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双碳背景下发电侧储能综合价值 评估及政策研究 （ 简 版） 2023年8月 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究 ( 煤控研究项目 ) 中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构 支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破 坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保 组织自然资源保护协会 (NRDC) 作为课题协调单位，与政府智 库、科研院所和行业协会等 20 多家有影响力的单位合作，于 2013 年 10 月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研 究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量 控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施， 助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发 展的多重目标。请访问网站了解更多详情 http://coalcap.nrdc.cn/ 自然资源保护协会（ NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于 1970 年。 NRDC 拥有 700 多名员工，以科学、法律、政策方面 的专家为主力。 NRDC 自上个世纪九十年代中起在中国开展环 保工作，中国项目现有成员 40 多名。 NRDC 主要通过开展政策 研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进 中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。 NRDC 在北京市公安 局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。 请访问网站了解更多详情 http://www.nrdc.cn/ 中关村储能产业技术联盟创立于 2010 年 3 月，是中国第一个专 注于储能领域的非营利性行业社团组织，致力于通过影响政府 政策的制定和储能技术的应用推广，促进产业的健康有序可持 续发展。联盟聚集了优秀的储能技术厂商、新能源产业公司、 电力系统以及相关领域的科研院所和高校，覆盖储能全产业链 各参与方，共有国内、国际 500 余家成员单位。同时，联盟还 负责承担中国能源研究会储能专业委员会秘书处的相关工作。 联盟在支撑政府主管部门研究制定中国储能产业发展战略、倡 导产业发展模式、确定中远期产业发展重点方向、整合产业力 量推动建立产业机制等工作中，发挥着举足轻重的先锋作用。 研究报告 《双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究》简版 《碳中和目标下山西省煤电产业转型发展和定位研究》 《碳中和目标下山西省焦化产业转型发展和定位研究》 《汾渭平原深入打好污染防治攻坚战煤炭总量控制研究报告》 《面向碳中和的氢冶金发展战略研究》执行摘要 《碳中和目标下中国火电上市公司低碳转型绩效评价报告 2022》简版 《山东省“十四五”重点耗煤行业减煤路径研究》 《双碳目标下的五大发电集团发电业务低碳转型研究》 《“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径 研究》 《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告》 《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研》执行 摘要 《内蒙古煤炭生产和消费绿色转型研究》摘要报告 《霍林郭勒产业园绿色低碳发展研究》（简本） 《内蒙古典型城市煤炭消费与大气质量的关联分析及政策建议》 《内蒙古采煤沉陷区生态修复与可再生能源利用研究》 《“十四五”山西省非煤经济发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西煤电行业转型发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线 图研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线 图研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下水泥行业的煤炭消费总量控制路线 图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下电力行业的煤炭消费总量控制路线 图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下钢铁行业的煤炭消费总量控制路线 图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下煤化工行业煤炭消费总量控制路线 图研究》 《山西省“十四五”煤炭消费总量控制政策研究》 《“十四五”电力行业煤炭消费控制政策研究》 《新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建》 《中国散煤综合治理研究报告 2020》 《“十三五”时期重点部门煤控中期评估及后期展望》 《“十三五”电力煤控中期评估与后期展望》 《中国煤控项目“十三五”中期评估与后期展望研究报告》 《中国实现全球 1.5℃目标下的能源排放情景研究》 《持续推进电力改革 提高可再生能源消纳执行报告》 《 2012 煤炭的真实成本》 请访问网站了解更多详情 http://www.nrdc.cn/ 封面图片：新源智储青海格尔木 100MW/200MWh 储能项目 i 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 双碳背景下发电侧储能综合价值 评估及政策研究 （简版） 项目单位及研究人员 中关村储能产业技术联盟 岳芬、张兴、宁娜、李晨飞、孙佳为 自然资源保护协会 黄辉、林明彻、王杨、吴婧涵 2023 年 8 月 ii 免责声明 研究报告内容仅供参考，不构成财务、法律、投资建议、投资咨询意见或其他意见，对任何因直接 或间接使用本报告涉及的信息和内容或者据此进行投资所造成的一切后果或损失，研究团队、资助 机构和发布机构不承担任何法律责任。 版权说明 版权归中关村储能产业技术联盟 (CNESA)、自然资源保护协会 (NRDC) 所有，转载或引用请注明来源。 对报告有任何意见或建议，欢迎通过邮箱联系： hhuang@nrdc-china.org iii 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 目录 执行摘要 v 1. 储能在发电侧的应用现状分析 1 1.1 中国发电侧储能应用现状 1.2 中国发电侧储能典型场景 2. 不同电源类型的适用储能技术评估 6 2.1 储能技术发展阶段及发展趋势 2.2 发电侧储能需求及配置原则 2.3 储能技术评价 3. 发电侧储能综合价值评估 20 3.1 价值构成及评估方法 3.2 典型省份商业模式及综合价值对比 4. 发电侧储能规模化发展的政策建议 36 4.1 面临的挑战 4.2 市场机制建议 4.3 技术发展建议 4.4 项目管理建议 iv 5. 结论与展望 42 5.1 研究发现 5.2 发展展望 参考文献 47 附录 48 附图1 储能技术评价指标体系 附表1 场景1辅助火电调频指标权重 附表2 场景2新能源独配储能指标权重 附表3 场景3共享储能指标权重 附表4 底层指标评价标准 v 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 执行摘要 1. 课题背景及意义 随着波动性、间歇性可再生能源的快速增长，电力系统将需要更大的灵活性以确保 可变可再生能源能够可靠、有效地集成到电力系统中。储能被视为推动可再生能源有效 整合的解决方案之一。近两年，国家多项顶层政策均提出大力发展发电侧储能，各省也 相继出台了鼓励或强制新能源配建储能的政策，推动了发电侧储能装机迅猛增长，成为 国内新型储能装机快速增长的主要驱动因素。 然而，发电侧储能目前更多的是为满足新能源项目并网条件而建设的强制配储项目， 缺乏清晰成熟的商业模式和市场机制，储能可获得收益较为有限，难以完全反映储能所 具备的多重价值。这导致了储能项目经济性较差、成本疏导不畅，社会投资意愿低，制 约了发电侧储能规模化发展。 本课题以新能源配储、火储联合调频、共享储能等三个发电侧储能常见场景为线索， 开展如下研究：一是通过分析发电侧储能的应用现状，提出发电侧储能的典型场景和未 来规模化发展面临的挑战；二是针对三个发电侧储能常见场景，分别建立储能技术适用 性评价指标体系，从多个维度定量评估不同储能技术路线和应用场景的适用程度；三是 提出储能综合价值评估流程和方法，评估发电侧储能在三个常见场景下的综合价值，包 括系统调节、减煤减碳等；四是通过研究山东、广东、山西、甘肃四省的储能发展需求、 发电侧储能的应用情况及项目经济性，分析其在技术选择和商业模式上的特点，总结存 在的不足。课题在总结发电侧储能参与电力市场的障碍并分析问题成因基础上，提出未 来新型储能规模化、市场化发展的政策建议。 vi 2. 主要研究发现 （1）新能源单独配储、火储联合调频、共享储能是目前国内发电侧储能的主要应用 场景。 发电侧储能从用途上看主要有两类：第一类是辅助火电动态运行，减少设备维护和 设备更换的费用，提高火电机组的发电效率，进而减少碳排放，以火储联合调频场景为主。 第二类是实现新能源友好并网，可减小风力和光伏发电间歇性、随机性的影响，可促进 新能源的开发和利用，以单个新能源场站单独配储和多个新能源场站共享配储两个场景 为主。清洁能源基地外送、源网荷储一体化等场景处于发展的初级阶段。 （2）从区域上看，不同地区电源的结构类型、装机规模和出力特性等是影响发电侧 储能配置的关键因素，储能技术选择及规模确定应根据本地电源基础数据，结合电网需 求开展。 水电大省具有明显的丰水期和枯水期，一般有外送需求，需要重点关注氢能等跨季 节储能或采用风光水互补方案，配置规模宜综合考虑利用率和经济效益，经过技术经济 性比较后确定。火电大省多为负荷中心，一般有多个特高压直流落点，对储能的需求主 要是满足本地新能源消纳、调峰调频、紧急功率支撑等，宜结合电源分布、负荷分布和 电网网架等因素，采用就近部署原则，选择关键电网节点配置。新能源大省对储能的需 求主要是在保障电网安全前提下，满足新能源本地消纳和外送，解决系统多时间尺度有 功功率不平衡等，应在分析风电、光伏出力特性的基础上，结合平滑输出功率波动、跟 踪计划出力曲线、削峰填谷、辅助频率调节、提供电网调峰、无功电压支撑等应用场景 综合确定。 水电大省 火电大省 新能源大省 长周期能量时 移 、 超短时抑制 超低频振荡 本地新能源消 纳 、 调频 、 紧急 功率支撑 平滑出力 、 跟踪 计划出力 、 能量 时移 、 调频等 储能需求 配置原则 采用就近部署原则， 重点选择在负荷密集 接入、新能源密集接 入、大规模分布式电 源汇集、大容量直流 馈入、调峰调频困 难、电压支撑能力不 足等关键电网节点 根据常规电源调峰能 力和负荷特性，计算 系统调峰需求，确定 储能功率需求；根据 典型年、典型月、典 型周内的亏缺、盈余 平衡电量，计算储能 的能量需求。 在分析风电、光伏出 力特性的基础上，结 合平滑输出功率波 动、跟踪计划出力曲 线、削峰填谷、辅助 频率调节、提供电网 调峰、无功电压支撑 等应用场景确定 图 1: 水电、火电、新能源大省储能需求和配置原则 vii 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 （3）新型储能技术种类多，不同储能技术在成本、效率、规模、安全、性能等方面 各有优劣。储能技术适用性评价与场景紧密相关，首先要保证技术可行性，功率等级、 充放电时长、充放电倍率、响应时间是影响储能技术选型的关键指标。 本项目采用关键指标初步筛选法、层次分析法、模糊综合评价相结合的方法，针对 辅助火电调频、新能源配储能、共享储能3种典型发电侧储能应用场景，进行储能技术 适用性评价，评价结果如表 1 所示。 表 1： 不同应用场景下储能技术适用性评价结果 应用场景 关键性能指标适用性初步筛选 二次综合评价得分 入选技术 未入选技术 具体评价结果 所处水平 辅助火电 调频 飞轮、磷酸铁 锂、三元锂、 钛酸锂、钠 离子 抽蓄、压缩空气、 铅酸、全钒液流、 铁铬液流、钠硫 磷酸铁锂  飞轮储能  钠离子  三元锂  钛 酸锂 “较差”和“一般” 之间 新能源 配储 飞轮、磷酸铁 锂、三元锂、 钛酸锂、钠离 子、钠硫 抽蓄、压缩空气、 铅酸、全钒液流、 铁铬液流 磷酸铁锂  钠离子  钠硫电池  三元锂  飞轮储能  钛酸锂 “较差”水平 共享储能 抽蓄、压缩空 气、磷酸铁锂、 三元锂、钛酸 锂、钠离子、 全钒液流、铁 铬液流、钠硫 飞轮、铅酸 压缩空气  抽蓄  铁 铬液流  全钒液流 “一般”和“较好” 之间 磷酸铁锂  钠离子  钛酸锂  钠硫电池  三元锂 “较差”和“一般” 之间 注：评价流程及评价方法详见报告正文 2.3 储能技术评价章节。 （4）储能发挥的价值跨越了电力系统价值链（发电、输电、配电和用户）之间的界 限，具有明显的“外部性 ”。但随着新型电力系统建设的深入推进，加之电力市场化改 革进程加速，储能带来的外部价值，有望逐步得到认可。 储能系统运行带来的外部影响会通过电网传导给其他主体，部分价值由于作用主体 不易清晰界定导致储能运营商未获得这部分收益。储能价值可分为“直接价值”和“间 接价值”两部分，如表2所示。其中，“直接价值”指当前市场规则下，储能可获得的 “可见”收益；“间接价值”指市场不完善情形下，暂时还无法货币化或无法由项目业 主直接实现的价值。通过比较系统中有、无储能两种情况下系统成本和综合收益变动情况， 可全面评估储能带来的价值。 viii 表 2： 储能的价值分类表 应用 类型 响应 时间 时长要求 直接价值 间接价值 弃电增 发 / 削峰 填谷 分钟级 几小时 提升新能源富 集地区送出水 平，减少新能 源弃电量，缓 解调峰压力。 • 代替火电深度 / 启停调峰，提升机组安全 性及寿命； • 提高火电发电效率，节煤降碳； • 延缓电网升级、扩建； • 平滑负荷曲线，降低线损。 辅助一 次调频 毫秒 ~ 秒 30 秒 ~ 几分钟 减少一次调频 考核，满足并 网要求 • 保障电网安全：在响应速率、输出稳定 性、防范频率二次跌落等方面有显著优 势； • 相较基于新能源场站预留备用容量参与一 次调频的策略，通过配储参与新能源一次 调频可促进新能源消纳； • 减少火电机组一次调频次数，提升机组安 全性，提升发电效率，减少碳排放。 辅助二 次调频 几秒 ~ 十几秒 30 分钟 ~1 小时 提升火电燃煤 机组响应速 率、爬坡速率， 提升系统整体 调频能力 • 火电机组受限于出力特性，频繁自动发电 控制（ AGC）调节造成的火电机组设备疲 劳和磨损，降低机组安全性及使用寿命； • 火电机组频繁参与 AGC 调频，会降低发 电效率，增加机组碳排放量，加剧电厂环 保压力； • 快速调频资源如储能系统的引入，会带来 电力系统调频资源总需求量的减少。 目前，在容量价值方面，山东出台相关政策和市场机制，储能参与现货市场可获得 容量电价补偿；电能量价值方面，4 个现货省份都可获得价差收益，但价差收益有限；调 节价值方面，目前主要反映在一次调频和二次调频上，收益性相对较好。间接价值由于 涉及多个主体，价值量难以测算，尚未得到相应补偿，特别是带来的间接减煤减碳价值， 取决于应用场景和使用频次，动作次数越频繁，利用率越高，单位储能投资减煤、减碳 价值越大，根据各省“十四五“储能规划和电力市场建设情况，各类价值估算如表3所示。 表 3： 调研省份发电侧储能综合价值对比 省份 对比项 山东 广东 山西 甘肃 现有装机 705.7MW 822MW 131.7MW 137.5MW ix 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 省份 对比项 山东 广东 山西 甘肃 规划装机 4500MW 2000MW 6000MW 6000MW 商业模式 多重服务 火储联合调频 火储联合调频、 一次调频 多重服务 直接 价值 容量 收益 单位 价格 300 元 /kW·年 60 元 / kW·年 1 / / 上限 300 元 /MW ·日 频繁 程度 10 年、 5 年 / / 无法确定 电量 收益 单位 价格 0.4~0.5 元 / kWh 0.6 元 /kWh 95% 95% 75-90% 75-85% 表 2-2： 物理储能技术经济性比较 抽水蓄能 飞轮储能 压缩空气储能 超级电容 超导储能 功率规模 (MW) 90-3600 1-22 1-300 0.01 10-100MJ 能量密度 0.5 - 2Wh/L 20-80Wh/kg 3-6Wh/L 1.5-2.5Wh/kg 1.1Wh/kg 功率密度 0.1-0.3W/L 4500W/kg 0.5-2.0W/L 1000- 10000W/kg 5000W/kg 响应时间 分钟级 毫秒级 分钟级 毫秒级 毫秒级 寿命 ( 年 ) 40-60 20 年以上 30-40 15 30 寿命 ( 循环 次数 ) 10000 次 百万次 ~ 千万次 上万次 十万次以上 无限次 充放电效率 (%) 71~80% 85-95% 45-75% 90% 95% 预计各类储能技术发展目标如下，预计到2030年，压缩空气、全钒液流电池、飞 轮储能在初始投资成本上，预计有30%、50%、50%以上的下降空间，磷酸铁锂电池、 钠离子电池在循环寿命、初始投资成本上都具有较大的改进空间。 9 表 2-3： 主要储能技术关键指标预测 2 储能技术 时间 指标名称 2021 2025 2030 抽水蓄能 循环寿命（次） 10000 10000 10000 系统效率 70%~80% 75% 82% 日历寿命（年） 40~60 40~60 40~60 系统成本（元 /kW） 5500 6600 7200 储能时长（小时） 4~6 4~6 4~8 响应时间 分钟级 分钟级 分钟级 压缩空气 循环寿命（次） 10000 10000 10000 系统效率 40%~70% 70% 75% 日历寿命（年） 30 30 30 系统成本（元 /kW） 6000 5500~6500 4000~6000 储能时长 4 小时 4~8 小时 4~12 小时 响应时间 分钟级 分钟级 分钟级 飞轮 循环寿命（次） 百万 ~ 千万 百万 ~ 千万 百万 ~ 千万 系统效率 80%~90% 90% 92% 日历寿命（年） ≥20 ≥20 ≥20 系统成本（元 /kW） 15000 10000 6000 储能时长（小时） 1 分钟 1 分钟 1 分钟 响应时间 毫秒级 毫秒级 毫秒级 铅酸电池 循环寿命（次） 1000~3000 1000~4000 1000~5000 系统效率 60%~75% 60%~75% 60%~75% 日历寿命（年） 5 8 10 系统成本（元 /kWh） 1500 1300 1100 储能时长（小时） 4~10 4~10 4~12 响应时间 毫秒级 毫秒级 毫秒级 2 系统成本为折算成单位容量的成本，物理储能采用单位 kW、化学储能采用单位 kW h。 10 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 储能技术 时间 指标名称 2021 2025 2030 磷酸铁锂电池 循环寿命（次） 3000~10000 12000 15000 系统效率 80%~88% 88% 90% 日历寿命（年） 10 15 20 系统成本（元 /kWh） 1400~2200 1300 元 1200 储能时长（小时） 2 2~4 2~4 响应时间 毫秒级 毫秒级 毫秒级 全钒液流电池 循环寿命（次） 15000 15000 20000 系统效率 65%~75% 75% 80% 日历寿命（年） 15 20 20 系统成本（元 /kWh） 3000 2000~2500 1800~2000 储能时长（小时） 4 4~8 4~12 响应时间 百毫秒级 百毫秒级 百毫秒级 钠离子电池 循环寿命（次） 4000 6000 10000 系统效率 80% 85% 88% 日历寿命（年） 8 年 10 年 15 年 系统成本（元 /kWh） 2500 1500 1000 储能时长（小时） 2 2~4 2~8 响应时间 毫秒级 毫秒级 毫秒级 2.2 发电侧储能需求及配置原则 发电侧配置储能应根据电源基础数据 3 ，并结合电网需求开展，宜以省级或地市级电 网为单位开展。配置原则如图 2-1 所示。 3 包括电源类型、电源结构、装机规模、布局情况、出力特性、调峰调频特性、黑启动能力、发电量、年利用小时、检修停 运时间等 11 水电大省 火电大省 新能源大省 长周期能量时 移 、 超短时抑制 超低频振荡 本地新能源消 纳 、 调频 、 紧急 功率支撑 平滑出力 、 跟踪 计划出力 、 能量 时移 、 调频等 储能需求 配置原则 采用就近部署原则， 重点选择在负荷密集 接入、新能源密集接 入、大规模分布式电 源汇集、大容量直流 馈入、调峰调频困 难、电压支撑能力不 足等关键电网节点 根据常规电源调峰能 力和负荷特性，计算 系统调峰需求，确定 储能功率需求；根据 典型年、典型月、典 型周内的亏缺、盈余 平衡电量，计算储能 的能量需求。 在分析风电、光伏出 力特性的基础上，结 合平滑输出功率波 动、跟踪计划出力曲 线、削峰填谷、辅助 频率调节、提供电网 调峰、无功电压支撑 等应用场景确定 图 2-1： 水电、火电、新能源大省储能需求和配置原则 2.2.1 水电大省储能需求 （1）储能需求 1）长周期能量时移需求 水电机组具有明显的丰水期和枯水期，季节性负荷大的波动，枯水期电力缺口是由 于电量不足导致的，储能方面需要重点关注氢能等跨季节储能系统或采用风光水互补方 案。目前的新型储能时长大多在 8 小时以下，难以发挥装机替代作用。 2）超短时抑制超低频振荡需求 水电机组具有水锤效应，对于含高比例水电电力系统，其频率特性呈现弱阻尼性， 导致系统频率容易发生超低频率的持续振荡现象（即超低频振荡），降低了电力系统频 率稳定水平。 储能应用于超低频振荡抑制，既不需要修改水电机组的原有控制系统，也不需要调 整水电机组调速系统的控制死区、频率放大倍数和PID参数等主要参数，从而有利于保 留水电机组一次调频调节量大和调节速率快的优势，进而不会影响电力系统的负荷快速 跟踪和频率快速调整的能力。 （2）配置原则 1）系统长周期调峰需求应根据电力、电量、峰谷差分析确定。 2）用于系统长周期调峰的储能电站功率与能量配置规模宜考虑储能利用率和经济效 益，经过技术经济性比较后确定。 12 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 2.2.2 火电大省储能需求 （1）储能需求 截至到2020年底，我国山东、内蒙古、江苏、广东、河南、山西、新疆、安徽八 省煤电装机容量都超过5000万千瓦，占我国煤电总装机容量的53.9% [3] 。火电装机占 比大的省份，储能主要是满足新能源消纳、调频、紧急功率支撑等。 （2）配置原则 对于提供系统调峰、紧急功率支撑等应用场景，应根据电力系统需求预测结果，确 定储能电站的功率和能量规模、布局位置、建设时序。具体要求如下： 1）储能电站的配置功率和能量规模应根据其多场景综合支撑能力，经技术经济分析 确定； 2）储能电站的布局位置应根据其应用场景，结合电源分布、负荷分布和电网网架等 因素，采用就近部署原则，重点选择在负荷密集接入、新能源密集接入、大规模分布式 电源汇集、大容量直流馈入、调峰调频困难、电压支撑能力不足等关键电网节点； 3）储能电站建设时序应根据负荷逐年预测结果、电源与电网项目建设时序确定，满 足电力系统对储能电站的逐年规划配置需求。 2.2.3 新能源大省储能需求 （1）储能需求 随着波动性可再生能源渗透率的提高而逐步增多，风电、光伏出力的随机性、波动 性和不确定性导致了系统多时间尺度有功功率不平衡，主要包括平滑输出功率波动、跟 踪计划出力曲线、削峰填谷、辅助频率调节、提供电网调峰等。 （2）配置原则 1）风电场、光伏发电站配置电化学储能电站的额定功率和额定能量应在分析风电、 光伏出力特性的基础上，结合平滑输出功率波动、跟踪计划出力曲线、削峰填谷、辅助 频率调节、提供电网调峰、无功电压支撑等应用场景确定。 2）风电场、光伏发电站配置电化学储能电站的额定功率与额定能量应根据储能的多 应用场景利用能力和综合经济效益，经技术经济比较确定。 3）风电场、光伏发电站配置电化学储能电站的建设时序应结合风电场、光伏发电站 分批次建设情况，以及场站及其汇集站送出线路的输送能力确定。 4）单个风电场、光伏发电站配置的电化学储能电站并网点宜选择在风电场、光伏电 站内部。 13 5）同一区域内风电场、光伏发电站采用多场站汇集方式接入电网时，电化学储能电 站的额定功率和额定能量应在分析汇集站的综合出力特性基础上确定，并网点宜选择汇 集站升压变低压侧母线。 6）不同区域风电场、光伏发电站配置共享型电化学储能电站时，电化学储能电站的 额定功率和额定能量应在分析各场站出力叠加后的综合出力特性基础上确定，并网点应 根据电化学储能电站建设位置及周边电网接入条件综合确定。 2.3 储能技术评价 2.3.1 评价方法及流程 目前，由于储能技术发展仍不成熟，大量储能特征量仍以定性语言或者数据区间表征， 定性、定量指标参杂且涉及大量模糊因素，适合采用模糊综合评价法进行评价。 本报告针对辅助火电调频、新能源独配储能、共享储能3种典型发电侧储能应用场景， 进行储能技术适用性评价。 设定发电侧储能应用场景 设定待选的储能技术类型 应用场景 -储能技术映射 建立储能选型评价指标体系 选择某一应用场景分场景设定各指标权重模糊综合评价 计算不同技术各指标得分 评价结果分析 图 2-2： 储能技术评价实施流程 14 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 2.3.2 应用场景 - 储能技术映射 储能技术选型首先要保证技术可行性，一些关键技术指标如功率等级、充放电时长、 充放电倍率、响应时间等决定了储能技术的选型。基于这些关键技术指标建立应用场景 和储能技术的映射，用于初步筛选适用不同场景的储能技术。 表 2-4： 不同应用场景下储能技术分组（按关键技术指标筛选） 应用场景 入选的储能技术 未入选的储能技术 技术门槛 场景 1： 辅助火电 调频 飞轮、磷酸铁锂、三元 锂、钛酸锂、钠离子 抽蓄、压缩空气、铅酸、 全钒液流、铁铬液流、 钠硫 放电倍率： 1C 及以上； 功率等级：几 MW~ 几十 MW； 储能时长： 30min~1 小时； 响应时间：秒级； 功率密度：要求有较高值； 寿命： 10 年以上 场景 2： 新能源独 配储能 飞轮、磷酸铁锂、三元 锂、钛酸锂、钠离子、 钠硫 抽蓄、压缩空气、铅酸、 全钒液流、铁铬液流 功率等级：几 MW~ 几十 MW； 储能时长： 15min~4 小时； 响应时间：秒级； 寿命： 10 年以上。 场景 3： 共享储能 抽蓄、压缩空气、磷酸 铁锂、三元锂、钛酸锂、 钠离子、全钒液流、铁 铬液流、钠硫 飞轮、铅酸 放电倍率： 1C 及以下； 功率等级：几十 MW~ 几百 MW； 储能时长： 2 小时及以上。 2.3.3 指标体系及权重设置 根据评价对象和评价目的，建立包含技术、成本、环境和可持续性4类指标的综合 评价指标体系，见附图 1。 指标权重和应用场景紧密相关，本报告采用层次分析法（AHP）分别对3个场景下 的指标权重进行赋权，见附表 1-3。 15 2.3.4 模糊综合评价 模糊综合评价是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、 不易定量的因素定量化，从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种 方法。评价实施流程见下图。 建立因素集 建立判断集 （评语集） 单因素模糊评价 建立权重集 模糊综合评价 影响评价对象的各种因素组成的集合，用U={u 1 ,u 2 ,…,u n } 由评价者对评价对象可能做出的各种总的评价结果组成的 集合，用V={v 1 ,v 2 ,…,v m } 对因素集U中的单个因素u i (1,2,…,n)出发进行评价，确定评 价对象对判断集中各元素的隶属程度，得到评价矩阵R 采用层次分析法确定权重，得到权重集合A=(a 1 , a 2 ,…, a n ), a i 表示因素集U={u 1 ,u 2 ,…,u n }中u i 所占的比重 模糊综合评价模型为B=(b 1 , b 2 ,…, b m )=AΟR=(a 1 , a 2 ,…, a n ) ， “Ο”表示某种合成算子 图 2-3： 模糊综合评价实施流程 因素集即为建立的评价指标体系，判断集（评语集）是由评价者对评价对象可能做 出的各种总的评价结果组成的集合，本报告中，评价模型的评语分为5个等级﹛很好、 较好，一般，较差，很差﹜。因素集取不同值时，得分标准见附表 4。最后，对不同场景 下各类储能技术的因素集进行专家打分，得到该技术的得分情况。 2.3.5 评价结果 场景1（辅助火电调频）注重储能技术性能（技术权重占46.7%），适合场景1的 5 类储能技术整体得分不高，处于“较差”和“一般”之间，磷酸铁锂得益于技术及成本 16 双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究 优势，得分最高，飞轮次之；钛酸锂由于成本最高，得分最低。具体排名如下：磷酸铁 锂 飞轮 钠离子 三元锂 钛酸锂。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 飞轮 磷酸铁锂 三元锂 钛酸锂 钠离子 分数标准 可持续性 环境 成本 技术 图 2-4： 适合场景 1 的 5 种储能技术排名 场景2（新能源独配储能）成本权重占60% 以上，适合场景2的6类储能技术得分 全部处于“较差”水平，各技术得分相差不大，磷酸铁锂得益于技术及成本优势，得分最高； 钛酸锂由于成本最高，得分最低。具体排名如下：磷酸铁锂 钠离子钠硫 三元锂 飞 轮 钛酸锂。 17 可持续性 环境 成本 技术 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 飞轮 磷酸铁锂 三元锂 钛酸锂 钠离子 钠硫 分数标准 图 2-5： 适合场景 2 的 6 种储能技术排名 适合共享储能（场景3）的9类储能技术分为2个层次，压缩空气、抽蓄、全钒液流、 铁铬液流得益于技术及成本优势，得分均超过60，处于“一般”和“较好”之间；其他 技术处于“较差”和“一般”之间。具体排名如下：压缩空气 抽蓄 铁铬液流 全钒 液流 磷酸铁锂 钠离子 钛酸锂 钠硫 三元锂。