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林伯強:中國儲能技術如何縮小與國際的差距

來源: http://www.yicai.com/news/5009418.html

在低碳清潔發展的旗幟下,全球能源領域正處於快速技術創新時期,新的技術進步不斷湧現。特別是近年來以可再生能源和電動汽車為代表的新能源技術的發展,將改變未來世界能源的格局。但在人類全面邁向新的能源使用方式的道路上,也存在著困難和阻礙,其中儲能技術是極為關鍵的一環。

由於可再生能源的間歇性和波動性特點,沒有儲能,電網將無法大規模對其進行消納,而電動汽車的推廣也取決於電池的續航能力和充電的便捷性。

國際方面,儲能裝機在2015年仍保持快速增長,其中電池儲能的發展尤為引人註目。根據美國能源局(DOE)的全球儲能數據庫最新更新的數據,2015年全球電池儲能累計裝機0.74GW,較2014年增長了25%以上。此外,目前在建或已簽訂合同的項目預計為0.9GW。按國別來看,全球已裝機和計劃裝機的儲能裝置有一半以上都位於美國。無論從儲能的裝機規模還是增速上,美國都處於全球領先地位。

政策方面,各國對儲能日益重視。2016年初美國對FERC745號法案進行修訂,允許消費側的電力產品與服務進入零售市場,並且在補償上與傳統發電裝置一視同仁。該政策有利於提高儲能投資的收益,促進消費側儲能的發展。此外,有媒體報道德國政府也在考慮延長光伏儲能補貼政策的年限。

技術方面,隨著成本的下降,電池儲能正處於全面商業化的進程中,但電極材料方面近期還未有具備產業化應用價值的突破。近期比較值得關註的,包括中科院石墨烯超級電容以及軌道儲能等新技術。雖然超級電容的能量密度還是無法與電池儲能相比,但其充放電速度極快,幾秒鐘便可完成充電,而且其循環次數能達到10萬次以上,未來有潛力廣泛應用於電網調頻以及軌道交通和公交汽車等公共交通中。此外,美國內華達州最近批準的軌道儲能項目也值得關註,該項目利用軌道將重物運輸至高處進行儲能。其原理與抽水蓄能類似,都是將電力轉換為重力勢能。所不同的是軌道儲能的介質可以是固體,理論上只要存在一定海拔落差的地區即可進行儲能。

儲能技術也已引起中國政府的日益關註。國家發改委和國家能源局近日下發了《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年)》,並同時發布了《能源技術革命重點創新行動路線圖》。其中行動計劃明確未來的重點任務包括先進儲能技術創新,提出要掌握儲能技術各環節的關鍵核心技術,完成示範驗證,整體技術達到國際領先水平,引領國際儲能技術與產業發展。國家能源局3月發布的《關於在能源領域積極推廣政府和社會資本合作模式的通知》提出要鼓勵和引導社會資本投資能源領域。其中儲能技術也被納入了能源領域推廣PPP的範圍。

但是我們也看到,國內與國際儲能發展差距依然明顯。

從產業發展上看,由於國外廠商對於儲能產品的投入相對較早,積累了較為明顯的技術和產業規模的優勢。

一方面,影響儲能投資經濟性的因素,除了單位容量的成本之外,還包括儲能系統的壽命(循環次數)、衰減率、能量轉換效率等因素,這無論對單體的電池品質,還是整體控制系統,都提出了較高的要求。所以客觀說,目前國內廠商單體電池的穩定性與均一性方面,與美國和日本的企業還存在較大的差距。

另一方面,中國雖然是電池生產大國,但生產較為分散,單個廠商的成本較高。而國外的電池產業相對集中,規模經濟效應明顯。比如特斯拉將於2017年投產的超級電池工廠,其單個工廠的產量就相當於2013年全球鋰電池產量,而且規模投產後將使電池成本下降30%。

從政策方面來看,國內對於儲能關註相對較晚,除了電動汽車領域有相應的補貼政策外,關於電網與分布式電源的儲能應用方面的政策一直處於空白。雖然近期的一些政策文件開始提到要重視儲能技術的發展,但配套細則還未出臺。與之對應的,歐美日等發達經濟體在幾年前就開始陸續出臺針對儲能的扶持政策。比如美國2011年通過儲能法案對儲能投資給予了20%的聯邦稅收抵免,德國對於中小規模的光伏發電系統配套的儲能系統進行補貼,日本也對符合標準的接入電網的電池儲能項目給予相當於投資額1/3的補貼。此外各國還對電池的研發予以資助,比如奧巴馬政府在2009年上任之初就宣布撥款24億美元,用於支持環保電動汽車與儲能電池的研發與制造。日本政府則對鈉硫電池等技術從研發到應用等各環節都給予高額補貼。

市場機制方面,中國電力市場的壟斷與相對封閉,對儲能發展客觀上造成不利影響。目前儲能具備可操作性的應用,主要還是基於峰谷電價的電力套利。而對於儲能系統是否可以作為電源參與供電服務,儲能的調峰調頻服務如何進行補償,以及如何進行儲能電價的設定等問題,仍然沒有明確。而國外早已設計了較為完善的市場機制。比如美國的聯邦能源監管委員會(FERC)的890號法案允許儲能系統參與調頻服務。755法案和784法案則要求根據調頻效果支付費用,以保障儲能系統收益,並為儲能在全美推廣提供法律保障。792法案則將儲能定義為小型發電設備,允許其並網運行。而歐洲則建立了電網調頻拍賣市場,電池儲能提供者可以參與調頻服務的競拍。

由於儲能技術對改變人類能源系統和清潔發展的重要性,中國在儲能發展方面不能落後,應盡快通過政策支持,縮小國內國際的差距。

首先,鑒於儲能技術可能帶來的社會收益,以及產業發展初期的脆弱性,應對其研發與應用進行補貼與扶持。可以根據儲能應用的社會效益,設計合理的補貼政策。補貼的方式可以是投資直補,也可以是貸款利率優惠或拉大峰谷電價差等方式。但在制定產業政策時,應特別註意激勵機制的合理性,以避免補貼資源的浪費。此外,應該鼓勵產業集中化發展,以形成規模效應的優勢。

其次,要改革有益於儲能發展的市場機制,降低儲能系統的入網障礙,允許儲能作為電源參與到供電服務中,並對儲能提供的調峰調頻服務等進行補償。同時可以制定更加靈活的電價政策,鼓勵通過價格套利等方式充分發揮儲能調峰的功能。

最後,鼓勵儲能在電網與分布式電源中的應用。目前中國“棄風棄光”現象嚴重,很重要的一個原因就在於負荷中心遠離電源中心,電網成本過高。而利用儲能進行供給或需求側的調峰,則可以在不增加電網投入的情況下提升電源使用效率。此外,儲能與分布式電源的結合也是解決可再生能源長距離輸電問題的重要方案。

(作者系廈門大學能源經濟協同創新中心主任)

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林伯強解讀輸配定價新法:中國史上首個針對自然壟斷電網的定價法

1月4日,國家發展改革委對外公布了《省級電網輸配電價定價辦法(試行)》(以下簡稱《辦法》)。《辦法》明確了建立獨立輸配電價體系,規定了輸配電價的計算方法,建立了激勵約束機制。

《辦法》創新性地引入激勵性管制理念,建立對電網企業的激勵和約束機制。

《辦法》規定,實行費率上限管控,材料費、修理費、其他費用等高出上限部分不計入輸配電價;強化投資約束機制,電網投資與電量增長、負荷增長、供電可靠性不匹配的成本費用暫不予納入輸配電價,抑制電網過度投資;建立投資定期校核機制,防止電網企業虛報投資,當電網企業實際投資額低於規劃投資額時,對差額投資對應的準許收入的70%予以扣減,反之,差額投資對應的準許收入不再上調;建立成本節約分享機制,規定企業實際借款利率、線損率低於政府核定標準的,節約部分按1:1由企業和用戶共同分享,調動企業降成本的積極性;建立與供電可靠性和服務質量掛鉤的輸配電價調整機制。當供電可靠率、服務質量等達不到規定標準的,相應扣減電網企業準許收入。

此外,為平穩推進輸配電價改革,《辦法》建立了平滑機制。監管周期內新增投資、電量變化較大的,應在監管周期內對準許收入和輸配電價進行平滑處理;情況特殊的可以平滑到下一周期。

此次出臺的《辦法》與之前發布的《輸配電定價成本監審辦法》共同構成了對電網企業的成本價格監管制度框架。

發改委有關負責人表示,制定出臺《辦法》,有利於加快電力體制改革總體進程,推動有序放開競爭性環節定價、有序向社會資本放開配售電業務、有序放開公益性和調節性以外的發用電計劃,加快構建主要由市場配置電力資源的體制機制,還原能源商品屬性。

《辦法》公布後,第一財經記者第一時間專訪廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強,請他梳理此《辦法》的亮點與影響。

第一財經:此次《辦法》中的亮點有哪些?

林伯強:這是我國歷史上第一個針對超大網絡型自然壟斷電網行業的定價辦法,亮點主要是明確了科學透明的輸配電價體系,為電力市場的改革走出了最重要的一步。

根據“管住中間放開兩頭”的原則,《辦法》所明確的就是中間的成本,為“放開兩頭”提供重要改革基礎。

具體的輸配電價核定方法和企業的激勵約束機制都是圍繞輸配電價體系而展開的。

具體的核定方法比較有系統性,規定了折舊費、有效資產、準許收益率等指標的核定原則和標準,又明確規定了不得計入輸配電價定價範圍的成本費用、資產;對電網企業的激勵約束機制明確了電網企業既不能多投,也不能少投,節約部分按1:1由企業和用戶共同分享,建立了分享機制,等等。

第一財經:《辦法》出臺和執行的難點有哪些?

林伯強:由於歷史的原因,初始的輸配電價核定應該很不容易。

截至目前,發改委已核定了十二個省份的輸配電價,這是《辦法》出臺的基礎。還有十多個省份今年可以全部核定完成。

目前輸配電價核定是個博弈,實際上是“討價還價”的過程。以往政府對電網的成本也是管理的,由於歷史上的電網投資很大程度上主要政府行為,主要通過投資項目進行核定成本,電網通過上網和終端電價的差價獲得利潤。今後有了一個科學透明的輸配電價體系,管理輸配電價比較容易了。

辦法可能還需要進一步細化並在今後的執行中加以完善。比如激勵約束機制中,還有一些因素比較難以界定,具體到比如上線管控、回報率、過度投資等,上線管控怎麽定,什麽樣的投資算是過度投資,這些難界定的因素需要進一步細化說明,在未來實踐的過程中摸索經驗,並相應進行修正。這對政府作為監管方來講,是很大的挑戰。

但不能說政府完全沒有經驗,以往政府也核定電網成本,這次只是換了一種相對市場化的方式而已。

第一財經:核定輸配電價後對電力價格的下行有沒有影響?

林伯強:目前來說,一些地方輸配電價下調了一些,但不是全部所有的省份核定的輸配電價都下調了,所以電力價格整體上可能會下調一些,但不能指望從核定輸配電價這個過程中掙出很大電價下調空間,真正對電價有大幅度影響的,應該來自今後的電力市場競爭和交易。

第一財經:此《辦法》在費用方面規定這麽細致,但市場環境會經常變化,一些核價標準如何能實現動態更新?

林伯強:輸配電價一旦核定,動態主要還是針對增量部分,動態更新相對現在核定輸配電價核定,應該會比較容易些,每年投資增量多少,增量部分按照合理的成本和回報就可以確定了。

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林伯強:保障國家能源安全亟須做好石油戰略儲備

美國總統特朗普在5月8日宣布退出伊朗核協議以來,國際原油價格出現大幅上漲。市場普遍預期美國此舉將可能使伊朗原油出口受到很大影響,從而對油價產生重大影響。伊朗目前是中東最重要的原油生產國之一,是石油輸出國組織(OPEC)第三大產油國,其產能波動對全球原油市場有著舉足輕重的影響。事實上,當2017年中國石油對外依存接近70%時,國家能源安全已經得到關註,而最近發生的變故無疑將加重這一關註。

石油作為世界各國最主要的能源消費品之一,能否保證其正常的供給,直接關系到一個國家經濟的可持續發展,在國家發展戰略上起著至關重要的作用。

中國作為世界上最大的能源消費國,在石油供應方面的問題十分突出。中國自2014年成為世界第二大原油消費國,並在同年一季度成為世界上最大的石油進口國。此外,美國能源信息署(EIA)還預測中國的石油消費將在2034年超過美國。近年來,中國的石油需求隨著經濟發展和人們生活水平的提高而呈現不斷增長,顯現出國內石油短缺與石油需求之間的矛盾。這種石油供需不平衡的狀態,目前只能依賴於石油進口,這就使得石油進出口的逆差逐年增大。

首先,中國受國內資源稟賦條件的限制,自1993年起原油的對外依存度達到6.7%並成為石油凈進口國。之後,中國的對外依存度一直上升,並在2011年原油對外依存度達到了55.2%,首次超過美國。此後,我國石油進口對外依存度不斷攀升,至2017年已接近70%,遠超所謂的國際安全警戒線。而隨著中國工業化和城市化進程向縱深推進,國內石油的供應缺口還將逐年增大。

其次,中國對石油的進口嚴重依賴政治局勢常年動蕩不安的中東等地。2016年中國從中東國家的原油進口占進口總量的48%,2017年上升為58%。加上海上運輸耗資巨大,過程漫長且存在安全隱患,進口來源和進口渠道均面臨嚴峻挑戰,對中國石油的安全供應有著比較大的威脅。

最後,石油價格波動對中國宏觀經濟有影響。國際油價在金融危機後的波動幅度明顯大於金融危機前的波動幅度。重大事件對價格影響非常明顯。作為全球最大的石油凈進口國,按目前的年進口量,國際油價每漲一美元,我國對應需多付30億美元。

在過去的半個世紀中,世界石油市場經歷了至少11次重要的石油供給沖擊。從上世紀70年代石油危機及其引發的能源危機起,很多發達國家都開始積極建立自己國家級別的戰略石油儲備體系,用於彌補石油供應的短缺,並試圖抑制石油價格的上漲及其帶來的不利宏觀經濟影響。

石油儲備通常指的是一國政府、民間以及石油企業的原油的庫存綜合。戰略石油儲備在應對世界石油價格大幅波動、經濟危機、自然災害及戰爭等重大事件上,扮演著至關重要的角色。對嚴重依賴石油進口的國家,戰略石油儲備是應對石油供應短缺危機的首道防線,是國家能源安全甚至國家整體安全的關鍵環節。因此,建立合理的國家戰略石油儲備體系,有極其重要的意義。

多年來,中國在石油戰略儲備系統的建立上花了不少力氣。中國戰略石油儲備在第九個“五年計劃”中被提上議程,並於2003年開始籌建,2004年開始正式投建。

中國的石油儲備也分為戰略石油儲備和商業石油儲備。前者是國家或地方政府為了應對戰爭、自然災害等造成的石油短缺而采取的有效措施。後者則是為了應對油價的大幅波動而采取的儲備行為。商業石油儲備是戰略石油儲備的補充。

中國戰略石油儲備基地規劃了三期。第一期擁有21天的石油凈進口量的儲備能力,第二期擁有54天儲備能力,第三期尚未規劃完成,目標實現相當於90天的石油凈進口量的儲備能力。2016年3月,政府的《“十三五”規劃綱要草案》中提到中國擬推遲到2020年完成第二階段戰略石油儲備的收儲工作。目前中國第三期石油儲備建設計劃也正在規劃當中。

中國商業石油儲備是以大型國企為主、以中小型企業為輔的一個石油儲備體系。2014年6月,政府的《能源發展戰略行動計劃(2014~2020年)》要求鼓勵民間資本參與儲備建設,建立企業義務儲備,鼓勵發展商業儲備。目前,已經有多家民營企業有意發展原油倉儲。截至2015年底,中國商業石油儲備為3.15億噸,在政府的鼓勵下,民間商業儲備已經開始迎來較好的發展機遇。

近年來,政府對戰略石油儲備給予了高度重視。2015年2月的中央財經領導小組第九次會議指出,保障能源安全,要明確責任、狠抓落實、抓出成效,密切跟蹤當前國際能源市場出現的新情況新變化,趨利避害,加快完善石油戰略儲備制度。

除了戰略石油儲備,中國短期需要繼續拓展新的原油進口來源,加強原油進口源的多元化,以分散未來可能出現的地緣政治等風險。2017年全年我國從俄羅斯進口原油5979萬噸,份額為14.23%,已成為我國原油第一進口來源國。最近的消息則是中美將加強能源合作,這樣,美國也將成為中國油氣進口的一個來源。

(作者系廈門大學能源政策研究院院長)

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