100%可再生能源哪里来

今年的新冠肺炎疫情对能源行业的影响深远。从普通民众的感知上，大家会更加关注气候变化，因为气温升高将带来南极永久冻土的解冻，会引起大量甲烷排放，同时也会解封远古的病毒，给人类的健康带来新的威胁。在整体的能源需求上，全球电力需求的增长会放缓，煤电、气电、核电、可再生能源等各种发电技术之间的竞争会加剧。据IHS预测，预计2020年新增装机中，并网的光伏和风电占比将达到65%左右。

（来源：微信公众号“能源评论•首席能源观”ID：CEO_ER）

2015年签署的《巴黎协定》让世界各国达成共识，一同应对气候变化，将全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在低于2℃的目标，并为1.5℃温控目标而努力。为实现这一目标，进一步提高可再生能源在能源消费中的比例是一个主要手段，100%可再生能源的提法也应运而生。

从假设到目标和手段

当今，100%可再生能源目标已经不再只是一个学术界的假设，许多国家和地区已经实实在在地为实现这一目标付出努力。到2019年年底，全球已经有超过60个国家宣布并实施了不同类型的100%可再生能源的目标。在城市和区域层面，全球已经有至少318个城市或区域提出了自己的100%可再生能源目标。

可再生能源包括所有的可再生的能源来源，比如水能、风能和太阳能、生物质能、地热能、海洋能等。100%可再生能源是指在一个特定的地点、区域或者国家，一年365天所有用户的能源需求都来自可再生能源。这些满足本地最终用户的用能需求（电力、冷热、交通）可以是由本地的可再生能源提供，也可以是从区域以外通过辅助技术设施来提供，包括电网、氢能、热能等。所有参与能源系统平衡的储能设施的能源来源，也必须是可再生能源。

近10年来，可再生能源，尤其是风电和光伏的迅猛发展，让这一目标看起来更加接近现实。2017年，全球范围内，尤其是在电力领域，可再生能源占比达到24.4%（IRENA，2019c），预计2018年已经达到26%（REN21，2019a）。在可再生能源供热（冷）和交通领域，2016年分别实现了24.1%和3.3%。

如今，100%可再生能源不只是一个目标，而成为一个实现清洁可持续发展的手段，每个国家都在或多或少、或快或慢地努力前行。截至2019年年底，有58个城市或地区已经实现了100%可再生能源的目标，其中36个城市或地区已经实现了100%可再生能源供电的目标。131个城市和区域将2030年设为实现目标的截止时间，114个城市把实现目标的时间设为2050年。

按照最终用能品类划分的话，绝大部分的目标是聚焦在100%可再生能源电力板块，而提出在电力、冷热和交通三个领域全目标的城市主要集中在欧洲（42个）和北美（28个）。

根据国际可再生能源署（IRENA）的预测，可再生能源供电会从当今的25%提高到2050年的86%。当然，这些可再生能源供电容易受气候影响，其出力具有随机性和波动性，同时可再生能源的大比例增加会给整个能源系统的不同环节、不同的时间尺度带来挑战（一天中的不同时段或者一年当中的不同季节和天气）。其本质是，维持供需平衡将成为一个最大的挑战。

储能要承担平衡重任

应对这些挑战，需要多领域多维度的创新举措，包括关键技术、市场设计、商业模式等方面。其核心是，在不断变化的形势下保持既经济又可靠的供需平衡，提升整个系统的灵活性。储能技术，不论是供给侧（发电侧）、电网侧还是需求侧，都是灵活性的关键来源。

发电侧的储能系统，可以稳定可再生能源电源的输出，同时通过规模储能以及电能到其他形式的应用（如电制氢），储存多余的可再生能源发电，减少弃风、弃光和弃水，同时增加供应侧的灵活性。

电网侧的储能系统，可以提供辅助服务，增加调频、调峰和黑启动的能力，改善电网侧的灵活性。

需求侧的储能系统，则通过终端用户领域的智能电气化来提高灵活性。

未来，我国储能行业要助力可再生能源发展，不能忽视以下三个关键驱动因素。

一是进一步降低储能的商业投资成本，增加储能运营的经济性。在大部分已建成的储能项目中，其经济收益、非经济收益已经和项目投资取得了平衡，但是大部分的项目在经济性可行性上不高。在电化学储能中，锂电池技术一直独占鳌头，也是受益于电动汽车的高速发展所带来的电池技术提升，以及电池成本的下降（虽然动力电池和储能电池的技术要求存在较大差别），大型锂电储能系统造价已经突破200美元每兆瓦时。对于储能项目，可以借鉴可再生能源的发展模式，前期依靠一定水平的补贴，后期通过市场的充分竞争实现平价盈利。

二是搭建一个让储能产生经济价值的政策框架。现有的电网系统设计逻辑是实现供需平衡，而储能的作用是存储或者释放电能，和现有的框架较难融合。未来，储能系统的所有权、经营模式等系列问题还需要逐步明晰，以确保储能服务提供商能够有广泛并顺畅的收入渠道和来源。

三是需要更多的示范项目来提升全系统对储能的认知。对于一项刚刚发展的技术，示范项目对理解技术功能、积累运营经验、探讨商业模式特别重要。这方面我国具备天然优势：我们有足够大的市场和应用场景，也有足够多的市场参与方。有一些地区会要求可再生能源发电企业配备一定比例的储能设施，对配有储能设施的电源进行优先调度。这在客观上给可再生能源发电企业增加了成本，但也让更多的企业直接参与到储能业务的拓展中来，成为储能市场化的重要推动力量。比如金风科技正在从一家风电企业向综合能源服务企业转型，在金风科技园中就建有储能示范项目，把风电、光伏和不同类型的储能系统进行耦合调试，积累了大量的运营经验。阳光电源也从一家提供光伏逆变系统的供应商，变身提供储能解决方案的提供商，进一步延伸至全套清洁能源解决方案的提供商。

不能忽视的表后储能

我国的储能产业发展一直在波折中不断前行。2017年，五部委联合发布《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》，中国储能产业正式启动。2018年储能产业取得了爆发式的发展，众多民营企业和市场主体纷纷登场。2019年5月，国家发改委明确储能设施投资不能计入输配电定价成本，储能行业遇冷，2019年上半年新增投运的电化学储能装机规模仅为116.9兆瓦，环比2018年下半年下降79.2%。

据中关村储能产业技术联盟发布的最新报告显示，截止到2019年年底，我国已投运储能项目累计装机规模为32.3吉瓦，占全球的18%，其中抽水蓄能累计装机占比为93.7%，电化学储能累计装机1592.3兆瓦，占比4.9%。

需要提醒业界重视的是，虽然当今的储能装机以电网侧和发电侧的大型储能设施为主，但在未来，电表前的大型储能（FTM，in front of the meter,包括电网侧和发电侧)和电表后的需求侧储能(BTM, behind the meter)应该是两分天下的。

原因在于，其一，需求侧的电气化水平越来越高，需求侧提供灵活性的潜力也越来越大，自然会带动储能的需求；其二，电动汽车的快速发展，让V2G（Vehicle to Grid）技术的实现指日可待，未来基于此技术的电动汽车，通过充换电平台可能成为巨大的储能基础设施。

最为重要的是，储能是未来能源体系中的重要环节，区别于传统能源的资源和路径依赖，技术创新和突破会是储能行业发展的最大动力。需求侧的创新也会来自跨界企业的推动，比如特斯拉近日就高调进军分布式光伏市场，打造完全能源独立的分布式家庭能源系统。需求侧的创新会倒逼电网企业更加快速地向综合能源服务商转型。可以预见，在未来会有越来越多的需求侧储能设施纳入电力系统，成为灵活性资源，助力实现发电、电网和需求侧的有机耦合。

储能是实现100%可再生能源目标众多解决之道中最直接、最有效也是最有基础的一个。今年2月份，国家电网有限公司投资近80亿元的山西垣曲抽水蓄能电站正式开工，进一步释放电网投资储能的乐观信号。3月17日，国家发展改革委联合司法部发布了《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》，将促进能源清洁发展作为一项主要任务，并重点强调“加大对分布式能源、智能电网、储能技术、多能互补的政策支持力度”。

政策东风已来，可再生能源发展在提速，电网侧储能已重启，中国储能行业的未来可期。

（作者系中国能源研究会分布式能源专业委员会秘书长）