我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的問題與對(duì)策

韋福雷

（中國(guó)（深圳）綜合開發(fā)研究院）

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。新能源電力間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性的特征十分明顯，因此儲(chǔ)能成為新型電力系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。在此背景下，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，成為新能源產(chǎn)業(yè)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。但是，電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然面臨諸多挑戰(zhàn)，亟待采取措施解決或改善，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

一、我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

電化學(xué)儲(chǔ)能是利用化學(xué)電池將電能儲(chǔ)存起來并在需要時(shí)釋放的儲(chǔ)能技術(shù)。從技術(shù)路線看，可分為鋰離子電池、鉛蓄電池、液流電池和鈉硫電池等。目前，鋰離子電池是電化學(xué)儲(chǔ)能的主流技術(shù)路線。

電化學(xué)儲(chǔ)能因不受地理?xiàng)l件限制、建設(shè)周期短、響應(yīng)速度快、技術(shù)相對(duì)成熟、能量密度大、轉(zhuǎn)換效率高等特征，在各種場(chǎng)景得到廣泛應(yīng)用，裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)。中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)和中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布的《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2023》顯示，2022年我國(guó)新型儲(chǔ)能新增規(guī)模達(dá)7.3GW/15.9GWh，功率規(guī)模同比增長(zhǎng)200%，能量規(guī)模同比增長(zhǎng)280%，鋰離子電池占新型儲(chǔ)能比重達(dá)97%。2022年，中國(guó)企業(yè)在全球市場(chǎng)中的儲(chǔ)能電池（不含基站/數(shù)據(jù)中心備電類電池）出貨量達(dá)134.6GWh，是2021年同期的4倍多，出口比重超過55%。預(yù)計(jì)未來5年，我國(guó)新型儲(chǔ)能的年均復(fù)合增速仍將超過50%。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了涵蓋上游電池材料（正負(fù)極材料、電解液、隔膜）、中游儲(chǔ)能系統(tǒng)及集成(儲(chǔ)能電池電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成)和下游電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用(發(fā)電測(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè))的完整產(chǎn)業(yè)體系。

二、我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題

我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)具備良好的發(fā)展基礎(chǔ)，已經(jīng)開始進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨一些問題。

（一）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制滯后

發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極創(chuàng)制儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)，搶占行業(yè)發(fā)展的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。國(guó)際電工委員會(huì)、國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)、美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所、德國(guó)技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(huì)、韓國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)署等國(guó)外機(jī)構(gòu)編制了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)及安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)已經(jīng)在電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，開展了大量的科研和實(shí)踐，具備創(chuàng)制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的基本條件。但是，我國(guó)在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制尚處于起步階段，尤其是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)制嚴(yán)重滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，與我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的國(guó)際地位不匹配。

（二）芯片及核心零部件依賴進(jìn)口

我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了從正負(fù)極材料、隔膜、電解液、雙極板等關(guān)鍵材料生產(chǎn)，到電池模組和電堆生產(chǎn)、電池制造及后端應(yīng)用市場(chǎng)開發(fā)的完整鏈條。但是，產(chǎn)業(yè)上下游的供需不平衡，仍然存在一些“卡脖子”環(huán)節(jié)，控制芯片、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、高端隔膜、涂布機(jī)模頭、激光器激光頭等核心零部件仍依賴進(jìn)口。

（三）電池設(shè)計(jì)仿真軟件亟待突破

設(shè)計(jì)仿真軟件一直是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的“阿喀琉斯之踵”，電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也是如此。目前，我國(guó)大多數(shù)電池企業(yè)使用的是西門子、COMSO、Gamma Technologies、Ansys等國(guó)外企業(yè)的設(shè)計(jì)仿真軟件。雖然，國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出了十灃科技、屹艮科技、易來科得、鴻陽(yáng)智能、海仿科技等一批電池設(shè)計(jì)仿真軟件企業(yè)，但是產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率不高，距離實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代還有很大差距。電池設(shè)計(jì)仿真軟件對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的束縛遠(yuǎn)超核心零部件的“卡脖子”程度。

（四）原材料存在瓶頸限制

國(guó)際能源署報(bào)告顯示，我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量占全球四分之三。但是，我國(guó)鋰資源儲(chǔ)量?jī)H占全球的6.15%，鋰資源對(duì)外依存度近80%。上游原材料是我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。

全球鋰資源的儲(chǔ)量非常豐富。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心發(fā)布的《全球鋰、鈷、鎳、錫、鉀鹽礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)估報(bào)告（2021）》，截至2020年，全球鋰礦（碳酸鋰）儲(chǔ)量1.28億噸，資源量3.49億噸。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2021年的數(shù)據(jù)顯示，全球鋰資源儲(chǔ)量約2200萬金屬噸，折合碳酸鋰當(dāng)量接近1.2億噸，靜態(tài)可采年限達(dá)到220年。但鋰資源的分布不均，主要分布在南美“鋰三角”（阿根廷、玻利維亞和智利三國(guó)毗鄰區(qū)域，占全球儲(chǔ)量的58% ）、澳大利亞、中國(guó)、美國(guó)、剛果（金）和加拿大等國(guó)家和地區(qū)。目前，各國(guó)高度關(guān)注鋰資源供應(yīng)安全，紛紛將其列入關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄，鋰資源大國(guó)開始推進(jìn)鋰礦國(guó)有化，并限制出口。南美“鋰三角”正在加速打造“鋰業(yè)歐佩克”，提高鋰資源的控制權(quán)和定價(jià)權(quán)，這將對(duì)我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成直接沖擊。

（五）大量企業(yè)涌入導(dǎo)致“劣幣驅(qū)逐良幣”

隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)需求爆發(fā)，電化學(xué)儲(chǔ)能成為資本競(jìng)逐的新賽道。由于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，行業(yè)門檻較低，新注冊(cè)企業(yè)數(shù)量暴增。根據(jù)企查查的數(shù)據(jù)，截至2023年5月10日全國(guó)儲(chǔ)能相關(guān)企業(yè)達(dá)到89074家。其中，2022年新注冊(cè)儲(chǔ)能企業(yè)達(dá)到3.87萬家，2023年上半年新注冊(cè)儲(chǔ)能企業(yè)已經(jīng)將近2萬家。

儲(chǔ)能企業(yè)以中小企業(yè)為主，50人以內(nèi)的占比40%，100～1000人、1000～10000人規(guī)模的企業(yè)占比均為1%，萬人以上規(guī)模企業(yè)僅14家。并且，新成立的儲(chǔ)能企業(yè)58%無人參保。儲(chǔ)能企業(yè)的良莠不齊導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)面臨價(jià)格戰(zhàn)、無序競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，在一定程度上影響了產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

三、提升我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的建議

（一）加快標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制提升行業(yè)話語(yǔ)權(quán)

做好國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制的頂層設(shè)計(jì)，我國(guó)應(yīng)結(jié)合全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，加快制定自上而下的頂層設(shè)計(jì)和路徑規(guī)劃，集中力量高質(zhì)量開展重點(diǎn)領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編制工作。充分發(fā)揮電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，積極組織企業(yè)主導(dǎo)開展新技術(shù)、新應(yīng)用、跨界融合等領(lǐng)域（如光伏+儲(chǔ)能等新應(yīng)用模式）的前沿標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制，占領(lǐng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。強(qiáng)化基礎(chǔ)研發(fā)平臺(tái)建設(shè)，整合電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)研發(fā)中心、檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資源，持續(xù)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)建設(shè),為標(biāo)準(zhǔn)研制提供試驗(yàn)驗(yàn)證支撐。加強(qiáng)專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)，從行業(yè)內(nèi)遴選和培養(yǎng)具備國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編制能力的專家，委派專家積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的編制，并強(qiáng)化人才培養(yǎng)，打造電化學(xué)儲(chǔ)能國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)專家梯隊(duì)。

（二）“補(bǔ)鏈”“強(qiáng)鏈”加快國(guó)產(chǎn)替代

通過政府推動(dòng)、市場(chǎng)引導(dǎo)、企業(yè)主體的運(yùn)作模式，加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，強(qiáng)化各個(gè)環(huán)節(jié)的資源優(yōu)化，提高電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的整體效率。整合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、科研院所、高校、企業(yè)研發(fā)中心的創(chuàng)新資源，集中攻關(guān)，突破材料、關(guān)鍵零部件或技術(shù)領(lǐng)域的“卡脖子”環(huán)節(jié)，加快推進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)“補(bǔ)鏈”“強(qiáng)鏈”。開展一批儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目，鼓勵(lì)企業(yè)采用國(guó)產(chǎn)元器件，逐步推進(jìn)核心零部件的國(guó)產(chǎn)替代。

（三）積極推動(dòng)電池設(shè)計(jì)仿真軟件突圍

目前，電池設(shè)計(jì)對(duì)能量密度、功率密度、壽命及安全性的要求越來越高。設(shè)計(jì)仿真軟件的開發(fā)除了理論模型和數(shù)值算法支持，還需要工程實(shí)踐的積累和大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試和運(yùn)行數(shù)據(jù)的支撐。國(guó)外電池設(shè)計(jì)仿真軟件公司受電化學(xué)技術(shù)及數(shù)據(jù)的局限，對(duì)新一代電池設(shè)計(jì)所能提供的指導(dǎo)也十分有限。這也為我國(guó)電池設(shè)計(jì)仿真軟件的發(fā)展提供了窗口期。

作為電化學(xué)儲(chǔ)能大國(guó)，我國(guó)擁有全球最大的電池設(shè)計(jì)仿真軟件的應(yīng)用場(chǎng)景、市場(chǎng)，以及海量的數(shù)據(jù)積累。各儲(chǔ)能企業(yè)已經(jīng)積累了大量的電池實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。2023年新成立的國(guó)家電化學(xué)儲(chǔ)能平臺(tái)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段，實(shí)現(xiàn)首批電化學(xué)儲(chǔ)能電站試點(diǎn)接入，通過監(jiān)測(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站安全數(shù)據(jù)可記錄、可分析。

我國(guó)應(yīng)該充分利用掌握電化學(xué)儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈龐大制造規(guī)模和海量數(shù)據(jù)資源的優(yōu)勢(shì)，出臺(tái)鼓勵(lì)設(shè)計(jì)仿真軟件發(fā)展的政策，通過適當(dāng)?shù)姆绞较蛳嚓P(guān)企業(yè)開放國(guó)家電化學(xué)儲(chǔ)能平臺(tái)數(shù)據(jù)，加大研發(fā)資金投入配套、鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，更好地促進(jìn)設(shè)計(jì)仿真與制造工藝協(xié)同。加快電池設(shè)計(jì)仿真軟件突圍，推動(dòng)我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)從依靠制造優(yōu)勢(shì)向依靠技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)型。

（四）利用兩個(gè)市場(chǎng)兩種資源確保鋰資源安全

充分利用國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源，為我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資源支撐。

大力開展國(guó)內(nèi)鋰礦的勘探，增加國(guó)內(nèi)鋰資源儲(chǔ)量，強(qiáng)化基本盤。我國(guó)鋰礦種類多樣，鹽湖鹵水鋰礦、鋰輝石礦和鋰云母礦等均有很好的找礦前景。通過強(qiáng)化勘查程度，加快將潛在資源量轉(zhuǎn)化成可開發(fā)的儲(chǔ)量。強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)，鞏固和保持提鋰技術(shù)的國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，提高鋰資源的提取利用率。加快構(gòu)建鋰資源循環(huán)利用體系，據(jù)天風(fēng)證券測(cè)算，2021—2030年我國(guó)退役動(dòng)力鋰電池規(guī)模將從33.95GWh提升至380.3GWh，增幅超過10倍，廢舊鋰電池的回收利用將成為保障鋰資源安全的重要方式。

積極推動(dòng)“走出去”，構(gòu)建多元、穩(wěn)定、安全的資源供應(yīng)體系。支持企業(yè)通過跨境投資加強(qiáng)海外鋰資源布局，逐步建立海外鋰礦資源供應(yīng)體系。同時(shí)，支持電化學(xué)儲(chǔ)能企業(yè)“走出去”，直接利用海外鋰資源開展加工制造滿足以國(guó)際市場(chǎng)的儲(chǔ)能需求，通過構(gòu)建國(guó)際化的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系，緩解國(guó)內(nèi)鋰資源緊張態(tài)勢(shì)。

（五）強(qiáng)化服務(wù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展

加快出臺(tái)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全的指引標(biāo)準(zhǔn)體系，明確行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，確保企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的安全、可靠，避免“劣幣驅(qū)逐良幣”，推動(dòng)電化學(xué)產(chǎn)業(yè)規(guī)范化與良性化發(fā)展。

加快建立健全推動(dòng)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的規(guī)則政策體系，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和行業(yè)交流，聚合政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的力量開展技術(shù)路線、人才團(tuán)隊(duì)、產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究，面向產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)尤其是中小企業(yè)開展產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)需求等方面的信息服務(wù)，促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。