為應對全球氣溫變化的趨勢，也為減少環境污染，發展新能源成為必然趨勢。
按照國家發改委的規劃，到2050年風電發電量達到2萬億千瓦時，而2018年風力發電量3600億千瓦，這意味著要達標需要增長350%。2050年太陽能發電將達到2.1萬億千瓦時，去年為1800億千瓦時，意味著未來30年要增長10倍以上。
可再生能源大發展的趨勢已經出現，尤其是在當下，太陽能發電和風能發電和傳統能源相比，已具有成本優勢，價格便宜又環保，現在能不能大規模上馬可再生能源？
我們注意到的一個現象是，發電成本雖然低了，但新能源電力的消納正處在瓶頸期。前幾年棄風率一直在15%左右，2018年棄風率下降到7%。光能棄電率前幾年10%左右，2018年下降到3%。不過這兩個數據有迷惑性，3%、7%數字只是各省平均值。風電大省新疆、甘肅、內蒙棄風率仍然非常高，光電大省西藏、新疆棄光率也非常高。這不是中國獨有的現象，這是世界難題。
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2011年日本福島事件之后，德國非常激進地宣布完全放棄核電，取而代之是新能源，最重要的是太陽能。但即使他們付出很大努力，光能在能源體系中的比例并沒有顯著增加。
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原因是什么呢？上圖是2016年由兩位學者發表的文章，在行業里非常有影響。圖中最上面的虛線表明如果沒有太陽能發電，傳統的火電行業所面臨的電力需求。
第二條黑線是德國目前的情形。在德國現有的太陽能發電能力的情況下，火電行業面臨的電力需求相當于整體用電需求減去太陽能所能提供的需求。
可以看到，這兩條曲線的差別在于中間段，后者在中間的凹陷下去。隨著太陽能的發展（圖中第三條和第四條線），曲線在中間段會越來越凹陷。
這是為什么呢？因為晚上太陽能是不發電的，所以這個曲線保持不變。在白天的時候發電非常多，就把需求曲線壓了下來。
這揭示了再生能源使用中非常嚴肅的問題，意味著每天早晨太陽能開始發電，電網要馬上給火電廠打電話，負荷必須馬上降下來，否則電網受不了。在晚上又要打電話給火電廠，現在沒有電了，負荷必須馬上提上去。如果每天這樣劇烈地調峰用火電，電廠會受不了，而且也非常不經濟，讓火電廠工況下降70%以下，這時候耗煤量都會急劇增加，污染隨之提升。
這個圖解釋了為什么現在我們即使有光伏建設能力，也消納不了這些光電的原因，這是非常重要的緊張關系。
那么解決這個緊張關系的關鍵是什么呢？儲能。
如果我們把白天的光伏發電儲存起來晚上用，毫無疑問可以讓這個曲線變平滑，這也是歐洲前進的方向。自2017年以來歐洲在近50%的住宅太陽能發電設備部署了電池儲能系統。僅德國2019年為數萬家庭部署了家庭儲能系統，總容量在1GW左右。
所以在目前，要支撐宏偉的新能源發電規劃，必須要解決新能源的消納難題，方案之一就是儲能。
首先在技術上，儲能完全可行，在過去的十年，儲能成本下降得非常快。
其次在政策上，我們梳理了中國的政策，驚訝地發現近幾年，中國從國家到地方出臺儲能政策非常多。
所以在技術的推動下，在政策的鼓勵下，我們相信儲能在未來的幾年會有非常大的發展。
儲能的商業機會，按應用場景來劃分：發電側、電網側和用戶側。
儲能在發電側可發揮一次調頻、減少棄電、平滑波動的功能；在電網側可提供調頻輔助服務和削峰填谷的功能；在用戶側可通過節省擴容費率、用電響應、峰谷電差等降低用電成本。
目前發電側儲能有兩個非常大的難題，一個是成本，光伏發電成本加上儲能成本與其他能源上網電價比較，光伏+儲能仍然不占優勢。另一個是安全，韓國儲能電廠發生過很大的火災。所以在未來幾年里，發電側儲能可能無法實現大的飛躍；在電網側2019年5月28日發改委出臺了《輸配電定價成本監審辦法》，明確規定輸配電網不能納入儲能的成本。如果不能分攤這個成本，企業也沒有發展的動力。
那么我們認為，用戶側儲能是在近期發展的主方向，有很多盈利潛能。譬如用來峰谷差套利，用戶側響應。一個核心的問題是，怎樣通過系統的優化，充分整合并最大化用戶側的盈利潛能。
我們的團隊開發了一個基于儲能技術的新能源消納的管理系統，目前這個系統只用來教學，幫學生理解充分利用光伏和儲能如何降低用電成本，同時也提高環境的效益。我們在這個系統的基礎上做了一個模擬，我們考慮一個電力用戶，每年用電需求為41萬度，那么核心的決策問題是，需要配置多少光伏和儲能才能最小化用電成本。在考慮各種天氣情況下，我們粗略計算后，在這里配置861兆瓦的光伏，用電成本會節省8%，這是非常理想的結果。
但這個時候我們沒有考慮棄光的成本和電網考核的成本。如果考慮棄光成本和考核壓力，企業不愿意裝那么多的光伏，這時候我們引入儲能會有非常好的結果。我們只需要引入1.35MWH儲能可以做到不棄光、沒有考核成本，整體用電成本從節省8%提升到節省9%。如果考慮峰谷電差，系統效果會更好。我們裝20兆瓦左右的儲能，就可以做到完全無棄光和無考核壓力，在前面的基礎上進一步把裝機容量再提高30%，用電成本比基準情形下降30%，光伏使用規模提升，有很好的環境效益，同時成本有很大的降低，這是我們盼望的結果。
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這只是我們初步的研究，我們后面的研究會整合動態規劃的技術，同時把光能預測整合進去，將會大幅提高系統優化的能力。
我們有一個夢想，工業區、居民區、商業區、學校都使用很多電，如果像剛才設計的那樣，這些電力用戶能夠依靠光伏和儲能實現自給自足，用戶與電網的溝通會越來越少，這樣，在未來我們就能夠實現分布式能源的體系。
另外，我想就一年里行業研究的過程做點簡單反思。我們團隊的三個核心成員，都拿到終身教職，發文章的能力還可以。但是在行業研究的推動下我們走出了辦公室，過去一年我們走訪很多企業、行業協會，也組織了很多研討會。我們對行業的廣度和寬度的認識有了很大的提高。
與此同時我們通過調研，確認了行業痛點，什么地方最具商業潛力，最大障礙在什么地方，我們在此基礎上進行了一些有深度的研究。我們希望用有深度的研究可以支撐我們所關注的行業的未來發展，同時也反哺教學和科研。我也盼望能夠在行業界的朋友和企業人士的支持下，把行業研究做得很好、也更扎實。
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