實現“雙碳”目標中國儲能電池產業如何迎頭趕上

文/楊駿飛 盧藝丹 何藝辰 侯巧云 丁綺薇 江西財經大學

由于經濟的發展和社會的進步，以及人民生活水平的提高，負荷曲線呈現的峰谷差越來越大，這也造成了電力系統供需不平衡現象。此外，隨著全球能源供應的緊張和全球氣候的變化以及環境的污染，越來越多的國家認識到新能源發展的必要性。在“雙碳”目標背景下，中國積極發展新能源產業，其中儲能電池因其應用廣泛、節能環保等優點而備受青睞。隨著我國經濟轉型、綠色能源快速發展和能源供給側結構性改革不斷深化，我國的儲能發展需求正在日益擴張，推進儲能產業發展已成為必然。

我國儲能電池產業發展現狀

儲能電池行業產業鏈剖析。我國儲能電池產業鏈可分為上游原材料及設備、中游儲能系統及集成、下游電力系統儲能應用。儲能電池上游的原材料主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及結構件等；上游的集成系統設備主要包括涂布機、攪拌機等。產業鏈中游主要為儲能系統的集成與制造，產業鏈下游的應用場景主要為發電側、電網側和用戶側的電力系統儲能。

儲能電池主要以鋰電池的形態存在，其上游原材料主要是鋰電池上游的參與者，其中，杉杉股份是上游原材料的重要參與者；儲能電池中游的儲能系統及集成主要參與者分別為電池公司和軟件公司，主要企業有比亞迪、寧德時代；儲能電池產業鏈下游電力系統儲能的發電側主要由五大發電集團完成；在電網側主要企業有國網江蘇、許繼集團、平高集團等。

儲能電池行業發展現狀與趨勢。在供給端，中國、美國和歐洲占據了全球儲能市場的主導地位，三者合計占全球2020年新增投運總規模的86%。其中，中國的新增投運項目占比最大，占總規模約三分之一。在新能源汽車不斷推廣以及電池技術不斷進步的背景下，我國電化學儲能發展迅速。目前，電化學儲能主要以鋰電池為主，市場份額約為90%。在政策支持力度加大、電力市場機制建立、電池成本持續下降等因素推動下，未來儲能電池出貨量有希望繼續上升。

在需求端，儲能電池下游應用主要包括電力系統儲能。近年來，電化學儲能快速發展，截至2020年底，中國電化學儲能市場累積裝機功率規模為3269.2MW，同比增長91.2%，新增電化學儲能裝機功率規模達到1.56GW，首次突破1GW。隨著需求的增長，儲能系統電池技術進一步優化，其能量密度、安全性和效率進一步提高，未來行業仍將保持快速增長態勢。

數字經濟時代下的數字技術特點

數字經濟的飛速發展。數字經濟是指以數據資源為關鍵要素，以現代信息網絡為主要載體，以信息通信技術融合應用、全要素數字化轉型為重要推動力，促進公平與效率更加統一的新經濟形態。進入信息時代以來，伴隨著數字技術的廣泛應用和飛速發展，數字經濟已成為各國推動發展的重點領域。近幾年，世界各國相繼出臺中長期數字發展戰略，以自身信息、科技等領域優勢為基礎，構建以數字驅動為主體的經濟體系。

數字技術新時代下的優勢。數字技術又稱為數字控制技術，是一門與電子計算機相伴而生的科學技術。在技術的不斷進步與發展中，數字技術已成為創新要素最多、應用最廣、輻射效應最大的技術創新領域。相比于傳統技術，數字技術的功能更為全面與準確，具體表現為以下幾個方面：

提高數據處理效率。數據作為一種新的生產要素，與傳統要素有著本質區別，它表現出邊際報酬遞增的趨勢，數據規模越大，數據的價值也會越高。在信息時代，數據資源呈指數型增長，傳統的數據處理已無法滿足社會的要求。相比之下，大數據技術針對數量龐大、種類繁多、具有真實性的數據，能夠進行快速處理和存儲，企業通過大數據技術進行分析，可以大大提高企業運行效率，推動企業和社會發展。

傳輸抗干擾能力強。數字信號能通過特定的編碼與解調方式應對干擾，在傳輸過程中遇到受干擾的情況能夠還原成原本信號。例如，可以采用數字編碼技術，將一些基本信息和簡單信號進行編碼處理后，實現數據的高效率傳輸，同時在傳播過程中不會受到其他因素的干擾。這些干擾包括，衰減造成的低電平經過放大后連帶本底噪聲一起放大的干擾、不同的信號源發射的同一個頻率的信號造成的同頻干擾、其他線路狀況造成的干擾等等。

降低業務成本。數字技術極大地減少了金融業務的成本。在數字技術出現前，金融業務普遍性成本高，不是簡單的由于傳統業務需要進行人工調查等大量生產要素的投入，還有因技術和人工之間不匹配、不均衡發展等問題存在。此外，在互聯網信貸、互聯網理財業務等方面，當下數字技術能將傳統金融業務通過信息化技術處理信貸、支付、理財，從而將其成本進一步降低。大量事實證明，互聯網借貸利率要比傳統金融利率高得多，我們需要通過其他方式和渠道的回報來覆蓋成本。

如何利用數字經濟技術助力儲能電池產業發展

規避儲能電池產業劣勢。

在儲能電池研發眾多技術中，最主要的技術是電化學儲能。這一技術的原理在于，將原本儲存在電池里的化學能轉化成可用于電池輸出的電能，從而滿足供給端對電量的需求。然而，目前電化學儲能技術并不能滿足人們的日常需求，主要存在以下問題：首先，它存在固有問題。例如，現有的電化學儲能技術能夠支持的儲能時間較短，遇到極寒天氣，電量會快速釋放等。其次，電池原材料資源有限。2020年，據世界銀行估計，到2050年，電池原材料如鋰的產量，要增加500%才能滿足人類需求。

根據國外現有市場機制的經驗，結合中國國情，中國電力市場在制定適合于電網側的儲能市場機制時，必須始終堅持三個基本原則：一是，確定儲能系統的市場準入條件；二是要因地制宜、循序漸進地設計市場機制；三是儲能市場的參與機制要按照系統的需求來規劃和綜合資源，并在必要時進行調整。

發揮儲能電池產業優勢。

積極擁抱新能源革命。在碳中和驅動下，光伏建筑、綠色電力供應、智慧能源與市政網絡等市場和應用場景都會隨之而來。未來的綠色電力系統將呈現兩種形態的組合：一種是集中型的超級電網，這需要國家政府協調，充分發揮光照和風能充裕地區潛能，解決大型生產、生活和社會公共服務的用能需求；另一種是分散型智能電網，是將分布式光伏、儲能電池、物聯網、新能源智能終端充分連接的局域電網，要解決日常生活及出行需求。這兩種模式的組合在不同區域、不同階段可能會稍有不同，但無論哪種綠色電力系統都離不開能源互聯。

積極擁抱數字化革命。在接下來的全面電力化社會中，人類的用能形態將變得趨同并以電力為主，我們的生產與應用模式也會變得趨同。而此時，我們更加需要數字化的精細管理，在降低用電成本的同時滿足需求側多樣性。當我們步入全面電力、全面數字化社會后，光伏的連接屬性與數字化的智能屬性將得到充分發揮，萬物連接真正成為可能。隨著全球碳中和、智能革命大勢的持續發展，越來越多的生產與消費體系被接入，各環節將連成一個整體。第三次工業革命將成就一場史無前例的萬物融合與超越，鑄就人類歷史上最大的舞臺。

構建一體化大數據中心。隨著數字化轉型進程的加快，數據資源儲存、計算能力提升推動著數據中心的合理布局。數據中心的發展需要較高的能耗，因此對節能能源的要求越來越高。儲能電池是推動主體能源由不可再生能源向清潔能源轉換的重要環節。運用儲能電池，建立100%清潔能源供電的新型“零碳”大數據中心，推動數據中心建設能效標準的提升以及數據中心的構建，為體系化推進產業轉型升級及融合互補發展，助力“雙碳”目標的實現。