德国储能发展现状及对中国的借鉴意义

德国可持续供热方案研究——最佳实践及中国的适用性分析中德能源与能效合作伙伴德国储能发展现状及对中国的借鉴意义出版说明《德国储能发展现状及对中国的借鉴意义》研究报告在中德能源与能效合作伙伴项目框架下发布。中德能源与能效合作伙伴项目立足于政府层面，致力于促进中德两国政府在推动能源转型领域的政策对话，同时也促进两国企业的交流。中德能源与能效合作伙伴在两国主管部委领导下开展活动，中方负责整体协调的部门是国家发改委和国家能源局，德方是德国联邦经济与能源部。受德国联邦经济和能源部委托，德国国际合作机构（GIZ）负责该项目德方的具体实施。出版方：中德能源与能效合作伙伴北京市朝阳区亮马河南路14号塔园外交办公楼2-5邮编：100600c/o德国国际合作机构Torsten Fritsche Köthener Str. 2 柏林10963，德国研究负责人：尹玉霞、Maximilian Ryssel德国国际合作机构研究协调方 ：Wolfgang Eichhammer弗劳恩霍夫系统与创新研究所（Fraunhofer ISI）作者：Wolfgang Eichhammer、郑琳、 Marian Klobasa弗劳恩霍夫系统与创新研究所（Fraunhofer ISI）致谢：特别感谢电力规划设计总院程晨璐和王雅婷对本研究的支持！引用格式：Fraunhofer ISI.（2020）:《德国储能发展现状及对中国的借鉴意义》卡尔斯鲁厄图片来源：德国联邦经济和能源部（封面）本报告全文受版权保护。截至本研究报告发布前，德国国际合作机构和相关作者对出版物中所涉及的数据和信息进行了仔细研究与核对，但不对其中所涉及内容及评论的正确性和完整性做任何形式的保证。本出版物中涉及到的外部网站发行方将对其网站相关内容负责，德国国际合作机构不对其内容承担任何责任。排版：翁芳萍德国国际合作机构© 北京，2020年8月目录前言 4缩略语表 51 执行摘要 72 简介：德国储能发展 92.1 电力部门的灵活性需求不断增长 102.2 提升电力市场灵活性的方案 122.3 研究方法 143 德国和全球储能系统/技术的现状 153.1 储能系统的典型应用领域和技术特点 153.2 储能系统的现状与发展趋势 174 储能系统应用案例 264.1 储能案例的选择 264.2 15个案例的应用、技术和经济特征 274.3 德国储电利用的商业模式和市场模式 305 储能在德国能源转型中发挥的作用以及德国的储能支持政策 366 德国的储电规范 397 从中国的电力市场框架和政策背景看德国电力储能 418 图录 429 表录 4310 参考资料 44附件：德国储能系统的15个案例 464德国储能发展现状及对中国的借鉴意义尊敬的读者朋友们，2020年新冠疫情在全球的爆发和流行让我们看到人类社会在环境灾难面前的脆弱性。在医护、科研人员全力应对，紧急开发疫苗的同时，为了支持经济发展和保障人民生活，各国政府也都相继出台了经济复苏和刺激计划。经济复苏计划的核心内容大多都涉及抓住机遇，实现“绿色复苏”和应对即将到来的全球变暖危机。例如，德国已通过了规模达1300亿欧元的一揽子经济复苏计划，其中500亿欧元的预算将用于德国的现代化建设，包括对可再生能源、公共交通、氢能和电动汽车的投资。同样，欧盟理事会批准了7500亿欧元的一揽子复苏计划，该计划将与《巴黎协定》和欧盟的气候目标保持一致。中国为确保“十四五”的高质量发展也制定了重要的目标和措施。能源转型对于减少碳排放至关重要。2020年上半年，德国可再生能源占该国净发电量的比例已超过55%。因此，为解决和平衡可再生能源占比不断提高情况下带来的电力波动性、间歇性这一问题，我们亟需创新的解决方案和商业模式。近年来，德国储能市场十分活跃，尤其是在支持电力市场辅助服务和家庭应用方面更是如此。该研究报告聚焦于储能这一重要主题。报告描述了储能在德国所发挥的作用以及支持其发展的政策框架，并提供了不同储能应用的具体案例。报告在德国联邦经济和能源部（BMWi）和国家能源局（NEA）的指导下，由中德能源与能效合作伙伴项目发布。我衷心感谢所有参与报告研究的专家和合作伙伴（弗劳恩霍夫系统与创新研究所、电力规划设计总院以及中关村储能产业技术联盟）为该研究项目做出的贡献。希望本报告能引起我国储能行业的政治决策者、专家、企业等同行们的兴趣和关注，并对我国储能行业的未来发展有所借鉴和启示。Markus Delfs德国国际合作机构（GIZ）可持续转型--投资与基础设施、能源、交通、废弃物管理项目组主任前言5德国储能发展现状及对中国的借鉴意义缩略语表缩略词BESS电池储能系统储能集中式太阳能吉瓦光伏热电联产调频备用可再生能源法液态空气储能超导储能电转合成气煤当量（1tce=29.39千兆焦耳）压缩空气储能电动汽车德国标准化协会热电联产法案可再生能源资源商用与工业温室气体电转X（电力转换为X=热能，交通工具，氢，合成燃料和化学品等）德国能源经济法案抽水蓄能电力网费条例电制氢EVDINLAESSMESCAESFCREEGPHSStromNEVCHPGHGPtXEnWGPtCH4TceC&IGWPVESPtH2CSPKWKGRES释义6德国储能发展现状及对中国的借鉴意义缩略词UPS不间断电源虚拟电厂间歇性可再生能源车辆（电动汽车）到电网VREVPPV2G释义7德国储能发展现状及对中国的借鉴意义1 执行摘要过去几年，在可再生能源和储能技术成本降低的双重推动下，储能行业发展相当迅速，尤其是得益于迅猛发展的电动汽车电池技术。储能是促进能源系统实现气候中性转型的重要驱动因素，同时储能还可以与其他能够提升高比例可再生能源电力系统灵活性的技术相结合，例如电网扩容、需求响应和能源效率技术。抽水蓄能系统和热储能系统与集中式太阳能电站相结合，已显示出通过大容量储能提供灵活性的能力。通过提供网络服务和优化输配电网，电池储能系统以及尚未得到广泛应用的储能技术如压缩空气储能越来越多地显本报告详细地探讨了三个商业案例：大规模储能对电网频率调整的贡献、利用储能系统优化光伏电力自发自用、储能参与电力现货市场。储能在能源系统转型方面发挥着重要作用。然而，大规示出在提升灵活性方面所作出的贡献。电池储能不仅在大规模应用中意义重大，在电表后端需求侧这一小规模应用领域的作用同样不容忽视，其市场也在不断扩大。储能系统在德国越来越普及，一方面是由于德国电价较高；另一方面，光伏与储电相结合降低了自发自用的发电成本，因此独立用户对储能相关的解决方案很感兴趣。但是，这一发展趋势必须是有利于电网优化的，否则就必然要求电网的大规模扩容。在本报告第四章中，我们将选择15个储能系统的应用案例（其中大部分是德国案例）