《Journal of Energy Storage》:Multi-scenario optimal selection of energy storage technologies considering institutional adaptability under China's electricity market reform
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•在中国储能技术(EST)评估中新增制度适应性作为第五个维度。•制度成熟度—边界开放度矩阵得出五种应用场景。•SFm-D-CRITIC方法可捕捉标准间的非线性依赖关系。•SCRM将场景偏好转化为差异化的准则权重。•通过权重扰动、跨方法检验和维度检验验证稳健性。引言近几十年来,
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在中国储能技术(EST)评估中新增制度适应性作为第五个维度。
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制度成熟度—边界开放度矩阵得出五种应用场景。
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SFm-D-CRITIC方法可捕捉标准间的非线性依赖关系。
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SCRM将场景偏好转化为差异化的准则权重。
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通过权重扰动、跨方法检验和维度检验验证稳健性。
引言
近几十年来,可再生能源部署显著加速。国际能源署预测,到2030年可再生能源将占全球发电量的43%,而2024年这一比例为32%[1]。风电和太阳能装机预计将贡献新增装机容量的90%以上。然而,这些能源来源的波动性给电网管理带来了挑战。2024年,全球可再生能源弃电率同比上升55%,其中风电和光伏弃电率分别达到4.1%和3.2%[1]。储能系统(ESS)通过缓冲出力波动和实现能量时移,为解决这一问题提供了一条可行路径。2024年全球电池储能系统装机容量超过75 GW[2]。
中国在这方面面临尤为特殊的压力。国家"双碳"目标要求2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。这些目标推动了储能系统的大规模扩张,新型储能装机规模在2025年底达到136 GW/351 GWh[3],较2020年水平增长约40倍。预测表明,到2030年装机规模将超过370 GW[4]。尽管如此,部署效率并未得到相应提升。
在中国储能行业,技术合规与实际项目投运之间存在长期差距[5]。这一差距与电力市场改革过程中产生的制度性障碍密切相关。自2015年以来,中国已建立现货市场和辅助服务市场,独立储能也被赋予了独立市场主体地位。然而,制度框架的发展滞后于市场发展。独立储能项目的全国利用率仍低于12%[6]。不完善的并网标准继续延误项目审批,行政流程进一步增加了新型储能技术商业化的复杂性[5]。区域政策不一致和市场参与路径不清晰进一步加剧了这些困难[7]。在许多情况下,制度性约束比技术成本对部署结果的决定性更大。
储能技术选型本质上是一个多准则决策问题,需要同时权衡相互竞争的目标,这正是多准则决策方法(MCDM)在该领域受到广泛关注的原因。这些方法能够协调相互冲突的标准,并将权衡转化为切实可行的建议。本研究针对中国改革背景下的储能技术选型开发了一套MCDM框架,在传统的"技术—经济—环境—社会"四维评估结构基础上,新增制度适应性作为第五个维度。随后在五个场景下对六种储能技术进行评估,各场景以制度成熟度进行区分。第2节回顾相关文献并识别研究空白。第3节定义应用场景和评估准则。第4节阐述方法。第5节报告实证结果。第6节得出结论并提出政策启示。
章节摘录
评估指标体系
储能系统评估体系随时间演进显著。早期研究聚焦于技术、经济和环境影响三个核心维度[7]。Qie等人随后新增了社会维度,形成四维结构,并在山西省进行了验证[8]。该框架获得广泛认可,并在后续众多研究中得以采用[9]、[10]、[11]、[12]。Zhao等人进一步将该结构扩展为五个维度,纳入了安全性
二维场景框架
现有的储能技术选型研究主要依赖"发电侧—电网侧—用户侧"三分法或功能服务类型作为主要区分轴。这两种方法均局限于物理功能维度,无法捕捉同一部署位置内存在的制度异质性,这一局限性对部署可行性评估产生了直接影响。因此,本研究框架提出了
方法论
本章介绍了针对第3章定义的五个应用场景,用于评估和排序储能技术的综合方法学框架。如图2所示,该框架由四个顺序模块组成:SFS基础、多级综合赋权、基于SCRM的场景特异性权重生成以及基于MARCOS的排序。这些模块共同构成了一个从不确定性表达到最终技术优先级的完整流程。
主观权重
第3.3节介绍的同一组五位专家小组在SF-BWM框架下对21项评估准则进行了成对比较。所有一致性比率(CR)均低于0.1的阈值,确认了所获取判断的可靠性。
在一级维度层面,五个维度的主观权重从高到低依次为:技术性能(0.282)、经济可行性(0.234)、制度适应性(0.187)、环境影响(0.151)以及
研究结论摘要
本研究源于中国储能行业存在的一个长期差距:装机容量快速扩张并未转化为相应的部署效率提升,相当比例的已投运储能设施运行远低于设计利用率。核心论点是,现有的MCDM框架通过仅从技术和经济标准评估技术而忽视部署的制度性前提,加剧了这一失衡。所提出的框架解决了这一
作者贡献声明
高崇:写作—审阅与编辑、监督、概念化。李盛科:写作—初稿撰写、调查、数据整理。张智伦:写作—审阅与编辑、方法学、概念化。高建伟:方法学、概念化。
利益冲突声明
作者声明不存在已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究获得"中央高校基本科研业务费专项资金"(项目编号:2024FR004和2025FR004)资助。
高崇|李盛科|张智伦|高建伟