储能匠人专访 国家能源分布式能源技术研发中心 周锡卫

原创： EESA—Kate 华东储能领跑者联盟 7月30日

三站融合

储能安全性和经济性的博弈

现下储能项目面对的问题：标准、经济、政策

分布式储能真正的春天

周锡卫 国家能源分布式能源技术研发中心特聘研究员

周锡卫，国家能源分布式能源技术研发中心特聘研究员，近年来主要负责新能源电力相关技术的研究。“我是2010年进入新能源，前期与德国相关方合作分布式光储，后期2012年主要围绕微网方面，在国内负责一些国家项目上的整体设计和整体系统集成工作”。

他深耕新能源行业数载，身先士卒，躬行实践，参与多个国内代表性的大型光储互补电站系统项目，肩负项目系统的总设计、总指挥，有中广核大规模微电网架构光储互补离网（MW级）验证平台、青海省曲麻莱7MWp 光伏+25MWh 混合储能（铅酸与锂电混合）微电网架构光储互补离网电站、青海共和9MWp 光伏+28MWh（铅酸与锂电混合）微电网电站、浙江北麂岛 1.27MWp+6MWh混合储能及冷备份柴油发电独立供电微电网、科陆玉门15MWp光+10MW/10MWH光储融合并网系统、北控西藏羊易30MWp光伏配套20MW铅炭+锂电储能系统等，用理论与实践助力新能源行业。

2013年投运的青海省曲麻莱微电网架构光储互补离网电站

躬行行业数载，感慨颇深。谈及多年行业感触，周锡卫持之有故，“至少有三方面，第一，行业靠政策引导，并不能完全依赖于真正的技术和市场，这在发展初期的某些环节上是可以的，但对整体的长期发展是不利的，比如，一些国家支持的项目都占有不少投资，但项目竣工发电就没有后续结果了，技术与成果不够透明，缺乏评审和验收的责任机制，所以个人认为，国家需要在创新上给予支持，同时也需要创新技术的共享和推广，要做到相关技术及过程等的开放。

第二，关于项目的评审论证。想要做项目者，不一定是靠技术和解决问题的能力，可能更多的靠一些形式条件，比如资质条件等门槛，其实资质门槛更多的是一般性规模体现，有些项目资质要求的技术能力与项目需要的技术能力关系不大，而非真正对项目实现有优势。这实际上不利于科技进步促进该领域的发展，不利于形成一个开放的创新平台来促进科技进步与发展。

第三，国内允许试错理念不足，项目结果不理想，不能公开且客观地进行分析评价，只是敷衍了事而非吸取教训、总结经验、鉴予他人，难以促进产业更安全有效的发展，所以这方面行业内还需要进一步提高信息透明度，让整个产业少走弯路，健康发展。”

“遭一蹶者得一便，经一事者长一智”。储能行业商业化初期，吸取教训，总结经验，互通有无，督促产业少走弯路，储能产业方能如日方升。

排头兵

国家能源分布式能源研发中心是国家能源科技创新体系的重要组成部分，是为满足能源行业发展和技术进步要求而设立。近年来中心广大科技人员奋战新能源第一线，与国内众多的单位合作完成了多项可研与合作推广项目，特别是除了参与甘肃720MWh网域大规模储能电站国家项目外，也参与其他能源应用领域的项目。在通讯领域，积极参与铁塔关于储能电池共享服务，尝试为物流行业提供共享电池的相关工作。

还主动参与关于电网三站融合的重要技术与试验项目的相关方案论证。周锡卫就三站融合的重要性进行了分析，“三站融合实际上是现行政策下网侧的一个可以操作推进的方式之一。储能不能进入输配电价，使得电网投资储能项目有些难度，但三站融合是一种新形势下引导产生的刚需，电网需要稳定和相应的支撑能力，需要储能电站，而且数据中心是供电重点保护的，又是用电大户，参与调峰保电能够提高供电安全性和经济性，对电网整体具有应急调节作用。这种情况下三站融合是解决信息系统供电的保障之一，同时能拉动储能在电网中电力的调节作用，这是一举两得，也符合现在电网公司转型和电力变革的需求。电力泛在物联网，实际上是一个信息和电力两网融合的形式，是精准电力服务和电力资源高效利用的有效方式，所以我觉得这是突破口之一，为电网将来更深入的介入储能做了铺垫和积累经验，同时为泛在物联网在更大范围里服务于用电户提供了一个渠道和平台”。

在移动储能方面参与的项目也比较多。周锡卫举例介绍，“今年大连召开的达沃斯会，以前保电采用柴油会产生污染和噪声，此次是锂电池储能电车保电，行之有效，环保且静音。现在除电力部门外，很多应急保障部门开始采用。另外，电力部门近期关于施工用电的工程项目，原来道路架线或埋线以及供电改造等工程为了避免造成公共影响，施工往往在夜深人静时施工，临时用电通常是用柴油机供电，噪音大，在上海这样的繁华城市里特别是一些施工区域有特殊要求，要求避免施工噪音。那对敏感施工区有什么好的解决办法？

今年5月份电力工程公司的一个类似的项目就遇到了静音且现场无电状况，他们针对工程的特殊要求，研制了锂电池移动临时供电车，不仅解决了施工临电还避免噪音影响，现在准备大力推广和应用。移动储能中，特别是锂电池性价比较高，目前总体的使用安全性是可以保障的，只要做到可知、可测、可控就可以真正做到安全运行供电。所以我们在这些方面都在开展工作，提出了储能系统全电芯监测、小组串均衡的创新技术，取得了很好的效果，同时各个方面的示范在积极进行之中，一旦完成商业化产品取得进一步经验和成果，就会大面积推广”。

储能思考

在能源变革的大背景下，储能技术扮演着关键角色，到底是什么样的角色?周锡卫形象释义，“能源有多种形式和不同特色。从用户用电的角度来讲，是希望获得稳定和持续的供应。而新能源的加入，其本身的间歇性特质给电网增加了不稳定因素。而储能的作用，一是平抑波动和稳定供电。二是保证电力输送过程中调节流量，像公路上的汽车在部分路段堵塞，一些路段畅通，整个路段输送的通道利用率就会偏低，通过停车场和出入口的合理布局调节路段的流量，解决拥堵，同样储能就是发挥疏导作用，保持整体平稳，提高了输电资源的利用率。三是电力应急和调节，也关系到到智能电网的建设。

在电力调配和平衡电力的过程中，储能是最好的手段之一。所以新能源使用或负荷变化越多，越不平稳的情况下，储能的作用越明显。那么从能源趋势上来看，新能源的用量比例越大，对储能的需求则直线升高。”

储能作为新兴行业在发展过程中必然会出现很多问题，而实际上，往往发现问题要比解决问题困难。结合储能项目的参与经验，周锡卫表示，“储能产业链的所有参与者，切忌急功近利地追求眼前利润，既然选择储能行业，就要认真负责地做好。我们发现几个问题：

一是关于电芯厂。筛选电芯时，一般的普通使用者不会知道，我们使用量多了，会发现差异很大。特别是电芯包与单电芯的系统测试结果差异很大，打开电芯包发现存在电性能、组配、装配、结构等一系列问题，有些人认为电动汽车电池要求高，不满足电动汽车使用要求的去做储能，这其实是一个误区和职业道德的问题。

二是观念错误。认为汽车使用环境较复杂，对电池要求高，而储能的要求相对低，实际上这是错误的概念。因为在电池使用过程中，电池的充放电深度和充放电频度对电池影响很大，环境影响也非常大，但环境影响是有办法改善的，像汽车的保温、水冷等措施。对于储能来说充放电是刚需，汽车通常是浅充浅放，浅充浅放对锂电池损伤小，但大系统储能追求存储量的价值，所以希望一天内满充满放一次，甚至两充两放，这就增加了对电池的考验。电池深充深放，是用到电池极限程度，对部分参数偏差的电芯自身损伤大，因而对一致性要求高，否则出现短板效应将会拉低使用效率、影响投资回报率。

三是技术上的公开化，或有公共平台去推广。现在很多国家补贴的科研项目查不到相关资料，做不到行业共享。站在我们技术人员的立场，对于快速发展的行业，一定要让技术透明化。技术项目研发了什么？补贴哪些研发项目？目前相对来讲还是比较封闭的，这不利于整个行业在技术上进步，共同发展。”

博弈

储能的安全，实际是安全性和经济性的博弈。周锡卫称，“从技术本身讲，单电芯在检测机构做穿刺、燃烧、过充、短路实验，大多数都可以通过。当大规模使用时情形则不同，因为很多电池以电池簇方式运行，使用环境不是单一平稳的。比如，一个电池包中间与两端的温度不同，而电池特性是不同温度下的充放电能力是不一致的，不一致造成同一个电池包的不同电芯，充电时有的电芯偏高，放电时有的电芯偏低，大部分控制采用平均值及加权控制，对于偏高偏低的电芯就容易产生过充过放的不安全状况。

目前电池研究有以下几个问题，一是过充，这是引起起火的重要因素之一；二是内短路，在装配过程中的短路；三是生产工艺过程中的部分缺陷在使用过程中逐渐暴露，比如，铝塑膜被氧化后的漏液，就增加了短路起火风险。

从电池本身的特性来讲，温度变化和电压不一致，是可知、可测、可控的。比如，温度高的时候把倍率、充电电流减少，是可控，换言之，可知可测可控是有办法做到的。既然如此怎么还会出现诸多问题？这就回归到电池实际使用过程中产生的经济性和安全性的矛盾，每颗电池都可测可控，但电芯很小，一个集装箱装有几千颗甚至上万颗，一一检测就极大增加了监测设备的投资代价。

市面上的测试装置BMS，大部分都是采用几个进口品牌的专用芯片做，所以大家雷同性很大。关键的芯片需要进口，所以成本降不下来。目前的做法是把几颗电芯并在一起作为一个“较大的电芯”进行监测，但这样并联的电芯本身产生不一致时，包括使用环境、本身特性，导致测不到真正存在问题的单体电芯，如此，出现问题的概率就大大增加。最近我们也提出相应的技术方案，进行创新，自己设计出芯片，摆脱原来的方式 ，降低每颗电芯监测成本，从而实现对每一颗电芯监测的同时保证成本的不增加。

另外是现在的标准和使用方法。从标准的角度来讲，是两秒钟监测一遍数据进行分析处理。但实验结果是，电芯如果出现问题时间是百毫秒级，比如零点几秒就开始冒烟，不迅速控制会起火。如此就需要一个新的技术方案，包括标准从两秒提高到百毫秒就要检测出相应问题的电芯，从而采取控制措施。相对应产品：全电芯监测、小组串均衡、双路径控制，传统分析数据路径两秒钟处理一遍是可以的，但发现问题电芯时，要在几十毫秒采取措施进行控制，这才能加强储能安全性的保证。

解脱了芯片受控局面，可以在经济可行的前提下，做到能够检测每一颗电芯温度和电压，所以安全性问题已经存在解决办法，只是目前还在大规模的储能项目实验过程中进行验证，如果验证成功，在大规模储能的电池管理上是一个属于颠覆性的技术创新，这是属于我们自己的知识产权，将来也不会受芯片或技术门槛的限制。”由此可见，储能安全问题的解决指日可待。

标准 经济性 政策

国内储能项目规模、技术等各方面都在提高，关于现下储能项目面对的问题：标准、经济、政策，周锡卫从实际项目经验出发，进行详细解释。“现下储能项目实际上面临三方面问题：一是储能系统本身采用的技术不同，生产出的产品质量和性价比也不同。系统集成的主要设备中，电芯是最大比重，占一半以上的成本，PCS、B MS、EMS、环境控制，这几大块整合之后的系统集成能力目前没有标准。仅是凭积累的知识、技术、经验，要实现集成能力的提升，其实这是很大的一个问题。从整个系统集成技术来讲，还有待于标准化的提高，从而提高整个行业的水平。

二是经济性，刚才也提到了经济性，像电池管理系统BMS，早期如果全电芯检测成本增加，投资回报率则变低。如果采取了创新技术，则兼顾安全性与经济性。像我们现在做的甘肃720MWh网域大规模储能项目，是全国乃至全球最大。该项目整个工程完成之后的整体平均成本是160万/MWh ，投资回报率比较高。包括资金成本在内的度电成本控制在0.5元以内，这也是全球公认的一个商业化的拐点。经济上达到这种程度，随着电芯技术的进一步提高，它的充放电次数提高，生命周期延长，度电成本则可能进一步降低。相当于构建成本的效率进一步提高，度电成本下降，更有利于普及推广。

现在市面上普通项目的投资成本比甘肃项目大概高出20%以上的成本，所以投资回报率相对来讲低。投资者非常关注储能的发展，同时也持续关注投资回报率的情况，相信甘肃项目经过示范过程之后，会促进整个行业达到一个商业化可行的经济价值上。

三是政策。储能目前没有合法的身份地位。国家出台的政策，明确10MW/40MWh的储能电站可以作为独立电站接入到电网。这实际给予了储能一个出生证，但还没有一个明晰的定位。比如抽水蓄能有两部制电价，是一个很明确的政策。储能实际是没有一个能力相应定价，到底它能够以一个什么样的计价以及参加哪些地方的调峰调频、辅助服务？现下的政策都是与火电捆绑，参照火电，没有针对电化学储能属性的专有政策。所以政策上，我认为给予储能一个科学合理公道的参与方式，一个合理的角色和待遇，名正言顺的在电网中发挥应有的作用，这是比政策补贴更重要的因素。

今天储能发展到商业化的能力情况下，更重要的是给它一个能够平等参与的方式，换言之同工同效同价，比如储能替代传统的一些非环保手段时，同时应该替代其享受的价格，即同效同价。对抽水蓄能，我进行了一个分析，玉门地区两年前有关部门批准了一个120万规模的抽水蓄能项目，总投资78亿，建设周期是八年，我测算了一下，如果甘肃的720MWh网域大规模储能按照现在投资成本，以此来做同样规模需70~72万，可节省10%的投资，但建设期是半年到一年，到了第八年，我们测算基本回本。所以储能项目是高效快速且价值高，随着八年的发展，电池技术在提升，储能成本会下降，相比而言，抽水蓄能投资降低是困难的，因为人工、环境都是上涨趋势。

所以现在问题是？从政策角度，如果电化学储能替代了抽水蓄能，达到同等效果，是否能有合理的价格，那储能能否享受抽水蓄能的相应价格，参照它现在的定价方法。如果出台这样的政策，储能发展潜力更大。我也测算，如果是用甘肃项目目前的技术水平和商业价值的储能系统去替代玉门抽水蓄能项目，同时采取同效同价，则大概七年半到八年半就可以回收全部投资。意味着抽水蓄能竣工，储能已经把投资收回了。

因此，政策上，我个人更倾向于给储能制定一个同效同价的政策，明确可以参与各种电力调节的合法身份。现在各个地方是一事一议，也开始开放，出台一些文件，比如电力辅助服务，大多是针对火电的，对储能少量开放，但还不足够，希望是把储能进一步市场化的角度，给予其同效同价的待遇政策。由此，储能产业可以更健康有效的发展，否则不利于快速形成标准化和规范化的市场。政策方面，个人意见希望储能有同效同价的价格政策，给其符合自身特质又满足电力需要的功能特色，依照储能可以发挥的作用，给予其合法名分。”

分布式能源

分布式能源的春天到了吗？周锡卫认为关键是电力交易的市场化。分布式能源实际上是一个未来的主要方向，因为新能源和储能改变了原来的用能和供能的方式，可以即插即用，安全性、方便性和成本上都有很好的改观。现在是在旧的网架、用电机制下，加入这些因素，就存在一个适应和改进的过程。

“电力交易的体制，目前还不适合分布式能源普遍应用。现在还都是一刀切的办法，某个地区可能有对分布式能源的补贴政策，也不是很统一，各方都没有一个明确的自主交易和定价权利，如果按照现行国家及地方出台的分布式能源并网政策，交易机制会怎么结算？目前很难统一做到，但真正到后期，实际上是竞价和市场调节机制。现在我们国家电力体制改革在做相关的工作，即逐渐解决电力交易的市场化问题。如果做到竞价自由，而且有这样机制保证的情况下，分布式储能真正的春天才到了，现在只是可以核算能够套利的部分分布式能源应用，还不是一个真正能够赢利和发展的状况。

不赢利就缺乏动力，环保意识只是一方面，但不是可持续且大量应用的动力，动力还是源于它有效的使用，可以创造价值，给大家回报，这需要有一个好的市场平台和机制，让大家自由交易使用。现在科技发展很快，大数据出现，包括5G产生，通讯条件提高，网架灵活性上也会提高。但电力是一个大系统，安全性是第一位的，所以动作会比数据网络的实践与发展来得慢一些，需要一个过程。”

周锡卫主持“2019第六届中国国际光储充大会”话题讨论【左一】

平台价值

对于华东储能领跑者联盟，周锡卫称道并提出宝贵建议。“我认为很不错，杜总领导有方，行业的资源整合能力和个人努力方面确实很优秀。如果作为联盟或协会性质，如何把它做得更有效、更好，实际上体现平台价值，就可以做的更好。那么怎么体现？组织会议是有必要的，给大家一个交流场所，但是组织会议的内容应该在日常工作中有意识地去培育，这样引领性的行业内容可以在交流会上放大，行业能够做得更好，参与者收效更大。

到目前为止，储能行业还是没有第三方的机构发布一个权威的整个行业各个环节讲清楚的文献，联盟可以组织通过实际调研，编写行业指南，内容上偏重于以学术和实践特色为主，具有更多的代表性，组织一些学校研究机构和大企业共同来组成编委会，联盟将此发展下去，对产业的发展促进会很好，同时树立权威性和影响力。”