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北極星儲能網訊:所有參與能源系統平衡的儲能設施的能源來源，也必須是可再生能源。
2015年簽署的《巴黎協定》讓世界各國達成共識，一同應對氣候變化，將全球平均氣溫較工業化前水平升高幅度控制在低於2℃的目標，併為1.5℃溫控目標而努力。為實現這一目標，進一步提高可再生能源在能源消費中的比例是一個主要手段，100%可再生能源的提法也應運而生。
從假設到目標和手段
當今，100%可再生能源目標已經不再只是一個學術界的假設，許多國家和地區已經實實在在地為實現這一目標付出努力。到2019年年底，全球已經有超過60個國家宣佈並實施了不同類型的100%可再生能源的目標。在城市和區域層面，全球已經有至少318個城市或區域提出了自己的100%可再生能源目標。
可再生能源包括所有的可再生的能源來源，比如水能、風能和太陽能、生物質能、地熱能、海洋能等。100%可再生能源是指在一個特定的地點、區域或者國家，一年365天所有用戶的能源需求都來自可再生能源。這些滿足本地最終用戶的用能需求（電力、冷熱、交通）可以是由本地的可再生能源提供，也可以是從區域以外通過輔助技術設施來提供，包括電網、氫能、熱能等。所有參與能源系統平衡的儲能設施的能源來源，也必須是可再生能源。
近10年來，可再生能源，尤其是風電和光伏的迅猛發展，讓這一目標看起來更加接近現實。2017年，全球範圍內，尤其是在電力領域，可再生能源佔比達到24.4%（IRENA，2019c），預計2018年已經達到26%（REN21，2019a）。在可再生能源供熱（冷）和交通領域，2016年分別實現了24.1%和3.3%。
如今，100%可再生能源不只是一個目標，而成為一個實現清潔可持續發展的手段，每個國家都在或多或少、或快或慢地努力前行。截至2019年年底，有58個城市或地區已經實現了100%可再生能源的目標，其中36個城市或地區已經實現了100%可再生能源供電的目標。131個城市和區域將2030年設為實現目標的截止時間，114個城市把實現目標的時間設為2050年。
按照最終用能品類劃分的話，絕大部分的目標是聚焦在100%可再生能源電力板塊，而提出在電力、冷熱和交通三個領域全目標的城市主要集中在歐洲（42個）和北美（28個）。
根據國際可再生能源署（IRENA）的預測，可再生能源供電會從當今的25%提高到2050年的86%。當然，這些可再生能源供電容易受氣候影響，其出力具有隨機性和波動性，同時可再生能源的大比例增加會給整個能源系統的不同環節、不同的時間尺度帶來挑戰（一天中的不同時段或者一年當中的不同季節和天氣）。其本質是，維持供需平衡將成為一個最大的挑戰。
儲能要承擔平衡重任
應對這些挑戰，需要多領域多維度的創新舉措，包括關鍵技術、市場設計、商業模式等方面。其核心是，在不斷變化的形勢下保持既經濟又可靠的供需平衡，提升整個系統的靈活性。儲能技術，不論是供給側（發電側）、電網側還是需求側，都是靈活性的關鍵來源。
發電側的儲能系統，可以穩定可再生能源電源的輸出，同時通過規模儲能以及電能到其他形式的應用（如電制氫），儲存多餘的可再生能源發電，減少棄風、棄光和棄水，同時增加供應側的靈活性。
電網側的儲能系統，可以提供輔助服務，增加調頻、調峰和黑啟動的能力，改善電網側的靈活性。
需求側的儲能系統，則通過終端用戶領域的智能電氣化來提高靈活性。
未來，我國儲能行業要助力可再生能源發展，不能忽視以下三個關鍵驅動因素。
一是進一步降低儲能的商業投資成本，增加儲能運營的經濟性。在大部分已建成的儲能項目中，其經濟收益、非經濟收益已經和項目投資取得了平衡，但是大部分的項目在經濟性可行性上不高。在電化學儲能中，鋰電池技術一直獨佔鰲頭，也是受益於電動汽車的高速發展所帶來的電池技術提升，以及電池成本的下降（雖然動力電池和儲能電池的技術要求存在較大差別），大型鋰電儲能系統造價已經突破200美元每兆瓦時。對於儲能項目，可以借鑑可再生能源的發展模式，前期依靠一定水平的補貼，後期通過市場的充分競爭實現平價盈利。
二是搭建一個讓儲能產生經濟價值的政策框架。現有的電網系統設計邏輯是實現供需平衡，而儲能的作用是存儲或者釋放電能，和現有的框架較難融合。未來，儲能系統的所有權、經營模式等系列問題還需要逐步明晰，以確保儲能服務提供商能夠有廣泛並順暢的收入渠道和來源。
三是需要更多的示範項目來提升全系統對儲能的認知。對於一項剛剛發展的技術，示範項目對理解技術功能、積累運營經驗、探討商業模式特別重要。這方面我國具備天然優勢：我們有足夠大的市場和應用場景，也有足夠多的市場參與方。有一些地區會要求可再生能源發電企業配備一定比例的儲能設施，對配有儲能設施的電源進行優先調度。這在客觀上給可再生能源發電企業增加了成本，但也讓更多的企業直接參與到儲能業務的拓展中來，成為儲能市場化的重要推動力量。比如金風科技正在從一家風電企業向綜合能源服務企業轉型，在金風科技園中就建有儲能示範項目，把風電、光伏和不同類型的儲能系統進行耦合調試，積累了大量的運營經驗。陽光電源也從一家提供光伏逆變系統的供應商，變身提供儲能解決方案的提供商，進一步延伸至全套清潔能源解決方案的提供商。
不能忽視的表後儲能
我國的儲能產業發展一直在波折中不斷前行。2017年，五部委聯合發佈《關於促進儲能產業與技術發展的指導意見》，中國儲能產業正式啟動。2018年儲能產業取得了爆發式的發展，眾多民營企業和市場主體紛紛登場。2019年5月，國家發改委明確儲能設施投資不能計入輸配電定價成本，儲能行業遇冷，2019年上半年新增投運的電化學儲能裝機規模僅為116.9兆瓦，環比2018年下半年下降79.2%。
據中關村儲能產業技術聯盟發佈的最新報告顯示，截止到2019年年底，我國已投運儲能項目累計裝機規模為32.3吉瓦，佔全球的18%，其中抽水蓄能累計裝機佔比為93.7%，電化學儲能累計裝機1592.3兆瓦，佔比4.9%。
需要提醒業界重視的是，雖然當今的儲能裝機以電網側和發電側的大型儲能設施為主，但在未來，電錶前的大型儲能（FTM，in front of the meter,包括電網側和發電側)和電錶後的需求側儲能(BTM, behind the meter)應該是兩分天下的。
原因在於，其一，需求側的電氣化水平越來越高，需求側提供靈活性的潛力也越來越大，自然會帶動儲能的需求；其二，電動汽車的快速發展，讓V2G（Vehicle to Grid）技術的實現指日可待，未來基於此技術的電動汽車，通過充換電平臺可能成為巨大的儲能基礎設施。
最為重要的是，儲能是未來能源體系中的重要環節，區別於傳統能源的資源和路徑依賴，技術創新和突破會是儲能行業發展的最大動力。需求側的創新也會來自跨界企業的推動，比如特斯拉近日就高調進軍分佈式光伏市場，打造完全能源獨立的分佈式家庭能源系統。需求側的創新會倒逼電網企業更加快速地向綜合能源服務商轉型。可以預見，在未來會有越來越多的需求側儲能設施納入電力系統，成為靈活性資源，助力實現發電、電網和需求側的有機耦合。
儲能是實現100%可再生能源目標眾多解決之道中最直接、最有效也是最有基礎的一個。今年2月份，國家電網有限公司投資近80億元的山西垣曲抽水蓄能電站正式開工，進一步釋放電網投資儲能的樂觀信號。3月17日，國家發展改革委聯合司法部發布了《關於加快建立綠色生產和消費法規政策體系的意見》，將促進能源清潔發展作為一項主要任務，並重點強調“加大對分佈式能源、智能電網、儲能技術、多能互補的政策支持力度”。
政策東風已來，可再生能源發展在提速，電網側儲能已重啟，中國儲能行業的未來可期。
（作者系中國能源研究會分佈式能源專業委員會秘書長）
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