我國要大力發(fā)展可再生能源已經(jīng)形成共識。但可再生能源并網(wǎng)有一個大障礙在于其發(fā)電具有波動性、間歇性與不可預(yù)測性。發(fā)電并網(wǎng)比例上升，電網(wǎng)波動性顯著增加，穩(wěn)定性降低，成本大幅度提高。因此，為了實(shí)現(xiàn)新能源大規(guī)模應(yīng)用，必須規(guī)劃相應(yīng)的儲能系統(tǒng)。
在能源領(lǐng)域內(nèi)，可再生能源不僅被視為解決環(huán)境問題尤其是二氧化碳減排的有效途徑，而且長期看，還可能是滿足人類能源需求的最重要的解決方案之一。
中國長期以來以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是嚴(yán)重的環(huán)境污染尤其霧霾等現(xiàn)象的主要因素，發(fā)展可再生能源，滿足能源需求增長、展開對煤炭的替代過程已經(jīng)開始。我國“十三五”能源規(guī)劃提出，到2020年，一次能源消費(fèi)總量控制在48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到15%。
2014年，中國可再生能源發(fā)電量為1.2萬億千瓦時，占總發(fā)電量的22%。其中水電最高，核電次之，以風(fēng)電與光伏為代表的新能源總發(fā)電量為1794億千瓦時，占比僅為3.24%。按現(xiàn)有發(fā)展進(jìn)度折算，到2020年，水電與核電可能新增約3000億千瓦時，因此，風(fēng)電與光伏需要填補(bǔ)4000億千瓦時的發(fā)電缺口。風(fēng)電光伏并網(wǎng)比例必然超過5%，甚至有可能接近10%。
我們看到，傳統(tǒng)儲能的主要形式為抽水蓄能電站，然而抽水蓄能電站的建設(shè)由于選址的限制，很難與風(fēng)電光伏配合，因而難以滿足“十三五”新能源裝機(jī)的發(fā)展要求。因此，五至十年內(nèi)，電池儲能可能是解決新能源發(fā)電并網(wǎng)問題的必經(jīng)途徑。電池儲能技術(shù)發(fā)展迅速，能量密度與功率密度較高，應(yīng)用較為靈活，可以高效地與新能源發(fā)電進(jìn)行轉(zhuǎn)換。2015年5月，Tesla發(fā)布名為PowerWall的家用電池系統(tǒng)和商用電池系統(tǒng)Powerpack，則標(biāo)志著電池儲能商業(yè)化的開始。
儲能技術(shù)受到了政府的關(guān)注，國家能源局已經(jīng)委托中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會啟動國家儲能產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃大綱的編寫工作，以指導(dǎo)與推動儲能行業(yè)的發(fā)展。大綱編寫意見指出：應(yīng)用儲能技術(shù)能為電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰填谷，解決供用電矛盾；提高電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性和安全性，減少備用需求及停電損失；作為用戶側(cè)輔助電源，提高電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行；作為分布式發(fā)電及微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、備用電源、提高調(diào)度靈活性、降低運(yùn)行成本、減少用戶電費(fèi)。
可以預(yù)見，“十三五”規(guī)劃將支持儲能技術(shù)得到飛躍式發(fā)展。然而，經(jīng)濟(jì)視角的研究也應(yīng)作為儲能技術(shù)政策制定的基礎(chǔ)。
上述大綱編寫意見中，首先指出儲能技術(shù)應(yīng)以提升電網(wǎng)穩(wěn)定性為目的，可以認(rèn)為儲能設(shè)備所有者為電網(wǎng)與電力公司，目的是降低電網(wǎng)成本；之后又指出儲能應(yīng)在分布式發(fā)電與微網(wǎng)側(cè)發(fā)揮作用，可以認(rèn)為用電單位為儲能設(shè)備的所有者，目的是發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。這兩大目標(biāo)所對應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)不一致、目標(biāo)不一致，可能不能同時達(dá)到最優(yōu)。
儲能的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)體現(xiàn)為儲能收益大于儲能成本。從電網(wǎng)側(cè)來看，儲能的主要目標(biāo)是調(diào)節(jié)峰谷，減少新能源發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊。因此，電網(wǎng)的儲能收益體現(xiàn)為儲能導(dǎo)致的電網(wǎng)成本的降低。
現(xiàn)階段中國新能源發(fā)電比例很小，峰谷電價等分時電價的制定無須考慮新能源發(fā)電的影響。但峰谷電價與電力需求具有正相關(guān)性，運(yùn)用得當(dāng)儲能可以同時優(yōu)化上述兩大目標(biāo)。然而當(dāng)新能源發(fā)電占到一定比例后，供需雙方的作用將使電力需求的峰谷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，新能源發(fā)電不存在燃料成本，其運(yùn)行成本可以忽略不計，電網(wǎng)運(yùn)行成本由扣除新能源發(fā)電的其他發(fā)電部分決定。
要使儲能在分布式中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，還需要解決市場準(zhǔn)入的問題。如果只允許用戶自儲自用，將會限制儲能的投資熱情。但若是允許儲能作為電源接入電網(wǎng)，則需要有相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)以配合。這方面國外已經(jīng)有現(xiàn)成的案例，如美國的FERC792法案就將儲能定義為小型發(fā)電設(shè)備，允許其并網(wǎng)運(yùn)行。
儲能系統(tǒng)能夠幫助電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)頻調(diào)峰，同時在不增加電網(wǎng)容量的情況下提升可再生能源的消納能力。這些可以視為儲能的外部性。但在市場交易中外部性是無法得到體現(xiàn)的，這就需要通過補(bǔ)貼等手段進(jìn)行調(diào)節(jié)。
那么，儲能的外部性如何衡量？如何制定有效的補(bǔ)貼政策？外部性的地區(qū)差異如何評價與補(bǔ)償？就成了需要深入研究的問題。
產(chǎn)業(yè)方面，鑒于儲能技術(shù)對于可再生能源發(fā)展的重要作用，應(yīng)該對相關(guān)研發(fā)給予補(bǔ)貼與扶持。特別是在技術(shù)發(fā)展的初期階段，由于技術(shù)積累水平和市場規(guī)模等因素的制約，儲能技術(shù)的研發(fā)收益可能無法覆蓋其成本。這就需要在政策上對于儲能研發(fā)進(jìn)行扶持，在制定產(chǎn)業(yè)政策時，應(yīng)特別注意激勵機(jī)制的合理性，以避免浪費(fèi)補(bǔ)貼。
綜上，儲能技術(shù)作為“十三五”能源發(fā)展中重要的一環(huán)，在制定發(fā)展目標(biāo)時，要把經(jīng)濟(jì)性研究與技術(shù)研究放在同等重要的位置進(jìn)行考量。
可再生能源發(fā)電并網(wǎng)是世界性的難題，需要在合理的市場機(jī)制下，由電價經(jīng)濟(jì)性杠桿與儲能技術(shù)物理性杠桿同時發(fā)揮作用。經(jīng)濟(jì)方面的研究著眼于如何優(yōu)化資源配置，其對促進(jìn)儲能的健康發(fā)展可能更為重要。這就要求對市場機(jī)制的設(shè)計、價格杠桿的應(yīng)用、補(bǔ)貼政策的制定以及產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃等一系列問題，進(jìn)行系統(tǒng)性的評估。
只有經(jīng)濟(jì)研究與技術(shù)研究兩條腿走路，才能促使儲能行業(yè)在“十三五”健康發(fā)展，更有效地同時實(shí)現(xiàn)改善電網(wǎng)穩(wěn)定性與實(shí)現(xiàn)盈利兩大目標(biāo)。
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