承担项目设计、咨询、施工和监理的单位应具有国家规定的相应资质

  • 主要设备满足相关标准规范要求,通过具有相应资质机构的检测认证,涉网设备符合电网安全运行相关技术要求

  • 严格履行项目安全、消防、环保等管理程序

(4)      并网接入环节:

  • 配套电网工程应与新型储能项目建设协调进行

  • 电网企业应公平无歧视为新型储能项目提供电网接入服务

  • 新型储能项目在并网调试前,应按照国家质量、环境、消防有关规定,完成相关手续

(5)      调度运行环节:

  • 新型储能项目单位配备必要的通信信息系统,按程序向电网调度部门上传运行信息、接受调度指令

  • 项目单位应做好新型储能项目运行状态监测工作并进行及时整改、经整改后仍不满足相关要求的,项目单位应及时采取项目退役措施

(6)      监测监督环节

  • 国务院能源主管部门负责建设全国新型储能管理平台,实现全国新型储能项目信息化管理

  • 地方层面加强新型储能项目监测管理体系建设,研究并定期公布新型储能发展规模、建设布局、调度运行等情况

2021.12.21

《电力辅助服务管理办法》

国家能源局

提出省级及以上电力调度机构调度管辖范围内电力辅助服务(包括电化学、压缩空气、飞轮等新型储能)的提供、调用、考核、补偿、结算和监督管理等方面的规范:

  • 提供与调用:按照国家、行业有关标准或规定进行选取和调用

  • 补偿与分摊:根据电力辅助服务的种类和性能,制定差异化补偿或分摊标准

  • 分担共享机制:逐步建立电力用户参与的电力辅助服务分担共享机制,电力用户参与电力辅助服务可采取独立参与方式或委托代理参与方式

  • 信息披露:电力调度机构应及时向电力交易机构按信息类型推送考核、补偿和分摊公示信息,由电力交易机构于次月10日之前向所有市场主体公示

  • 监督管理:由国家能源局及其派出机构负责

2021.12.21

《电力并网运行管理规定》

国家能源局

从适用范围、运行管理、职责分工等方面对并网管理的内容进行了完善

  • 明确适用范围:明确适用于省级及以上电力调度机构直接调度的发电侧并网主体和新型储能,负荷侧并网主体和省级以下电力调度机构调度管辖范围内的并网主体

  • 规范运行管理:①增加并网主体应执行市场出清的运行方式和发电调度计划曲线;②明确发电侧并网主体调频调压措施和具体指标;③强调对非计划停运/脱网等进行考核;④提出黑启动电源必须及时可靠地执行黑启动预案;⑤明确二次调频、调压、新能源场站、新型储能和用户侧可调节负荷的技术指导和管理内容

  • 明确职责分工:明确能源监管机构、电网企业、电力调度机构、电力交易机构在电力并网运行中的职责

2021.12.28

《并网调度协议示范文本》《新能源场站并网调度协议示范文本》《电化学储能电站并网调度协议示范文本(试行)》《购售电合同示范文本》

国家能源局、国家市场监督管理总局

发布示范性文本,为电化学储能电站并网提供实践指导,即在我国境内开展并网、购售电业务时,应参照《示范文本》订立协议或合同,由此进一步规范发电企业与电网企业的并网调度关系和购售电行为

2022.04.26

《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》

国家能源局

从七大方向和多个具体领域强化电化学储能电站的安全管理,从规划设计、设备选型、竣工验收、并网验收、运维管理、应急消防等诸多方面对储能电站的安全管理做好规划

①高度重视电化学储能电站安全管理(提高思想认识、落实主体责任);②加强电化学储能电站规划设计安全管理(加强风险评估、加强设计审查);③做好电化学储能电站设备选型(严格设备把关、加强到货抽检);④严格电化学储能电站施工验收(加强施工管理、严格施工验收);⑤严格电化学储能电站并网验收(做好并网准备、加强并网验收);⑥加强电化学储能电站运行维护安全管理(明确委托责任、强化日常管理、规范信息报送、加强人员培训、加强退役管理);⑦提升电化学储能电站应急消防处置能力(落实消防在责任、开展应急演练、建立联动机制)

2022.06.23

《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》

国家能源局

对防止电力生产事故提出二十五项重点要求(例如防止人身伤亡事故、防止火灾事故、防止电气误操作事故、防止系统稳定破坏事故、防止发电机及调相机损坏事故等),其中对新型储能安全标准做出了规范引领,明确:

①电化学储能电站站址不应贴邻或设置在生产、储存、经营易燃易爆危险品的场所,不应设置在具有粉尘、腐蚀性气体的场所,不应设置在重要电力设施保护区内;②中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池;选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估;③电化学储能电站电气设备间应设置火灾自动报警系统等要求

地方层面

2021.08.24

《江苏省“十四五”社会消防救援事业发展规划》

江苏省人民政府办公厅

明确应定期研判新材料新产品新业态消防安全风险,加强电化学储能等新能源基础设施安全防范和应急处置能力建设,建立早发现、早预警、早防范机制

2021.12.20

《全省电化学储能电站安全风险隐患专项整治工作方案》

安徽省安全生产委员会办公室

提出全面开展电化学储能电站安全风险隐患检查评估、专项整治。整治重点包括:

①电池本体安全风险隐患;②电池管理系统安全风险隐患;③储能系统安全风险隐患;④储能场所安全风险隐患;⑤安防设施风险隐患;⑥应急处置风险隐患;⑦建设安装和运维管理风险隐患

2021.12.31

《河南省“十四五”现代能源体系和碳达峰碳中和规划》

河南省人民政府

提出加强电化学储能电站安全管理,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”方针,建立“企业负责、行业自律、政府监管、社会监督”管理机制,督促储能电站建设单位建立安全风险分级管控制度和事故隐患排查治理制度,加强设计、施工、运行、拆除等环节全过程安全管控与监督

2022.09.01

《关于促进我省新型储能示范项目健康发展的若干措施》

山东省发展和改革委员会、山东省能源局、国家能源局山东监管办公室

新型储能的市场化、规模化和规范化三个方面,提出了12条措施:

(1)电能量收益补偿;(2)容量租赁收益补偿;(3)容量补偿收益;(4)辅助服务收益补偿;(5)优先并网、优先消纳;(6)新建新型储能项目转为独立储能项目,发展大型独立储能电站;(7)给予优惠电价政策;(8)完善备案管理机制;(9)建立技术监督机制;(10)优化调度运行机制;(11)建立配置容量考核机制;(12)健全安全管理机制,压实各级管理责任

2022.09.06

《山东省建设工程消防设计审查验收技术指南(电化学储能电站)》征求意见稿

山东省住房和城乡建设厅

储能电站规划、布局、设计、施工和安全设施建设等方面提出具体要求,规范电化学储能电站消防设计审查验收工作,科学评定电化学储能电站的消防安全性,保障电化学储能电站工程消防质量

新能源在近年来一直是投资市场的热门赛道,储能和新能源的结合也给市场带来了巨大的想象空间;作为新型储能领域最具发展前景的储能技术路线之一,电化学储能在我国战略机遇叠加、能源产业布局优化以及政策红利不断释放的阶段,有望成为新能源行业中实现“碳达峰、碳中和”目标的重要助推器,具有广阔的发展前景,对于构建我国现代新能源产业体系具有重要作用。

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[1]《习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话(全文)》,求是网,.qstheory/yaowen/2020-09/22/c_1126527766.htm

[2] 分类参考《国泰君安证券:【双碳系列二】储能:海外发力、用户侧比拼 2021.12.23》。

[3] 源数据来源于《储能产业研究白皮书》(2022),引用自snews.bjx/html/20220426/1220846.shtml

[4] 整理自《英大证券有限责任公司:六类储能的发展情况及其经济性评估 — 储能行业深度报告2022.05.09》,spdf.dfcfw/pdf/H3_AP202205101564746581_1.pdf?1652221508000.pdf


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