王琢璞 等：中国储能产业高质量发展水平综合评价研究

作者：王琢璞1, 鲁刚2, 岳芬3

单位：1. 郑州大学管理学院；2. 国网能源研究院有限公司；3. 中关村储能产业技术联盟

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0670

引用：王琢璞, 鲁刚, 岳芬. 中国储能产业高质量发展水平综合评价研究[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(1): 427-438.

本文亮点：1.构建了储能产业高质量发展的综合评价体系 2.对2021-2023年储能产业高质量发展进行实证，分析当前储能产业高质量发展关键问题。

摘 要 在能源低碳转型持续加快推进的背景下，储能作为灵活调节资源发挥着举足轻重的作用，储能产业的发展相应迎来重大机遇。为了填补当前储能产业发展评价标准缺失的空白，本文在全面解析储能产业高质量发展内涵的基础上，构建了储能产业高质量发展综合评价体系，旨在为储能产业发展提供一套科学、系统的评估工具，以促进其健康发展并提升产业整体竞争力。评价结果表明2021—2023年储能产业高质量发展水平提升速度较快，但存在基础目标与衍生目标推进不协调的阶段性失衡问题，主要驱动力来源于“推动现代化产业体系建设”维度和“促进经济社会可持续发展”维度。障碍度模型的计算结果进一步证实了“服务电力系统转型升级”是当前制约储能产业高质量发展的核心维度，该维度的障碍度不断提升且排名始终居于首位。具体在不同维度内，储能产业也存在诸如储能电站安全稳定性下降、产业链韧性较弱、企业全要素生产率下降等亟须重视和解决的关键问题。最后，为进一步推动储能产业高质量发展提出了相关建议。

关键词 储能产业；高质量发展；综合评价；障碍度

2020年“双碳”目标的提出为电力系统的绿色转型按下了快进键，电力系统中新能源电力设备装机量持续加速上升，截至2023年底，风电累计装机4.4亿kW，光伏累计装机6.1 kW，分别占国内电力装机规模的15%和21%。在新能源大规模接入电力系统和负荷变化趋于复杂等内外部冲击下，基于传统电力系统形态的灵活性资源无法进行无限扩展以满足激增的灵活性需求，原有技术手段无法弥补的灵活性资源缺口为以增强电力系统灵活性为主要功能的储能带来了重大发展机遇。近年来，《关于加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”新型储能发展实施方案》等一系列储能政策出台，既彰显了储能产业在国家发展中的重要地位，也为储能产业的发展提供了有力保障。储能产业实现高质量发展既是构建清洁低碳、安全高效、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统的必然选择，也是经济高质量发展的内在要求。

目前与储能相关的评价研究多又聚焦于从技术层面对储能展开评价，特别是各类储能的安全性与经济性。如Zakeri等利用蒙特卡洛方法对多种电能存储技术的生命周期成本和电力输送的平准成本进行测算，并分析了不同储能系统在大容量储能、辅助服务和调频这3个主要应用领域的经济性；Li等分析了显热、潜热和化学储热之间的联系，并以适当的热力学指标和经济成本对不同储热技术的性能进行了评估；肖勇等从电池基本情况、电池使用工况、外部刺激等6个方面建立了储能电站电池安全风险评价体系，并对4个已经投运的储能电站开展实例分析。除此之外，也有学者更加细致地评估不同电力体制、应用场景、工况、商业模式等情景下储能的经济性。如Davies等以美国加州电网的储能为基础建立了考虑市场规则和价格、储能电池类型的储能经济性评估模型，由于中国电力体制与西方国家的电力体制存在较大差异，该储能经济性评估模型并不一定完全适用于中国，因此丁捷采用成本-效益方法构建了中国电力体制下储能经济性评价模型，并研究了不同电价机制下电力储能的经济性。王静等则对储能经济效益的概念做了更广的拓展，建立了计及机组降损和延缓投资收益的电网侧储能经济效益评价方法；俞容江等基于第三方投资的共享储能商业模式建立了独立共享储能电站的经济性分析方法及优化算法；开赛江等考虑了储能的容量相关性约束，提出了一种储能规模化应用商业模式的定量评估方法，并根据甘肃省的实际情况对不同储能商业模式下储能的经济性能及各利益主体的收益进行了分析。

由于储能的产业化发展趋势在近几年才得以显现，因此储能在产业层面上的研究较少，且大多分析储能产业的战略影响与发展策略。这些研究重点关注的是储能产业在能源领域中的关键地位和作用，本质上还是重视基础设施属性，但是却忽略了产业属性，因此对储能产业发展的认识还不够全面。本文对储能产业的发展进行了更加系统和全面的论述，涵盖了电力系统、现代化产业体系、经济社会等多个层面和角度，以期能够深化学界对储能产业的认识并作为储能产业高质量发展综合评价体系的构建基础。从产业发展评价体系的研究来看，相关研究已经相当丰富，研究对象涵盖了农业、制造业、金融业、新能源产业等多个行业，但是目前对储能产业的高质量发展综合评价体系的研究不足，尚未见有文献涉及。本文作为首个构建储能产业高质量发展综合评价体系的研究，填补了储能产业发展评价标准缺失的空白，对储能产业健康可持续发展以及后续研究的开展具有重要意义。大部分产业发展指标体系的构建是以新发展理念为指导思想，从创新、协调、绿色、开放、共享5个维度构建产业高质量发展评价体系，也有学者依据产业特性和自身对产业发展的深刻理解，构建具有特色的高质量发展评价指标体系。本文将在调研储能产业现有文献的基础上，更为全面地阐述储能产业高质量发展内涵，并以此构建储能产业高质量发展综合评价体系。

1 储能产业高质量发展内涵

理解储能产业高质量发展内涵是构建储能产业高质量发展综合评价体系的重要前提，根据当前学术界对高质量发展具体内涵的阐述角度，包括马克思主义政治经济学理论，新发展理念、新发展格局、中国式现代化等中国现实发展情境，社会基本矛盾转变等多个角度，本文结合已经较为成熟的高质量发展理论体系与储能产业发展特性，将储能产业高质量发展内涵解构为3个层面：

第一个层面是以服务电力系统转型升级为基本遵循，储能产业发展的底层逻辑在于电力系统清洁转型的需求，作为灵活性调节资源，储能在电力系统清洁转型过程中发挥着重要支撑作用，是解决新能源发电的随机性、间歇性和波动性与电力系统其他要素之间矛盾的重要手段，储能与新能源之间的深度绑定决定了两者需保持发展的同步性；不同储能技术特性的局限决定了某一类储能技术只适用于特定应用场景，储能需坚持走多元化技术路线，通过组合配置不同储能技术，实现不同储能功能的互补优化，才能更为全面地满足系统需求；储能与电力系统的融合发展是从不协调逐步走向协调的过程，需权衡好不同阶段经济、安全、高效的三大目标。

第二个层面是以推动现代化产业体系建设为使命担当，储能“未来产业”的产业定位表明储能在现代化产业体系中发挥着多重影响，从点的影响(高水平现代产业示范)延伸至线(带动相关产业向高端化演进)最后扩展至面(加速全产业体系能源革命)。

第三个层面是以促进经济社会可持续发展为价值导向，在经济社会可持续发展的宏观战略背景下，储能产业不仅是未来经济增长的新动能，也是实现环境友好型社会、促进生态平衡的绿色保障，还是增进社会福祉、促进社会资源合理分配的重要发力点。

2 综合评价指标体系构建

2.1 指标体系构建

指标体系构建应当遵循科学性、可操作性、系统性等原则，基于上述对储能产业高质量发展内涵的分析，储能产业高质量发展综合评价体系的构建如表1所示，一共包含3个一级指标，11个二级指标和29个三级指标。

表1   储能产业高质量发展综合评价指标体系

2.2 指标说明与计算

该指标体系的大部分指标计算方式都较为简单，在原始数据的基础上进行四则运算即可，指标说明中已详细阐述，部分指标在储能技术统计类型上存在不一致的主要原因是在储能产业规模化发展尚处于起步阶段的背景下，要获取详尽的各类储能技术的相关数据存在一定的难度，只能根据现有条件和现实情况尽可能选取具有代表性的统计数据，待部分储能数据体系完善后，可再纳入评价体系中，以使评价结果更具说服力。本文对多元化技术成熟度指标和企业全要素生产率指标的计算进行特别说明。

多元化技术成熟度的量化参考了美国航天局发布的《技术成熟度等级(TRL)白皮书》，技术成熟度一共被分为9个等级，具体如表2所示，该技术成熟度标准已广泛应用于多个领域。专家基于这一标准对当前原理已经形成的各类储能技术进行评分，TRL1~TRL9分别对应1~9分，最终的分值能够反映储能技术的多样性及其技术成熟度。

表2   美国航天局技术成熟度等级定义

当前测算企业全要素生产率的方法主要有普通最小二乘法(OLS)、固定效应回归模型(FE)、Olley-Pakes法(OP)、Levinsohn-Petrin法(LP)、高斯混合模型(GMM)，但是学界普遍认为OLS和FE测算企业全要素生产率存在较大缺陷，难以解决内生性问题，所以一般采用OP法和LP法，OP法与LP法的主要区别在于OP法使用企业的当期投资作为不可观测生产率冲击的代理变量，但是不是所有企业每年都有正的投资，因此LP法改用了中间品投入作为不可观测生产率冲击的代理变量。鉴于当前储能产业正蓬勃发展，一般情况下企业投资都为正值，因此本文选择OP法测算企业全要素生产率。测算全要素生产率(以下简称TFP)最常用的是柯布-道格拉斯生产函数，即：

(1)

其中，Y_it表示产出；L_it和K_it分别表示劳动投入和资本投入；α和β分别表示劳动和资本的产出弹性，A_it则表示产出增长过程中无法被要素投入所解释的部分，其中包含了我们常说的TFP。对式(1)两边取对数可得到：

(2)

其中，、、、分别表示Y_it、L_it、K_it、A_it的对数形式，如果以当前的形势进行TFP估算，会产生同时性偏差的计量技术问题。为了解决这一问题，可以对式(2)的残差项作进一步分解：

(3)

其中，可以被观测到并影响当期要素投入选择；代表不可观测的技术影响和测量误差。本文一共选取了15家与储能密切相关的上市龙头企业为代表，根据其财务数据测算储能产业相关企业的TFP，计算过程中企业的产出以企业的年度营业收入代替，企业的劳动投入以企业的员工数量代替，企业的资本投入以企业的固定资产净额代替，企业的当期投资以企业购建固定资产无形资产和其他长期资产支付的现金代替。

2.3 评价方法

（1）指标的无量纲化处理。不同的指标往往有不同的量级和单位，直接将其进行综合评价所得出的评价结果不具有现实意义，需将指标值转化为无量纲的相对数后进行计算。常用的无量纲化方式有标准化和归一化，其计算公式分别如式(4)、式(5)所示：

(4)

(5)

式中，为第i年第j项指标的原始值；为的均值；为无量纲化后的值。

由于本文指标体系中同时存在正向指标和负向指标，标准化无法解决指标的正负向问题，虽然归一化能够解决指标的正负向问题，但通常适用于评价周期较长、数据波动范围大、需跨时期比较的情境。然而本文的评价时间跨度仅为3年，数据的年际变化有限，使用归一化方法可能会过度放大短期内的微小变动，导致评价结果的敏感性过高，甚至可能扭曲不同指标间的实际差异和重要性，影响评价的准确性和合理性。本文采用“均值法+赋分制”的组合方法作为无量纲化方法，均值法不受评价年限的影响且能够反映数据的变异程度，赋分制则解决了均值法无法处理指标正负向的问题，赋分制分值的设置与同类文献保持一致，将基础得分设置为60分，另外40分的得分率取决于原指标值与指标均值之间的差值，通过这种方式使不同指标得分映射在[0,100]区间。

对于正向指标：

(6)

对于负向指标：

(7)

（2）各级指标权重的确定。熵权法作为一种客观赋权方法，被广泛应用于评价领域，其主要优点在于仅依赖数据自身的信息量来确定权重，减少了主观性带来的偏差。但是完全基于数据变异程度来确定指标权重的方法容易导致权重失真，有时确定的权重与决策者的主观意图相差甚远。特别是对于储能产业这一类新兴产业，部分指标数据变化幅度非常大，但是熵权法计算出的权重与其真实重要性并不相符，对于数据变化幅度较小的指标也同样如此。考虑到储能产业仍处于产业化初期，本文各层级指标权重决定采用德尔菲法(即专家调查法)确定，最终确定的权重如表1所示。

（3）综合指数的计算。本文采用多目标线性加权函数对储能产业高质量发展综合指数进行计算，三级指标计算二级指标时采用平权算法，储能产业高质量发展指数计算公式如式(8)：

(8)

2.4 数据来源

本文秉持应准尽准的原则，充分利用现有的客观数据，对于无准确来源的数据，则通过模糊数据源、专家访谈打分和行业发展现状相结合的方式进行合理估算，指标体系中各指标计算所需数据的来源已在表3中标注。数据中所选择的上市企业包括宁德时代、比亚迪、阳光电源、亿纬锂能、瑞浦兰钧、国轩高科、派能科技、南都电源、中创新航、欣旺达、南瑞继保、赣锋锂业、湖南裕能、华友钴业等。行业咨询的专家组成员主要来自于国网能源研究院、北京理工大学、浙江大学、华北电力大学、北京交通大学等单位及高校。

表3   储能产业高质量发展评价体系指标数据来源

3 结果与分析

3.1 评价结果与讨论

最终计算得出2021—2023年储能产业高质量发展综合指数、各一级指标发展指数、各二级指标发展指数如表4~表6所示。

表4   储能产业高质量发展指数

表5   一级指标发展指数

表6   二级指标发展指数

从整体趋势上看，中国储能产业高质量发展水平呈现显著的上升趋势，高质量发展综合指数年均提升10.5%。一级指标的发展指数均出现不同幅度的上升，其中以“推动现代产业体系建设”维度的指数上升幅度最为明显，达到年均17.8%，体现了储能产业在产业成长和影响力扩张方面不断取得显著成效。

图1展示了3个一级指标对储能产业高质量发展指数的贡献率，由图1可知，在2021—2023年间，储能产业高质量发展的主要驱动力来源于“推动现代化产业体系建设”维度和“促进经济社会可持续发展”维度，合计贡献率保持在90%左右，相比之下“服务电力系统转型升级”维度的推动作用显得较为微弱。储能产业高质量发展正在经历阶段性失调，基本目标的推进与其衍生目标的实现之间出现了显著的时间差与优先级错配。这种阶段性失衡符合多数新兴产业的发展规律，需求的快速增长往往能迅速吸引资本汇聚，催生规模化生产，而真正实现以高品质产品为核心的正向市场反馈，则是一个复杂且耗时的过程，要求技术沉淀、市场成熟度及政策环境的共同优化。尽管这种阶段性失衡可被视为储能产业高质量发展自然路径的一部分，但是仍然亟须得到改善。

从各一级指标的二级指标发展指数来看：

（1）“服务电力系统转型升级”维度的二级指标发展指数变化各异，如图2所示。产业发展节奏指数和多元化技术发展指数进步较为平稳，然而储能服务电力系统的安全目标和高效目标、经济目标之间出现了严重冲突。尽管安全目标的指数在不断提升，但是更进一步来看，安全指数的提升完全依赖于储能装机规模的大幅增长，而储能系统内在安全性则对安全目标指数具有负面影响，事实上，电化学储能电站的单位能量非计划停运次数已经从2021年的22.64次/100 MWh攀升至2023年的26.73次/100 MWh。

（2）“推动现代化产业体系建设”维度的二级指标发展指数均实现了不同程度的提升，如图3所示。“其他产业带动”方面的表现最为亮眼，原因在于储能的渗透率呈飞跃式增长，工商业储能总装机规模从2021年的730 MWh升至2023年的1797 MWh，增长率接近146%。鉴于“现代产业示范”所涵盖的三级指标数量众多，本文针对性地进行了细致剖析，相应三级指标变化情况如图4所示。由图4可知，储能产业在科技自立自强和国际产业高地建设方面取得良好成效，所有相关指标持续向好，但是在产业链供应链方面，尽管绿色供应链的发展呈现出积极态势，但产业链供应链的韧性和安全性并未同步增强。产能利用率连年下跌至不足50%，折射出产业内部协作机制与有序发展尚处于较低的水准，此外，锂钴镍关键原材料的高度进口依赖问题依然严峻，除锂资源对外依存度在近年有10%左右的下降外，钴、镍资源的对外依存度在2023年已经分别达到了99%和95%。

（3）“促进经济社会可持续发展”维度的二级指标发展指数也均有提升，如图5所示。从经济发展视角看，储能产业在支撑经济总量增长方面的作用愈发显著，但是在提升经济发展质量方面还有所欠缺，根据OP法计算出的企业全要素生产率分别为3.43、3.72、3.38；从环境保护视角看，储能的新能源消纳量与资源循环利用量在近两年都是呈倍数增长，为减轻环境负担与推动绿色转型贡献了巨大力量。不过，伴随着产业的快速发展，储能产业的碳排放量亦呈现出快速增长态势，储能产业自身的碳排放增长问题成为一个不容忽视的问题；从社会公正视角看，储能在促进高质量充分就业和缩小地区发展差距方面都展现出积极影响。储能产业吸纳的就业人数达到数十万并且还在不断增加，城乡、不同区域都在积极利用和挖掘储能供需两侧的要素价值并将其转化为经济发展动力。

3.2 障碍度分析

本文通过引入障碍度模型，辨析各障碍因子对当前储能产业高质量发展的影响程度。

（1）计算指标偏离度。指标偏离度表征的是指标数值偏离目标值的程度，计算公式见式(9)。

(9)

（2）计算障碍度。指标偏离度_Iij和指标权重_wij相结合可以计算三级指标和二级指标对储能产业高质量发展的障碍度，计算公式见式(10)。

(10)

一级指标对储能产业高质量发展的障碍度如表7所示，3个一级评价指标对储能产业高质量发展的障碍度在时间维度上的变化有所差异，排名则基本保持不变。具体来讲，服务电力系统转型升级维度的障碍度在不断升高且障碍度排名一直稳居第1，而推动现代化产业体系建设维度和促进经济社会可持续发展维度的障碍度在持续下降，2021年和2022年障碍度排名未发生变化，在2023年促进经济社会可持续发展的障碍度排名由第3升至第2。总体而言，在近两年，相比于推动现代产业体系建设和促进经济社会可持续发展，服务电力系统转型升级是当前推动储能产业高质量发展最为核心的制约因素，这与前文的讨论结果相一致。

表7   一级指标障碍度及排名

注：括号内数字表示排名。

二级指标对储能产业高质量发展的障碍度如表8所示。2021年障碍度排名前3的指标分别为经济发展、其他产业带动和相关产业带动，2022年障碍度排名前3的指标分别为其他产业带动、环境保护和安全目标，2023年障碍度排名前3的指标分别为多元化技术发展、产业发展节奏和现代产业示范，不同年份障碍度排名前3的指标在不断地发生变化，侧面反映了储能产业的发展正处于变革频繁的活跃期，尚未形成稳态。从具体指标来看，服务电力系统转型升级维度的5个二级指标的障碍度全部都在升高；推动现代化产业体系建设维度中除了现代产业示范的障碍度有所上升外，其他两个指标的障碍度都有所下降；促进经济社会可持续发展维度中只有经济发展的障碍度降低，环境保护的障碍度呈“倒U形”发展趋势，社会公正呈“U形”发展趋势。

表8   二级指标障碍度及排名

注：括号内数字表示排名。

4 结 论

本文基于对储能产业高质量发展内涵的分析，构建了首个储能产业高质量发展综合评价指标体系，并对2021—2023年储能产业高质量发展水平展开实证，得出以下结论。

（1）综合评价体系的测算结果表明2021—2023年储能产业高质量发展水平正在稳步提升，由2021年的54.12分升至2023年的66.05分，年均提升约10.5%。但90%左右的提升动力都来源于“推动现代化产业体系建设”维度和“促进经济社会可持续发展”维度，作为储能产业高质量发展基础目标的“服务电力系统转型升级”维度对储能产业高质量发展的贡献仅有10%左右。基础目标和衍生目标推进的极度不协调与储能产业尚处于规模化初期有所关联，但也表明了储能产业形成市场正向回馈的紧迫性。

（2）对综合指标体系中二级指标更深入地分析表明各个维度的发展也存在着不同的问题。在“服务电力系统转型升级”维度，高效目标和经济目标得分持续走低，安全目标得分虽大幅提升，但储能电站安全性仍堪忧，非计划停运次数由2021年的22.64次/100 MWh提升至2023年的26.73次/100 MWh。在“推动现代化产业体系建设”维度，产能利用率连年降低至不足50%，钴、镍资源的对外依存度居高不下，均保持在90%以上。在“促进经济社会可持续发展”维度，储能相关企业2021—2023年的平均全要素生产率分别为3.43、3.72、3.38，呈波动下降趋势，储能产业整体碳排放随生产规模的迅速扩大也呈翻倍式增长。

（3）障碍度模型的测算结果进一步证实了“服务电力系统转型升级”是当前制约储能产业高质量发展的最核心要素，其障碍度在2021—2023年间持续上升，由2021年的0.381提升至2023年的0.455，且障碍度排名始终居于首位。

根据综合指标体系的测算结果，结合储能产业当前的发展形势，本文对储能产业的进一步高质量发展提出以下几点建议。

（1）储能产业可持续、高质量发展的当下之急在于改善储能产业多维度发展不协调的局面，努力提升储能生产体系与应用体系的协调耦合度。储能的基本定位是以一种不可或缺的灵活性资源支撑电力系统的转型升级，但是在当前发展形势下，储能生产体系与应用体系出现了某种程度的脱节现象，这一状况的典型表现是市场上储能产品呈现出高度的同质化特征且各大储能厂商的转变迹象不明显，无法充分满足电力系统对储能应用日益增长的多样化与定制化需求。这一供需不平衡不仅限制了电力系统灵活性与效率的提升，也为储能产业自身的长远发展埋下了重大隐患。这一局面的改变迫切需要储能企业转变发展思路，以电力系统的真实需求为标杆，通过深度理解并预测电力系统的多元化与动态化储能需求来指导技术研发、产品创新与应用场景的拓展，实现企业发展模式由“落后响应”向“前瞻引领”转变。

（2）形成链式发展思维，尽快建立起产业链的良性协作机制。在储能需求迅速扩大的情况下，整体产能利用率却反向暴跌，揭示出产业内部发展秩序的混乱，上、中、下游环节缺乏凝聚力，众多企业宛如一盘散沙。为了储能产业的健康可持续发展，迫切需要加强企业间的互动与合作、行业协会的积极引领作用以及政府部门的政策调控与规范，形成多维度、多层次的协同推进机制。具体而言，应鼓励企业实施战略联盟，共享资源与技术，促进知识交流与技术创新；行业协会则应发挥桥梁纽带作用，制定行业标准，引导企业有序竞争，提升行业自律；政府部门则需出台更为精准的政策措施，提供稳定的政策环境与激励机制，引导资本合理流动，确保产业的健康有序发展。

（3）储能企业的发展模式要加快从要素驱动向全要素生产率驱动转变。企业全要素生产率的测算结果表明只有少数头部储能企业成功实现了过去3年间全要素生产率的持续正向增长，这一积极趋势并未广泛体现在大多数同类企业中，相反，多数储能企业的全要素生产率走势呈现出先增后减的波动特征。企业也许在发展初期需要通过大量要素投入进行规模扩张，但随着发展的深入，如未能及时转向内涵式增长，其增长动能将不可避免地遭遇瓶颈。

第一作者：王琢璞（2000—），男，硕士研究生，从事储能发展研究、能源经济；

通讯作者：鲁刚，博士，教授级高级工程师，从事能源战略、电力规划及电力市场

通讯作者：岳芬，硕士，副研究员，从事储能相关研究。