國外電池儲能電站發展及其政策扶持

電池儲能電站發展扶持政策研究課題組

1 國外電池儲能電站發展狀況

1.1 美國

2001～2003年，美國電力公司與日本絕緣子公司、ABB公司合作，進行了100 kW（用于削峰）/500 kW（用于改善電能質量）鈉硫電池儲能系統的試驗運行。

2002年,美國采用鈉硫電池儲能系統在俄亥俄州建成了第一個100 kW/500 kVA的示范電站。因此，美國電力公司獲得了幾年內以低價格購買鈉硫電池的優惠權。2006年，西弗吉尼亞州的查爾斯頓建成了美國第一個兆瓦級的鈉硫儲能電站。鈉硫電池額定功率是1 MW,峰值功率是1.2 MW,能提供的最大能量為7.2 MWh,可以為500～600個家庭提供6～7小時的電能。電池在夜間用電低谷期充電，在白天用電高峰期放電。一定程度上保證了查爾斯頓周邊地區的夏季用電供應，同時將電力設備更新的時間推遲了6～7年。

2005年，美國電力公司與日本絕緣子公司、S&C公司和Sandia國家實驗室等單位合作，在美國西弗吉尼亞州北查爾斯頓化工站內進行了1200 kW（用于削峰）鈉硫電池儲能系統的示范運行。該示范工程于2006年6月正式投運。運行經驗表明，該鈉硫電池儲能系統起到了削減夏季高峰負荷、降低變壓器溫升的效果，系統轉換效率達到76%。

2007年，美國電力公司又向日本絕緣子公司訂購了3套總計6 MW的鈉硫電池，分別用于提高可靠性、削峰填谷和新能源接入，預計工程總投資為2700萬美元（單位造價約為人民幣31500元/kW）。根據美國電力公司的發展規劃，2010年將至少部署25 MW的鈉硫電池儲能系統；2020年將增加1000 MW的基于儲能技術（包括鈉硫、液流電池、抽水蓄能等）的儲能系統。

美國采用日本住友電氣工業公司和加拿大VRB Power Systems公司的技術，分別建立了2 MW和6 MW的全釩液流儲能電池示范運行系統。

2010年，A 123公司基于電網調頻的目的在紐約Westover安裝20MW×15 min（一期為8 MW）鋰離子電池儲能系統；為穩定可再生能源的功率輸出，在歐洲和密西根又分別投入運行了1 MW×15 min和1 MW×30 min的鋰離子電池儲能系統。

1.2 日本

在鈉硫電池的研發和產業化、商業化方面日本居于世界領先地位。1983年起日本絕緣子公司和日本東京電力公司合作開發鈉硫電池，2002年進入商品化階段。

2004年東芝自動化系統工廠安裝了當時世界上最大的鈉硫電池儲能系統，容量為9.6 MW/57.6 MWh。2008年日本建成最大規模的風電儲能電站(34 MW)。1992～2007年,全球鈉硫電池儲能應用共計196個項目,安裝容量270 MW。用于均衡負荷目的鈉硫電池儲能裝置的安裝容量接近120 MW。用于均衡負荷+EPS和均衡負荷+不間斷電源模式的鈉硫電池儲能裝置的總安裝容量有100 MW左右。用于新能源領域的鈉硫電池儲能裝置接近40 MW。截止到2009年初,全球已經建成了超過200個項目,總計超過300 MW/2000 MWh。

2010年日本絕緣子公司鈉硫電池產能已達到150 MW，2011產品銷售額達到23.4億元人民幣。

2011年1月，日本東北電力公司宣布在秋田縣能代市的能代火力發電站建設日本最大規模的鈉硫電池組。電池組由40臺2000 kW的電池組成，總輸出功率達80000 kW，蓄電總量可以供約5萬戶家庭使用一天時間。

為打造“橫濱智能城市計劃”，2012年7月，日本住友電工公司與日清電機、住友電設和明電舍在其位于橫濱的工廠建成了一個MW級發電/電池儲能系統，并投入運營。該系統包含有世界上最大的氧化還原液流電池（容量為1 MW×5 h）和日本最大的光伏(CPV)裝置。晚間存儲電力公司提供的電力。

1.3 英國

Innogy公司2000年8月開始建造為680 MW燃氣輪機發電場配套的發電/儲能調峰示范電廠，該電能存儲系統儲能容量為120 MWh，可滿足10000戶家庭一整天的用電需求。

2012年2月，磷酸鹽鋰離子電池和系統開發制造商A 123系統公司向配電網絡運營商NorthernPowergrid公司提供6臺并網電池系統，為超過380萬英國用戶供應電力。用于高峰負荷轉移和管理英國的電網電壓波動。這是英國最大的智能電網項目提供電池儲能解決方案。

1.4 德國

迄2011年底，完成了至少20個電池儲能及其他儲能示范項目。

德國EVONIK工業股份公司宣布將聯合戴姆勒汽車公司等研發機構共同開發適用于風能和太陽能發電的大容量、低成本儲存的鋰離子電池電站，先期計劃在德國西部的薩爾州建造一個功率為1 MW的儲能裝置。

2 國外技術發展扶持政策概述

美國和日本等發達國家對電池儲能均給于極大關注，在技術研發和商業應用上給于足夠扶持。

2.1 美國儲能技術產業化政策

自2007年至今，美國政府將儲能技術定位為支撐新能源發展的戰略性技術，并從政策和資金上給予大力支持，持續頒布了相關法案，具有較大影響力的是美國國會先后通過《2009可再生與綠色能源存儲技術法案》（S.1091）和2010年7月通過《2010可再生與綠色能源存儲技術法案》（S.3617）。后者對前者進行了修正和補充，主要針對大規模儲能、當地儲能、戶用儲能等儲能系統的投資稅收減免、性能標準和項目進展等方面做出具體規定。

美國儲能法案認定合格的大規模儲能設備是能夠并網售電且能夠提高電網可靠性和經濟性的設備，儲能系統的裝機容量至少1 MW，釋能時間至少1 h，儲能能量當量至少為1 MWh。2009年上半年，美國政府撥款20億美元用于支持包括大規模儲能在內的電池技術研發，并預計在2010～2020年期間，將給大規模儲能系統提供15億美元的稅收優惠。

當地儲能設備主要指分布式供能系統的儲能設備，儲能系統設備功率至少5 kW，釋能時間至少4 h，儲能當量至少20 kWh，系統效率不低于80%，首先滿足當地電力峰值需求并可整合存儲可再生能源來供當地消費。儲能法案S.3617規定合格的燃料電池、太陽能發電、太陽能建筑供冷供熱（不包含給泳池供熱）、2009年1月1日之前安裝的太陽能照明、地熱能發電、蓄熱及用于插電式混合動力等能源設備的投資稅收優惠比例為30%，其他能源設備享受投資稅收減免比例為10%，家庭、工廠、商業中心等非并網的就地儲能系統（分布式儲能系統）可享受30%的投資稅收減免，但是每個稅收年度優惠總額不高于100萬美元。

戶用儲能設備是指用戶在所擁有的房產上直接安裝使用的儲能設備（包含蓄熱和插電式混合動力汽車的儲能設備），儲能系統設備功率至少500W，釋能時間至少4h，儲能當量至少2kWh，系統效率不低于80%，首先滿足當地電力峰值需求并可整合存儲可再生能源來供當地消費。用戶可享受該稅收年度用于增效改造能源設備和購買新能源設備開支的30% 的稅收優惠額度，但不得高于1500美元。

2012年2月，美國能源部投入1.2億美元建設先進電池儲能創新中心。美國聯邦能源管理委員會（FERC）在755法案明確提出，到2012年年底以前，美國要將用于電力調頻的儲能系統裝機規模擴大到200 MW。

美國“電網2030計劃”中將用于調峰的儲能、用于暫態限制的儲能列入2010年區域互聯電網目標，將高壓直流儲能列為2020年區域互聯電網發展目標，大容量儲能技術列為優先級最高的目標技術。在地區配電網發展規劃中把開發大規模儲能列為優先級最高的技術，包括儲能電池、超級電容器、功率變換器、控制器、儲能與電能質量相結合的設備開發等。

建立對儲能系統制造企業資格的審核機制，對儲能系統或設備通過認證的供應商按每瓦補貼相應金額，補貼金額要能確保企業能獲得微利。2008年釩電池在美國加州通過審核，獲得新型儲能系統資格（AES），加州政府出臺獎勵政策，對有AES認證的供應商提供2美元/W的補助。美國儲能市場一直穩步增長，在2010年達到6億美元，預計未來每年平均增長26.6%，到2015年將接近20億美元。

2.2 日本儲能產業化政策

日本自20世紀90年代以來投入大量資金支持大容量儲能技術的前期研發、示范項目建設以及后期商業化運作，極大促進了鈉硫電池等儲能技術的發展。其中，在2003～2010年日本絕緣子公司研發鈉硫電池的過程中得到了新能源產業技術開發機構至少236.2億日元的資金支持。例如項目Demonstrative Project of Regional Power Grids with Various New Energies，執行期為5年(2003～2007)，其中在2004～2007財年預算分別為63.6億日元、56.5億日元、27.1億日元、11.5億日元。