中國儲能網訊：當前，“雙碳”目標正在引領能源綠色革命，海上風電是清潔能源重要發(fā)展方向。由于海上風電出力具有間歇性和隨機性的特點，大規(guī)模海上風電并網后，在一定條件下將給電力系統帶來調峰、調頻乃至穩(wěn)定問題。為解決這些問題，需要合理配置靈活性調節(jié)資源，除水電、燃氣發(fā)電、靈活性改造后的煤電外，儲能設施的作用不可替代。
一、我國海上風電發(fā)展情況
截至2025年4月底，我國海上風電累計裝機容量達?4351萬千瓦，新增裝機與累計裝機容量已連續(xù)4年位居全球第一，占全球海上風電累計裝機總量的50%以上。從單位投資成本看，受益于風電核心技術發(fā)展，尤其是風機大型化技術不斷推廣應用及產業(yè)成熟度不斷提升，海上風電投資成本降至9000～12500元/千瓦，但仍是陸上風電的兩倍多；從運維成本看，海上風電運維成本占度電成本的25%～30%，是同等裝機容量陸上風電運維成本的1.5～2倍。
目前我國近海風電資源開發(fā)利用已趨近飽和，預計“十五五”深遠海風電項目比例將明顯提升。我國深遠海風電起步晚，整體處于項目示范階段，平準化度電成本（LCOE）大幅高于近淺海風電，介于110～170美元/兆瓦時（約合人民幣0.80～1.23元/千瓦時）之間。與國際先進水平相比，我國在適用于深遠海的漂浮式風電技術和產業(yè)方面存在差距，包括高端、高附加值產品依賴進口，產業(yè)鏈不完整，缺乏運維經驗，智能化管理水平低等。加之海上風電國家補貼取消，未來深遠海風電的發(fā)展條件遠不如當初陸上風電和光伏。
（數據來源：彭博新能源財經、伍德麥肯茲等）
圖 我國海上風電與其他電源LCOE對比
二、我國儲能行業(yè)發(fā)展情況
近年來，我國儲能裝機規(guī)模快速增長。截至2024年底，我國抽水蓄能累計投產規(guī)模超5800萬千瓦，連續(xù)9年居世界首位；新型儲能裝機達7376萬千瓦，占全球總裝機40%以上，年均增速超130%。
（一）儲能方式對比
不同類型的儲能存在各自的優(yōu)劣勢，同時也處于不同的技術發(fā)展階段。
由于成本較低、壽命長且技術發(fā)展較為成熟，物理機械儲能，尤其是抽水蓄能應用廣泛，但存在地理環(huán)境制約、建設周期長等不足。電化學儲能具有響應快、配置靈活、建設周期短等優(yōu)勢，行業(yè)發(fā)展較快，尤其在新能源配套領域應用較多。
表1 不同儲能方式對比
（二）電化學儲能成本
平準化儲能成本（LCOS）量化了特定儲能技術和應用場景下單位放電量的折現成本，考慮了影響放電壽命成本的所有技術和經濟參數，可以與LCOE類比，是進行儲能技術成本比較的基本工具，表2梳理了主要電化學儲能在相關核心假設下LCOS測算數據。目前電化學儲能的LCOS為0.4～0.6元/千瓦時，仍不具備經濟性。
表2 各類型電化學儲能LCOS
（數據來源：伍德麥肯茲、北京普能等）
儲能技術按照應用場景可分為表前儲能和表后儲能。表前儲能是指與電網直接相連、有獨立功率和電量計量表的儲能，可進一步細分為電源側儲能與電網側儲能。目前電化學儲能成本雖然較高，但如果表前儲能的投資價值通過電力市場得以實現，釋放價格信號吸引投資主體，則表前儲能仍具備一定發(fā)展?jié)摿Α?/span>
三、海上風電配置儲能作用及國內外政策
（一）海上風電配置儲能作用
1.調峰服務
調峰服務的主要作用是應對發(fā)電、負荷變化，增加新能源消納。新能源配置儲能的收益主要來自減少棄電帶來的收益及減少深度調峰分攤費用，分布式儲能聚合商可通過階梯報價策略參與競價，從而減少電網調峰調度成本及達到削峰填谷效果，也可通過保持負荷側資源參與電網調峰的持續(xù)性市場機制，提高電力資源配置效率。通過發(fā)展海上風電配套儲能，還可平抑風電出力波動、提高電能質量，從而減少棄風，有效促進海上風電消納。
2.調頻服務
調頻服務的主要作用是應對海上風電場的出力波動帶來的電網頻率波動。美國西北太平洋國家實驗室（PNNL）研報顯示，儲能系統的平均調頻效果是水電機組的1.4倍，是燃煤機組的20倍以上。儲能系統的大規(guī)模應用可改變電力系統的原有特征，并通過下垂控制和虛擬慣量控制對頻率起到支撐作用，還可跟蹤系統凈負荷來改善系統頻率控制性能，有效緩解風電接入電網產生的頻率波動。
3.電網穩(wěn)定控制
熱穩(wěn)定方面，如果海上風電大發(fā)導致近區(qū)線路或變壓器過載時，可利用儲能設備吸收過量電能，在輸變電設備具備可用容量時再釋放電能。電壓穩(wěn)定方面，儲能裝置可通過支撐母線電壓改善交直流微電網中穩(wěn)定性，還可提供無功功率支持，參與輸配電線路的電壓調節(jié)，增強新能源系統的低電壓穿越能力，還可充當備用電源及黑啟動電源，為電力系統提供緊急的有功、無功支撐，保障電網的安全穩(wěn)定運行。
4.替代透平燃氣機組
長期以來，我國海上油氣田作業(yè)平臺使用透平燃氣機組，不僅供電成本高，而且絕大部分設備尤其是關鍵零部件依賴進口?！昂Ｉ巷L電+儲能”組合替代透平燃氣機組，可解決關鍵設備“卡脖子”風險，大幅提升能源供應鏈韌性；以海上風電替代化石能源發(fā)電，可帶來顯著的節(jié)能減排效果和經濟效益；以“海上風電+儲能”為基礎，可推動構建“綠電—綠氫—綠氨/綠色甲醇”的海上綠色產業(yè)鏈。
（二）海上風電配置儲能政策
國外大多未對海上風電在內的新能源配置儲能做強制要求，而是在政策支持基礎上由企業(yè)自主選擇。國外儲能發(fā)展環(huán)境有以下主要特點：一是充分的國家激勵政策，即通過制定遠期新能源發(fā)展目標并直接對新能源配建儲能給予充足的財政補貼或稅收抵免政策。二是較為成熟的電力市場。以美國為例，大部分儲能都布置在電力市場完善區(qū)域，其中加州市場占比接近40%。三是公開透明的電網調度。美國和歐洲都會實時公布電力出清結果和安全校核結果，通過節(jié)點電價等方式體現網絡阻塞，也為儲能建設提供了清晰的市場信號。分析可知，國外雖未強制新能源配儲，但通過創(chuàng)造合適發(fā)展環(huán)境，儲能實現自身有序發(fā)展的同時，也滿足了新能源發(fā)展需求。
我國自2019年以來先后有新疆、內蒙古、安徽、湖南、河南、山西等?。▍^(qū)）發(fā)布相關政策，要求新增風電、光伏項目配置儲能，相關成本由新能源企業(yè)承擔。政策推動下，國內已經有14個確定配置儲能的海上風電項目，容量達3738兆瓦。
表3 國內部分海上風電配儲項目進展
四、海上風電配置儲能應用現狀與必要性分析
（一）配置儲能應用現狀
由于海上風電配置儲能應用數據較少，本文分析陸上風電、光伏配置儲能應用情況作為參照。儲能應用中存在以下主要問題：一是新能源配置儲能利用率低。2022年11月，中國電力企業(yè)聯合會發(fā)布的《新能源配儲能運行情況調研報告》顯示，電化學儲能項目平均等效利用系數為12.2%，其中新能源配儲能利用率最低，等效利用系數僅為6.1%，火電廠配儲能為15.3%，電網側儲能為14.8%，用戶側儲能為28.3%。二是存在質量安全性問題。由于新型儲能成本高于火電靈活性改造、抽水蓄能等技術，且配置儲能的投資成本由新能源企業(yè)承擔，企業(yè)受制于經營壓力，選擇的產品質量參差不齊，造成部分儲能電站安全隱患頻發(fā)。據統計，2022年1—8月，全國電化學儲能項目非計劃停機達到329次。三是配置儲能的依據不明確。相關地區(qū)將配儲作為新能源建設的前置條件時，未充分考慮不同地區(qū)新能源比例、負荷水平、靈活性調節(jié)資源量等條件差異性，同質化的配置儲能要求缺乏科學性。另外，電力研究機構發(fā)現，在新能源高滲透率的情況下，增加日調節(jié)儲能對新能源消納的提升效用將逐漸減弱，新能源利用率將隨儲能規(guī)模增加而趨于飽和。解決新能源消納問題，不能過于依賴配建儲能，需遵循系統觀念，發(fā)揮多種調節(jié)資源和調節(jié)手段作用。
（二）配置儲能必要性分析
開展配置儲能必要性分析的總體原則是全面分析當地電力系統特性，調峰、調頻等能力不足時優(yōu)先挖掘已有或可改造的調節(jié)資源和調節(jié)手段，確實需要新配儲能時應研究設置合理比例。具體分析內容包括以下四個方面：
一是各地負荷水平和新能源裝機比例。例如，西北地區(qū)的青海2024年全社會用電量1053.51億千瓦時，而新能源裝機達到4325萬千瓦，占比69.5%，居全國首位，在全國率先實現新能源裝機和發(fā)電量占比“雙主體”，此類地區(qū)平抑功率波動和消納電力需求較大。相較而言，東南地區(qū)的廣東、江蘇、浙江等地區(qū)平抑功率波動和消納電力需求較小。
二是現有靈活性調節(jié)資源的潛力。靈活性調節(jié)資源種類多樣，除了儲能，還包括水電、氣電、靈活性煤電以及可調節(jié)負荷、虛擬電廠等。沿海省份煤電裝機占比較高，可為海上風電提供較為充足的調節(jié)能力。同時，虛擬電廠在沿海省份也有較好的應用前景。
三是可用的跨省跨區(qū)輸電能力。當部分省區(qū)存在新能源消納問題時，如周邊地區(qū)具備消納盈余電力的潛力，可考慮利用現有或新增聯網通道減少本地受電規(guī)?；蛟黾油馑碗娨?guī)模，加強電力互濟，實現資源在更大范圍的優(yōu)化配置。
四是分時電價等措施實施力度。近年來遼寧、山東、浙江、蒙西等地陸續(xù)實施低谷電價措施，引導具有調節(jié)能力的工商業(yè)用戶改變用電行為進而削峰填谷，促進新能源消納，取得了較好效果。
根據上述分析，我國部分沿海省份用電負荷較大、新能源比重不高、技術和價格調節(jié)手段較多，應科學研究制定海上風電配套儲能要求。
五、海上風電配置儲能方式及效用對比分析
（一）在電源側配置儲能
在電源側配置儲能（簡稱“電源側儲能”）的功能主要是協助新能源發(fā)電滿足并網要求，同時提高消納率。規(guī)劃和建設管理方面，電源側儲能相對簡單，可以按單個項目管理。配置充裕度方面，電源側儲能按單個項目調節(jié)能力考慮，總體上必然具備足夠充裕度。經濟性方面，電源側儲能容量相對小，投資成本高，充放電效率低。整體利用率方面，電源側儲能利用率偏低，主要原因在于儲能電站建設、運營能力不足，儲能調度技術相對不完善，部分地方配置要求過于超前等。調節(jié)作用方面，電源側儲能是與每個海上風電項目打捆配置，位置都在項目附近，僅服務于單一場站，沒有經過全局優(yōu)化，儲能容量無法充分利用。參與市場方面，電源側儲能不具備獨立法人資格，無法獨立參與電力市場。
（二）在電網側配置儲能
相比電源側儲能，在電網側配置儲能（簡稱“電網側儲能”）在投資經濟性、管理水平、全局優(yōu)化調節(jié)作用等多個方面更具優(yōu)勢。經濟性方面，電網側儲能可通過規(guī)?；ㄔO降低儲能單位成本，并通過共享方式滿足配儲要求減少初始投資，還可作為獨立法人通過輔助服務和峰谷套利多種方式獲利，最大化利用公共資源。管理水平方面，電網側儲能專業(yè)化運營促使新能源發(fā)電企業(yè)專注主業(yè)，可促進相關企業(yè)成長和管理水平提高。調節(jié)作用方面，電網側儲能可實現更優(yōu)調節(jié)效果和更多調節(jié)目標。具體而言，電網側儲能通常布局在電網的關鍵節(jié)點，單站規(guī)模較大，接入電壓等級較高，且具備獨立運行條件，因此更適宜參與電網的統一調度。2023年9月，山東省發(fā)展改革委、國家能源局山東監(jiān)管辦公室、山東省能源局聯合發(fā)布了《關于開展我省配建儲能轉為獨立儲能試點工作的通知》，表明電網側儲能的效用優(yōu)勢開始受到認可。
六、結論與建議
（一）當前關鍵問題
在海上風電已取消國家補貼、儲能經濟性較低的情況下，海上風電強制配置儲能模式既不利于體現儲能的系統價值，也限定了促進海上風電消納的具體方式，無論對于海上風電還是儲能都難以帶來真正的高質量發(fā)展。目前二者的協調發(fā)展在政策、市場、技術、標準等五個方面存在一定問題。一是多地“一刀切”將配建儲能作為新能源建設的前置條件，并未深入研究配建的必要性和合理比例。二是偏重配置電源側儲能，忽視電網側儲能的綜合優(yōu)勢。三是配建儲能經濟性不足，影響企業(yè)和行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。四是市場激勵機制亟待完善，儲能對電力系統的貢獻應有更合理的收益機制。五是儲能系統標準體系不健全，產品質量安全有待提升。
（二）機制優(yōu)化建議
一是因地制宜設置海上風電等新能源配置儲能標準。建議結合當地新能源資源特性、網架結構、負荷特性、系統穩(wěn)定水平、調節(jié)性手段等因素，開展消納能力研究，具體分析各地系統調頻、調峰需求，綜合煤電靈活性改造、抽水蓄能建設、電網調節(jié)能力提升及運行要求等實際情況，調研投運儲能實際運營數據，評估后確定配置儲能的必要性及配置比例。
二是重點布局電網側儲能，提升經濟效益和優(yōu)化調控效果。鑒于電網側儲能相對于電源側儲能的優(yōu)勢，建議統籌規(guī)劃電網側儲能發(fā)展，重點引導在大規(guī)模新能源匯集、負荷密集接入、大容量直流饋入、調峰調頻困難及電壓支撐能力不足等關鍵電網節(jié)點合理布局建設；在輸變電走廊資源和變電站站址資源緊張地區(qū)（如負荷中心區(qū)等）支持電網側儲能建設；完善電網側儲能價格疏導機制，逐步推動儲能電站參與電力市場。
三是利用市場機制激勵儲能實現可持續(xù)發(fā)展。建議出臺或完善儲能參與電力市場機制，現貨市場開展前儲能可參與中長期電能量市場和調峰市場；現貨市場開展后，儲能可參與中長期電力市場、現貨電力市場、調頻市場以及容量補償等。推動儲能在多重市場交易中充分發(fā)揮其靈活調節(jié)特性，豐富儲能收益模式，實現可持續(xù)發(fā)展。
四是加速儲能技術多元化發(fā)展，推動儲能產業(yè)降本增效。目前電化學儲能中的鋰離子電池從安全性、能量密度、成本、發(fā)展路徑等方面性價比較高。未來隨著技術革新，鈉離子、液流電池等在儲能市場存在廣闊應用空間。應綜合利用多種儲能技術優(yōu)勢，加快推動混合儲能技術研發(fā)及示范應用，研究多類型儲能的優(yōu)化配置、能量管理、協同控制等技術，推動儲能產業(yè)降本增效。
五是完善儲能技術標準，強化質量監(jiān)管。目前，儲能技術標準體系已初步建立，但儲能并網及安全方面的技術標準亟需更新完善。在尚存缺失的分支領域應盡快建立健全標準，在較為完善的分支領域應及時修訂更新標準。通過建設覆蓋規(guī)劃設計、建設施工、并網運營等全鏈條產業(yè)標準體系，確保儲能安全可靠運行。
