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中國(guó)城鎮(zhèn)供熱協(xié)會(huì)



01
儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場(chǎng)景

儲(chǔ)能主要應(yīng)用于電網(wǎng)輸配與輔助服務(wù)、可再生能源并網(wǎng)、分布式及微網(wǎng)以及用戶(hù)側(cè)各部分。在電網(wǎng)輸配和輔助服務(wù)方面,儲(chǔ)能技術(shù)主要作用分別是電網(wǎng)調(diào)峰、加載以及啟動(dòng)和緩解輸電阻塞、延緩輸電網(wǎng)以及配電網(wǎng)的升級(jí);在可再生能源并網(wǎng)方面,儲(chǔ)能主要用于平滑可再生能源輸出、吸收過(guò)剩電力減少“棄風(fēng)棄光”以及即時(shí)并網(wǎng);在分布式及微網(wǎng)方面,儲(chǔ)能主要用于穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、作為備用電源并提高調(diào)度的靈活性;在用戶(hù)側(cè),儲(chǔ)能主要用于工商業(yè)削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)以及能源成本管理。


表1:儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,包括

電網(wǎng)側(cè)、可再生能源并網(wǎng)、用戶(hù)側(cè)等方面


02
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展扶持政策

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)出爐,目標(biāo)集中在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè),政策紅利明顯。自《十三五規(guī)劃綱要》出臺(tái),我國(guó)各地方政府部門(mén)針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)出臺(tái)的政策層出不窮,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在密集政策的推動(dòng)下迅速發(fā)展。針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的政策主要集中在解決可再生能源并網(wǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題和電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰調(diào)頻,電化學(xué)儲(chǔ)能作為快速發(fā)展的儲(chǔ)能方式,勢(shì)必將得到較大的政策助力。


表2:2016年以來(lái)儲(chǔ)能扶持政策頻繁出臺(tái)


2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃出臺(tái),各部門(mén)各司其職保障儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。2017年發(fā)改委等五部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,其中明確提到在十三五期間儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入商業(yè)化初期,十四五期間儲(chǔ)能儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。2019年7月為進(jìn)一步的貫徹落實(shí)該項(xiàng)指導(dǎo)意見(jiàn),發(fā)改委等四部門(mén)發(fā)布2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃,其中對(duì)發(fā)改委、科技部、工信部、能源局的工作任務(wù)都做了詳細(xì)部署,進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。


表3:2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃出臺(tái)明確各部門(mén)職責(zé)


03
儲(chǔ)能的主要方式

儲(chǔ)能即是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。儲(chǔ)能的基本方法先將電力轉(zhuǎn)化為其他形式的能量存放在儲(chǔ)能裝置中,并在需要時(shí)釋放;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)可以將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、勢(shì)能和化學(xué)能等。儲(chǔ)能的目的主要是實(shí)現(xiàn)電力在供應(yīng)端、輸送端以及用戶(hù)端的穩(wěn)定運(yùn)行,具體應(yīng)用場(chǎng)景包括:

(1)應(yīng)用于電網(wǎng)的削峰填谷、平滑負(fù)荷、快速調(diào)整電網(wǎng)頻率等領(lǐng)域,提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性;

(2)應(yīng)用于新能源發(fā)電領(lǐng)域降低光伏和風(fēng)力等發(fā)電系統(tǒng)瞬時(shí)變化大對(duì)電網(wǎng)的沖擊,減少“棄光、棄風(fēng)”的現(xiàn)象;

(3)應(yīng)用于新能源汽車(chē)充電站,降低新能源汽車(chē)大規(guī)模瞬時(shí)充電對(duì)電網(wǎng)的沖擊,還可以享受波峰波谷的電價(jià)差。


圖1:儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能逆變器實(shí)現(xiàn)電能的充放電


目前市場(chǎng)上主要的儲(chǔ)能類(lèi)型包括物理儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式的不同可以將儲(chǔ)能分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和其他儲(chǔ)能方式:

(1)物理儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲(chǔ)能等,其中抽水蓄能容量大、度電成本低,是目前物理蓄能中應(yīng)用最多的儲(chǔ)能方式。

(2)電化學(xué)儲(chǔ)能是近年來(lái)發(fā)展迅速的儲(chǔ)能類(lèi)型,主要包括鋰離子電池儲(chǔ)能、鉛蓄電池儲(chǔ)能和液流電池儲(chǔ)能;其中鋰離子電池具有循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快的特點(diǎn),是目前電化學(xué)儲(chǔ)能中主要的儲(chǔ)能方式。

(3)其他儲(chǔ)能方式包括超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能等,目前因制造成本較高等原因應(yīng)用較少,僅建設(shè)有示范性工程。


表1:物理儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能

是目前主要的儲(chǔ)能方式


儲(chǔ)能主要應(yīng)用于電網(wǎng)輸配與輔助服務(wù)、可再生能源并網(wǎng)、分布式及微網(wǎng)以及用戶(hù)側(cè)各部分。在電網(wǎng)輸配和輔助服務(wù)方面,儲(chǔ)能技術(shù)主要作用分別是電網(wǎng)調(diào)峰、加載以及啟動(dòng)和緩解輸電阻塞、延緩輸電網(wǎng)以及配電網(wǎng)的升級(jí);在可再生能源并網(wǎng)方面,儲(chǔ)能主要用于平滑可再生能源輸出、吸收過(guò)剩電力減少“棄風(fēng)棄光”以及即時(shí)并網(wǎng);在分布式及微網(wǎng)方面,儲(chǔ)能主要用于穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、作為備用電源并提高調(diào)度的靈活性;在用戶(hù)側(cè),儲(chǔ)能主要用于工商業(yè)削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)以及能源成本管理。


表4:儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,包括

電網(wǎng)側(cè)、可再生能源并網(wǎng)、用戶(hù)側(cè)等方面


04
儲(chǔ)能商業(yè)模式及案例

1.電網(wǎng)側(cè):調(diào)峰調(diào)頻是儲(chǔ)能企業(yè)的主要收入來(lái)源

儲(chǔ)能電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用的補(bǔ)償費(fèi)用普遍由發(fā)電廠均攤,具體盈利機(jī)制各地方有所不同。發(fā)電企業(yè)因提供有償輔助服務(wù)產(chǎn)生的成本費(fèi)用所需的補(bǔ)償即為補(bǔ)償費(fèi)用,國(guó)家能源局南方監(jiān)管局在2017年出臺(tái)了《南方區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》及《南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》,兩個(gè)細(xì)則制定了南方電力輔助服務(wù)的市場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)制,規(guī)范了輔助服務(wù)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),為電力輔助服務(wù)市場(chǎng)化開(kāi)辟道路。以廣東地區(qū)為例,目前AGC服務(wù)調(diào)節(jié)電量的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到80元/MWh,電力輔助服務(wù)存在盈利空間。


表5:南方地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制


電網(wǎng)輔助服務(wù)主要集中在“三北”地區(qū),華中、南方是重要的輔助服務(wù)地區(qū)。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì),2018年全國(guó)除西藏外參與電力輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)陌l(fā)電企業(yè)共4176家,裝機(jī)容量共13.25億千瓦,補(bǔ)償費(fèi)用共147.62億元,占上網(wǎng)電費(fèi)總額的0.83%。從電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用比重來(lái)看,補(bǔ)償費(fèi)用最高的為“三北”地區(qū),即西北、東北和華北區(qū)域,服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用占上網(wǎng)電費(fèi)總額比重分別為0.61%、1.82%和3.17%;華中區(qū)域占比最低,為0.23%。


圖2:2018年電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用地區(qū)分布


調(diào)峰、調(diào)頻與備用是補(bǔ)償費(fèi)用的主要組成部分。2018年調(diào)峰補(bǔ)償費(fèi)用總額52.34 億元,占總補(bǔ)償費(fèi)用的35.5%;調(diào)頻補(bǔ)償費(fèi)用總額41.66億元,占比28.2%;備用補(bǔ)償費(fèi)用總額42.86億元,占比29.0%;前三者占補(bǔ)償費(fèi)用的比重超過(guò)90%,是電網(wǎng)輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用的主要組成;調(diào)壓補(bǔ)償費(fèi)用為10.33億元,占比7.00%;其他補(bǔ)償費(fèi)用0.43億元,占比0.29%。


圖3:2018年電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用組成結(jié)構(gòu)


用于電網(wǎng)輔助服務(wù)的儲(chǔ)能項(xiàng)目中,火電輔助服務(wù)裝機(jī)量最多,補(bǔ)償費(fèi)用占比最大。電力生產(chǎn)的構(gòu)成決定了輔助服務(wù)的重要程度,火電作為主要發(fā)電單位,輔助服務(wù)的重要性不言而喻。2018年火電輔助服務(wù)產(chǎn)生補(bǔ)償費(fèi)用210.95億元,占比高達(dá) 80.55%;風(fēng)電、水電在2018年分別產(chǎn)生補(bǔ)償費(fèi)用23.72億元、20.94億元,費(fèi)用占比依次為9.06%、8%;核電及光伏等使用電網(wǎng)輔助服務(wù)產(chǎn)生的補(bǔ)償費(fèi)用占比僅為 2.4%。


圖4:2018年電網(wǎng)輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用占比



表6:部分已投運(yùn)電網(wǎng)輔助服務(wù)項(xiàng)目



2.可再生能源發(fā)電并網(wǎng)側(cè):有效解決“棄光、棄風(fēng)”問(wèn)題

儲(chǔ)能技術(shù)在并網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用主要是解決“棄光、棄風(fēng)”問(wèn)題,改善電能質(zhì)量。我國(guó)能源供應(yīng)和能源需求呈逆向分布,風(fēng)能主要集中在華北、西北、東北地區(qū),太陽(yáng)能主要集中在西部高原地區(qū),而絕大部分的能源需求集中在人口密集、工業(yè)集中的中、東部地區(qū);供求關(guān)系導(dǎo)致新能源消納上的矛盾,風(fēng)光電企業(yè)因?yàn)樯a(chǎn)的電力無(wú)法被納入輸電網(wǎng),而被迫停機(jī)或限產(chǎn)。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì),我國(guó)棄光、棄風(fēng)率長(zhǎng)期維持在 4%以上,僅2018年棄風(fēng)棄光量合計(jì)超過(guò)300億千瓦時(shí)。鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)能有效幫助電網(wǎng)消納可再生能源,減少甚至避免棄光棄風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。風(fēng)光發(fā)電受風(fēng)速、風(fēng)向、日照等自然條件影響,輸出功率具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn),將對(duì)局部電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量產(chǎn)生較大的負(fù)面影響,鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)光電并網(wǎng)的應(yīng)用主要在于平滑風(fēng)電系統(tǒng)的有功波動(dòng),從而提高并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。


圖5:2016年至今中國(guó)棄光率、棄風(fēng)率逐年下降


在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域,鋰電儲(chǔ)能收益主要依靠限電時(shí)段的棄電量存儲(chǔ)。

儲(chǔ)能電站在用電低谷期儲(chǔ)存剩余電量,在用電高峰期釋放電能,釋放電量與指導(dǎo)電價(jià)的乘積即為儲(chǔ)能電站的收益。目前在青海、遼寧等光照和風(fēng)電資源較豐富的地區(qū)已經(jīng)有對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)。


表6:可再生能源并網(wǎng)部分已投運(yùn)項(xiàng)目


3.用戶(hù)側(cè)峰谷套利

峰谷電價(jià)的大力推行為儲(chǔ)能套利提供可觀空間。我國(guó)目前絕大部分省市工業(yè)大戶(hù)均已實(shí)施峰谷電價(jià)制,通過(guò)降低夜間低谷期電價(jià),提高白天高峰期電價(jià),來(lái)鼓勵(lì)用戶(hù)分時(shí)計(jì)劃用電,從而有利于電力公司均衡供應(yīng)電力,降低生產(chǎn)成本,并避免部分發(fā)電機(jī)組頻繁啟停造成的巨大損耗等問(wèn)題,保證電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。儲(chǔ)能用于峰谷電價(jià)套利,用戶(hù)可以在電價(jià)較低的谷期利用儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)電能,在電高峰期使用存儲(chǔ)好的電能,避免直接大規(guī)模使用高價(jià)的電網(wǎng)電能,如此可以降低用戶(hù)的電力使用成本,實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)套利。



用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能主要應(yīng)用場(chǎng)景及案例

1.充電站

光儲(chǔ)充一體化,目前也是比較普遍的應(yīng)用場(chǎng)景,一方面緩解了充電高峰時(shí)充電樁大電流充電對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的沖擊,另一方面通過(guò)峰谷差價(jià),給充電站帶來(lái)了非??捎^的收益。目前已經(jīng)覆蓋了大部分地區(qū),在全國(guó)江蘇、廣東、四川、云南、陜西、山東等等很多省份均有建設(shè)投運(yùn)。


2.工業(yè)園區(qū)

目前大多數(shù)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目都建設(shè)在工業(yè)園區(qū)內(nèi)。2018年1月報(bào)道,江蘇無(wú)錫星洲工業(yè)園內(nèi),新加坡工業(yè)園智能配網(wǎng)儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能容量為20MW/160MWh,是當(dāng)時(shí)全球最大商用儲(chǔ)能電站。該項(xiàng)目是首個(gè)接入國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司客戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能互動(dòng)調(diào)度平臺(tái)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站,也是首個(gè)依照江蘇省電力公司《客戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)管理規(guī)定》并網(wǎng)驗(yàn)收的項(xiàng)目。除此之外,還有江蘇啟東螺絲廠、食品工廠、污水處理廠、信義空調(diào)園區(qū)等也有安裝儲(chǔ)能設(shè)施。


3.數(shù)據(jù)中心

為進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)中心供電的穩(wěn)定性和可靠性,萬(wàn)克能源和阿里巴巴合作,在阿里巴巴上海數(shù)據(jù)中心建設(shè)了數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng),在雙十一期間為數(shù)據(jù)中心提供了電力保障。儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)接入數(shù)據(jù)中心,簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)中心供電的串聯(lián)級(jí)數(shù),優(yōu)化改進(jìn)了電源結(jié)構(gòu),大幅改善了數(shù)據(jù)中心應(yīng)急電源的容量和備用時(shí)間,進(jìn)而進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)中心的供電可靠性。此外,儲(chǔ)能系統(tǒng)還可通過(guò)削峰填谷、容量調(diào)配等機(jī)制,提升數(shù)據(jù)中心電力運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性,節(jié)能降耗,低碳環(huán)保。


4.通信基站

2018年1月4日,中國(guó)鐵塔公司在北京與重慶長(zhǎng)安、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國(guó)軒高科、桑頓新能源等16家企業(yè),簽訂新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用戰(zhàn)略合作簽約儀式。據(jù)了解基站儲(chǔ)能電池需求巨大,中國(guó)鐵塔公司在全國(guó)范圍內(nèi)現(xiàn)有近200萬(wàn)座基站,備電、削峰填谷、新能源站等合計(jì)需要電池約13600萬(wàn)kWh,每年新增儲(chǔ)能電池需求約2500萬(wàn)kWh。


5.地鐵、有軌電車(chē)

2018年5月9日,德令哈現(xiàn)代有軌電車(chē)項(xiàng)目首列車(chē),在中車(chē)四方股份公司下線,該車(chē)采用超級(jí)電容和鈦酸鋰電池混合儲(chǔ)能技術(shù),堪稱(chēng)超級(jí)電容有軌電車(chē)的“升級(jí)版”。2018年已投入運(yùn)營(yíng),是首列開(kāi)進(jìn)青藏高原的現(xiàn)代有軌電車(chē),也是世界上運(yùn)營(yíng)海拔最高的有軌電車(chē)。


6.港口岸電

港口是用電大戶(hù),隨著港口規(guī)模的不斷擴(kuò)大,其對(duì)電能的消耗也得到越來(lái)越多的關(guān)注。港口主要用電負(fù)荷集中在大功率、長(zhǎng)時(shí)間工作的設(shè)備。江蘇連云港擬在港口岸電系統(tǒng)中建設(shè)5MW(1MW超級(jí)電容+4MW鋰電)儲(chǔ)能電站,滿(mǎn)足總量10MW以上以及單個(gè)泊位3MW以上岸電接入需求,岸電滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的情況下,留有足夠裕量,滿(mǎn)足多種隨機(jī)性電源和負(fù)荷的接入需求。


7.島嶼

目前,在我國(guó)的一些偏遠(yuǎn)山區(qū)、海島等遠(yuǎn)離城市的地方,仍然存在著一些未通電或者供電不穩(wěn)定的“電力空白區(qū)”。2018年5月27日,我國(guó)首個(gè)遠(yuǎn)海島嶼智能微電網(wǎng)在三沙永興島建成,通過(guò)柴油發(fā)電、光伏、儲(chǔ)能等多種能源互補(bǔ),將永興島的供電能力提高8倍,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)光伏等清潔能源100%的優(yōu)先利用,未來(lái)還可以實(shí)現(xiàn)波浪能、可移動(dòng)電源等多種能源的靈活接入。


8.醫(yī)院

2018年12月31日,由上海電建福建公司承建的福建瑪高愛(ài)紀(jì)念醫(yī)院750千瓦/1.8兆瓦時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目一期工程順利投運(yùn)。該工程為福建省首個(gè)醫(yī)院系統(tǒng)儲(chǔ)能項(xiàng)目,在電網(wǎng)正常供電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的削峰填谷,在電網(wǎng)停電的情況下能夠快速斷開(kāi)電網(wǎng),保證醫(yī)院重要負(fù)荷的供電,快速接入,充當(dāng)UPS(不間斷電源)的功能保證醫(yī)院重要負(fù)荷不斷電,為醫(yī)院平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)提供堅(jiān)實(shí)的電力保障。


9.商場(chǎng)

南都電源的北京藍(lán)景麗家用戶(hù)側(cè)商業(yè)綜合體智慧能源儲(chǔ)能電站位于北京市海淀區(qū)北三環(huán),項(xiàng)目總規(guī)模1MW/5MWh,其中首期投運(yùn)規(guī)模為500KW/2.5MWh,項(xiàng)目總占地170平米。儲(chǔ)能系統(tǒng)在400V低壓側(cè)接入商場(chǎng)配電房母線,電站預(yù)期使用壽命為10年。該儲(chǔ)能電站于2017年5月22日,實(shí)現(xiàn)了家居商場(chǎng)容量電費(fèi)管理和電量電費(fèi)的管理,解決了家居商城線路無(wú)法擴(kuò)容改造,以及電動(dòng)汽車(chē)充電接入帶來(lái)的沖擊電網(wǎng)的痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)削峰填谷智慧儲(chǔ)能服務(wù),同時(shí)還可參與電力需求側(cè)響應(yīng)。此外,據(jù)北極星儲(chǔ)能網(wǎng)了解,北京昌平多樂(lè)港也在規(guī)劃建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施以削峰填谷節(jié)約電力費(fèi)用。


10.軍區(qū)營(yíng)地

新疆某戍邊高原營(yíng)地,由電建集團(tuán)新能源公司投資建設(shè)的全軍首個(gè)軍民融合可再生能源局域網(wǎng)項(xiàng)目于2018年8月啟動(dòng),2018年12月26日正式并網(wǎng)。項(xiàng)目主要新建光伏、風(fēng)力和儲(chǔ)能電站,配套建設(shè)輸電線路、應(yīng)急柴油電站和智能微網(wǎng)管控系統(tǒng)等。建成后能源自給率超過(guò)90%,成為國(guó)內(nèi)最大的可再生能源局域網(wǎng),不僅能較好滿(mǎn)足軍地雙方照明、供暖、制氧、取水和裝備等綜合用能需求,而且還可大大減輕油料、煤炭等后勤保障負(fù)擔(dān),初步構(gòu)建綠色低碳、安全高效、可持續(xù)的高原現(xiàn)代能源體系。


11.政務(wù)樓宇

2018年11月消息,陽(yáng)光家庭光伏儲(chǔ)能電站落戶(hù)安徽廬江縣政府大樓,成為政務(wù)樓宇光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目的全國(guó)首例應(yīng)用.電站裝機(jī)容量約6千瓦,采用陽(yáng)光家庭光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)獨(dú)立式發(fā)電供電。每年可發(fā)6000多度電,為大樓輸送源源不斷的清潔電力。


12.田園生態(tài)園區(qū)

2018年12月5日,業(yè)主方上海玉海棠生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司正式移交鑒定書(shū)。至此,上海電氣電站集團(tuán)的崇明三星田園“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目系統(tǒng)全部完成調(diào)試。該示范項(xiàng)目是針對(duì)三星鎮(zhèn)新安村特有的生態(tài)環(huán)境、發(fā)展規(guī)劃和居民需求,量身打造的集“風(fēng)光儲(chǔ)充”于一體的智慧能源項(xiàng)目,是建設(shè)崇明世界級(jí)生態(tài)島的重要一環(huán)。白天CIGS薄膜光伏發(fā)電后存儲(chǔ)在梯次利用動(dòng)力電池中,晚上亮燈時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電釋放出來(lái),草帽論壇、海棠左岸等富有當(dāng)?shù)靥厣慕ㄖ来吸c(diǎn)亮。至此,一場(chǎng)以可再生能源、儲(chǔ)能、能源管理系統(tǒng)為核心應(yīng)用的鄉(xiāng)村能源的升級(jí)和變革正在拉開(kāi)序幕。


13.銀行

2018年11月3日,上海招商銀行大廈1MW/2.56MWH儲(chǔ)能系統(tǒng)順利并網(wǎng)。該項(xiàng)目是上海市首個(gè)商業(yè)化應(yīng)用樓宇用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目,也是國(guó)內(nèi)金融企業(yè)利用自有物業(yè)建成的首個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。該項(xiàng)目由中國(guó)廣核新能源控股有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“中廣核新能源”)出資建設(shè),建筑物業(yè)主為上海招商銀行股份有限公司,廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)智光儲(chǔ)能)為該項(xiàng)目提供綜合解決方案。項(xiàng)目坐落于上海市浦東新區(qū)中心位置,建設(shè)地點(diǎn)為招商銀行上海大廈,占地103平米,利用“削峰填谷”模式為上海招商銀行大廈提供節(jié)能服務(wù)。


14.酒店

由科陸電子參與建設(shè)的北京拉斐特城堡酒店1MW/2MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目,是削峰填谷應(yīng)用類(lèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目,是500MWh儲(chǔ)能設(shè)施國(guó)際采購(gòu)項(xiàng)目中首個(gè)建成并投運(yùn)的儲(chǔ)能電站,從確認(rèn)訂單到完成交付僅歷時(shí)45天。


據(jù)報(bào)道,截止2018年12月31日,江蘇全省已建成用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能電站60座,儲(chǔ)能容量合計(jì)97MW、691MWh,其中48個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目總?cè)萘?3.7MW應(yīng)用于削峰填谷。主要供應(yīng)商為南都電源、太湖能谷、中天科技、力信能源、寧德時(shí)代。


05
全球及國(guó)內(nèi)各類(lèi)型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模

1.全球儲(chǔ)能市場(chǎng)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已達(dá)179.1GW

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)興起較早且發(fā)展穩(wěn)定,截止2010年底儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 135GW;2010-2015年期間的由于受到整體經(jīng)濟(jì)低迷影響,整體裝機(jī)量增速放緩,截止2015年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到144.8GW;2016-2018年由于受到成本下降和政策推動(dòng)的雙重刺激,儲(chǔ)能行業(yè)快速發(fā)展,截止2018年底累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 179.1GW。


圖6:全球投運(yùn)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升


抽水蓄能占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位,電化學(xué)儲(chǔ)能增長(zhǎng)迅速。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),截止2018年底全球的裝機(jī)規(guī)模中,抽水蓄能占比達(dá)到94.3%,占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位;電化學(xué)儲(chǔ)能達(dá)到3.7%,熔融鹽蓄熱、壓縮空氣等其他儲(chǔ)能方式作為儲(chǔ)能市場(chǎng)多元組成的一部分占比較低,各自占比僅為1.5%和 0.2%。


圖7:截止2018年底抽水蓄能占全球儲(chǔ)能裝機(jī)的主導(dǎo)地位


中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模位列全球第一,美國(guó)、日本分列二三位。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到31.3GW,占全球裝機(jī)總量17.3%,裝機(jī)規(guī)模位列全球第一。同樣的在美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì)中我們也可以看到從裝機(jī)規(guī)模來(lái)看中國(guó)位列全球第一(美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)的裝機(jī)規(guī)模包括已經(jīng)投運(yùn)的項(xiàng)目和在建的項(xiàng)目),美國(guó)裝機(jī)規(guī)模位列全球第二,但其儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)量位列第一。日本市場(chǎng)盡管其國(guó)土面積較小,但其整體裝機(jī)規(guī)模同樣在30GW左右,位列全球第三;西班牙、意大利、印度、德國(guó)、瑞士、法國(guó)、韓國(guó)分別四至十名,但與前三名相比裝機(jī)規(guī)模存在顯著差距。


圖8:中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模位列全球第一


圖9:中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模位列全球第一

美國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)位列全球第一


2.中國(guó):裝機(jī)規(guī)??焖偕仙€(wěn)全球第一寶座

中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展穩(wěn)中有進(jìn),已成為全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要組成部分。

2013年以前受益于國(guó)家對(duì)水電站的大力投資建設(shè),抽水蓄能得以快速發(fā)展,隨后我國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目整體進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展趨勢(shì)。2017年發(fā)改委、科技部、能源局、財(cái)政部和工信部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》,其中明確提到:

(1)“十三五”期間,建成一批不同技術(shù)類(lèi)型、不同應(yīng)用場(chǎng)景的試點(diǎn)示范項(xiàng)目,儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期;

(2)“十四五”期間,儲(chǔ)能項(xiàng)目廣泛應(yīng)用,形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系,成為能源領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn);儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)入規(guī)?;l(fā)展階段。受此拉動(dòng)我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)??焖偬嵘?,截至2018年底我國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到31.3GW,是2010年累計(jì)裝機(jī)量的1.7倍,占全球市場(chǎng)總規(guī)模比重達(dá)到17.3%,中國(guó)市場(chǎng)已成為全球市場(chǎng)重要組成部分。


圖10:中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)規(guī)??焖偕仙?/span>


中國(guó)市場(chǎng)與全球類(lèi)似,抽水蓄能占據(jù)主導(dǎo)地位。在儲(chǔ)能裝機(jī)的類(lèi)型分布中,我國(guó)呈現(xiàn)與全球類(lèi)似的特點(diǎn),根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,截止2018年底我國(guó)儲(chǔ)能整體裝機(jī)中抽水蓄能占比達(dá)到95.8%,電化學(xué)儲(chǔ)能與其他儲(chǔ)能方式共存,其中電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)占比為3.4%,熔融鹽蓄熱儲(chǔ)能市場(chǎng)占比0.7%,而飛輪儲(chǔ)能,壓縮空氣儲(chǔ)能市場(chǎng)占比均不足0.1%。


圖11:截止2018年底抽水蓄能占中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)的主導(dǎo)地位


根據(jù)中國(guó)儲(chǔ)能分會(huì)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)主要分布在西北和華東地區(qū),兩者合計(jì)占裝機(jī)總規(guī)模的49%;其中西北地區(qū)主要集中在新疆、甘肅省,華東地區(qū)主要集中在江蘇、浙江等省份。此外西南、華南、華北地區(qū)儲(chǔ)能裝機(jī)估摸占比分別為 14%、12%及15%;其中西南地區(qū)主要集中在云南省,華南地區(qū)集中在廣東省,華北地區(qū)則主要集中在山東、山西和內(nèi)蒙古等省份。華中及東北地區(qū)的儲(chǔ)能裝機(jī)量極少,占比均為5%,其儲(chǔ)能裝機(jī)主要集中在湖南省、遼寧省。


圖12:我國(guó)投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目在南方地區(qū)分布較多


圖13:西北和華東地區(qū)占全國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的近50%


3.儲(chǔ)能蓄能裝機(jī)增速下滑,電化學(xué)裝機(jī)規(guī)??焖偕仙?/span>

抽水蓄能的主導(dǎo)地位仍然不會(huì)改變。抽水蓄能屬于大規(guī)模、集中式能量?jī)?chǔ)存;其技術(shù)非常成熟,每瓦儲(chǔ)能運(yùn)行成本較低,可用于電網(wǎng)的能量管理和調(diào)峰;但其建設(shè)完全依賴(lài)于地理?xiàng)l件,即當(dāng)?shù)厮Y源的豐富程度,并且一般與電力負(fù)荷中心有一定的距離,面臨長(zhǎng)距離輸電的問(wèn)題。2016年以來(lái)全球抽水蓄能的裝機(jī)增速持續(xù)下降,2018年裝機(jī)增速僅為0.6%;而從我國(guó)的情況來(lái)看,2018年我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模同比增速為5.3%,高于全球水平。短期來(lái)看我們認(rèn)為抽水蓄能成本更加的便宜,并且隨著特高壓輸電的不斷建設(shè),電力損耗有望進(jìn)一步減少,抽水蓄能在儲(chǔ)能應(yīng)用中的主導(dǎo)地位短期內(nèi)仍然不會(huì)被動(dòng)搖。


圖14:2016年以來(lái)

全球抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模增速逐年下滑


圖15:2018年我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模同比增長(zhǎng)5.3%


4.電化學(xué)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展的新動(dòng)力

電化學(xué)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能市場(chǎng)保持增長(zhǎng)的新動(dòng)力。無(wú)論是從全球還是中國(guó)的裝機(jī)情況來(lái)看,2018年都可以說(shuō)是電化學(xué)儲(chǔ)能的元年,亦或是集中爆發(fā)的一年。從全球角度來(lái)看,2018年電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到6625MW,同比增長(zhǎng)126.4%;占儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)規(guī)模比重從2017年1.67%提升到2018年的3.70%。從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看,2018年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1072.7MW,同比增長(zhǎng)175.2%;占我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)估摸比重從2017年1.35%提升到2018年的3.43%。我們認(rèn)為隨著電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的不斷改進(jìn),電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的制造成本和維護(hù)成本不斷下降、儲(chǔ)能設(shè)備容量及壽命不斷提高,電化學(xué)儲(chǔ)能將得到大規(guī)模的應(yīng)用,成為中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到2020年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)占比將進(jìn)一步從2018年的3.43提高到7.3%。


圖15:全球和中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模占比逐年上升


圖13:到2020年電化學(xué)儲(chǔ)能占我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)比重有望達(dá)到7.3%


5.全球電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)快速發(fā)展,鋰離子電池占比近九成

電化學(xué)儲(chǔ)能主要類(lèi)型分別是鋰離子電池、鉛酸電池及液流電池。電化學(xué)儲(chǔ)能根據(jù)所使用的電池不同可分為鉛酸電池、鋰離子電池和液流電池等:

(1)鉛酸電池是目前技術(shù)最為成熟的電池,其制造成本低廉,但使用壽命短,不環(huán)保,響應(yīng)速度慢。

(2)鋰離子電池能量密度高,電壓平臺(tái)高,制造成本隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的規(guī)模效應(yīng)而不斷下降,是目前電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目應(yīng)用最多的電池。

(3)液流電池是近年來(lái)新興的化學(xué)電池,其使用壽命長(zhǎng)、充放電性能良好,但由于技術(shù)不成熟以及制造成本較高而未得到大規(guī)模的應(yīng)用。


表4:電化學(xué)儲(chǔ)能主要類(lèi)型

分別是鋰離子電池、鉛酸電池及液流電池


全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量持續(xù)攀升。截至2019年一季度,全球電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為6829MW,是2010年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的17倍。2018年電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)呈井噴狀態(tài),全年新增裝機(jī)量高達(dá)3698MW,同比增速達(dá)到126.4%。從新增裝機(jī)國(guó)家來(lái)看:韓國(guó)占到全球2018年新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量的45%,遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家;其次中國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和澳大利亞分別占比17%、14%、6%及5%,剩余國(guó)家合計(jì)新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)占比13%。


圖14:2018年全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)

規(guī)模同比增長(zhǎng)超過(guò)100%


圖16:韓國(guó)位列2018年全球新增電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)規(guī)模第一


鋰離子電池在全球電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。截止2018年底,電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量達(dá)到1072.7MW,其中鋰離子電池儲(chǔ)能方式占據(jù)主導(dǎo)地位,占比高達(dá)86%;鈉硫電池和鉛蓄電池分別占比6%、5.9%;其他儲(chǔ)能方式作為電化學(xué)儲(chǔ)能多元發(fā)展的一部分,占比僅為1.8%,且大多為示范性工程,如超級(jí)電容僅在美國(guó)建設(shè)有示范性?xún)?chǔ)能電站。


圖17:全球電化學(xué)儲(chǔ)能鋰離子電池裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升


圖18:鋰離子電池占全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模比重接近90%


我國(guó)后來(lái)居上,占全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)比重達(dá)到17.3%

電化學(xué)儲(chǔ)能起步較晚,鋰離子電池助推我國(guó)后來(lái)居上。我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能雖然起步較晚,但裝機(jī)規(guī)模始終保持在較高的水平;2011年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模僅為40.7MW,到2017年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到389.3MW,是2011年的9.6倍。2018年則是行業(yè)整體爆發(fā)的一年,受益于電網(wǎng)側(cè)項(xiàng)目的快速推進(jìn)和電池成本的逐漸下降,2018年我國(guó)新增投運(yùn)規(guī)模682.9MW,同比增長(zhǎng)464.4%;累計(jì)投運(yùn)規(guī)模達(dá)到1.073GWH,首次突破GW級(jí)別,是2017年累計(jì)投運(yùn)總規(guī)模的2.8倍。從電池類(lèi)型來(lái)看,鋰離子電池占據(jù)達(dá)到70%,鉛酸電池因其較低的成本依然獲得市場(chǎng)青睞,占比達(dá)到27%。


圖19:中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模迅速攀升


中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)以鋰離子電池儲(chǔ)能為主導(dǎo),鉛蓄電池儲(chǔ)能是重要組成部分。在 2018年中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能新裝機(jī)分布中,鋰離子電池以70.6%的裝機(jī)占比占據(jù)主導(dǎo)地位;鉛蓄電池是電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要補(bǔ)充,新裝機(jī)量占比達(dá)到27.2%;其余電化學(xué)儲(chǔ)能方式如液流電池、超級(jí)電容、鈉硫電池占比合計(jì)僅為2.2%。


圖20:中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能鋰離子電池裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升


圖21:中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能鋰電池占比達(dá)到70%,鉛蓄電池占比接近30%


鋰離子電池應(yīng)用廣泛,儲(chǔ)能應(yīng)用占比穩(wěn)步提升

鋰離子電池應(yīng)用廣泛。與傳統(tǒng)電池相比,鋰離子電池不含鉛、鎘等重金屬,無(wú)污染、不含毒性材料,同時(shí)具備能量密度高、工作電壓高、重量輕、體積小等特點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、新能源汽車(chē)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能領(lǐng)域。鋰離子電池電芯主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜四大材料構(gòu)成,而從電芯到最后的完整的電池包主要經(jīng)過(guò)兩個(gè)環(huán)節(jié):

(1)將一定數(shù)量的電芯進(jìn)行串并聯(lián)組裝成電池模組;

(2)電池模組加上熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)以及一些結(jié)構(gòu)件組成完整的電池包,又稱(chēng)作電池PACK。


圖22:鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及上游有色金屬材料、中游電池材料和電池以及下游的動(dòng)力電池、消費(fèi)電池和儲(chǔ)能電池應(yīng)用


鋰電技術(shù)路線多,儲(chǔ)能更注重安全性和長(zhǎng)期成本。與動(dòng)力鋰電池相比,儲(chǔ)能用鋰電池對(duì)能量密度的要求較為寬松,但對(duì)安全性、循環(huán)壽命和成本要求較高。從這方面看,磷酸鐵鋰電池是現(xiàn)階段各類(lèi)鋰離子電池中較為適合用于儲(chǔ)能的技術(shù)路線,目前已投建的鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目中大多也都采用這一技術(shù)。三元電池的主要優(yōu)勢(shì)在于高能量密度,其循環(huán)壽命和安全性較為局限,因而更適合用作動(dòng)力電池。


表7:磷酸鐵鋰因其循環(huán)次數(shù)高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)更適用于儲(chǔ)能應(yīng)用


鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用主要集中在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè)。從全球范圍內(nèi)來(lái)看,鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用最多的為電網(wǎng)側(cè),占比達(dá)到52.7%,主要用于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻;可再生能源并網(wǎng)占比達(dá)到28.9%,分布式及微網(wǎng)和用戶(hù)側(cè)占比分別為13.2%及5.2%。中國(guó)市場(chǎng)略微有所差別,可再生能源并網(wǎng)應(yīng)用占比最高,達(dá)到37.7%;其次分別是電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用、用戶(hù)側(cè)和微網(wǎng)端,占比分別為25%、22.1%和13.2%。


圖23:全球范圍來(lái)看鋰電池儲(chǔ)能主要用于電網(wǎng)側(cè)


圖24:中國(guó)市場(chǎng)鋰電池儲(chǔ)能主要用于可再生能源并網(wǎng)


鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè)裝機(jī)增長(zhǎng)顯著。在2012年,鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)光電并網(wǎng)和輔助服務(wù)的累計(jì)裝機(jī)量?jī)H為23.9MW、23.7MW。自2016年起,全國(guó)各地方儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策不斷出爐,推動(dòng)了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電儲(chǔ)能在風(fēng)光電并網(wǎng)和電力輔助服務(wù)上裝機(jī)量攀升,2018年累計(jì)裝機(jī)同比增速高達(dá) 226.7%、115.1%,累計(jì)裝機(jī)量分別為285.9MW、184.3MW。目前仍有大量風(fēng)光發(fā)電站和熱電廠未裝備有調(diào)峰調(diào)頻儲(chǔ)能設(shè)備,鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)光電并網(wǎng)和輔助服務(wù)側(cè)存在廣闊的市場(chǎng)。


圖25:鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè)裝機(jī)增長(zhǎng)顯著


注:以上來(lái)源國(guó)泰君安證券&華東儲(chǔ)能聯(lián)盟



“十三五”時(shí)期我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧

“十三五“期間,中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì),2016年底,中國(guó)投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為24.3GW(含物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱),其中電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為243MW;對(duì)比2019年底的數(shù)據(jù),4年的時(shí)間,中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目(含物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱)增幅達(dá)32%,而電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目更是增長(zhǎng)了7倍還多。高速增長(zhǎng)的背后,雖然有產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期基數(shù)較小,增長(zhǎng)速度易于爬坡的客觀原因,更有行業(yè)發(fā)展的必然條件予以支撐。

一是儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的快速下降為商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。進(jìn)入2020年,CNESA通過(guò)對(duì)主流廠商進(jìn)行調(diào)研了解到,以鋰離子電池為例,目前系統(tǒng)成本(不含PCS)已降至1000-1500元/KWh,已進(jìn)入應(yīng)用的盈虧平衡點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二是國(guó)家層面政策的出臺(tái)直接推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展的熱潮。2017年由五部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,作為我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)第一份綜合性政策文件,明確了儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于構(gòu)建我國(guó)“清潔低碳、安全高效”的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系,推進(jìn)我國(guó)能源行業(yè)供給側(cè)改革、推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革的戰(zhàn)略意義,指明了我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和目標(biāo)。而以?xún)?chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)為代表的主要應(yīng)用領(lǐng)域政策的細(xì)化,以青海、廣東、江蘇、內(nèi)蒙古、新疆等地方政策的出臺(tái)與落地,直接掀起了相關(guān)區(qū)域?qū)?chǔ)能建設(shè)與投資的熱潮。

三是規(guī)?;?xiàng)目的實(shí)施與運(yùn)行驗(yàn)證了儲(chǔ)能在主要應(yīng)用領(lǐng)域的功能和價(jià)值。據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì),截至到2019年底,全國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)項(xiàng)目數(shù)量約800多個(gè),經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證了通過(guò)合理配置儲(chǔ)能可以提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性,提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)電力與電量的平衡,是解決目前電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性矛盾的有效手段之一。

四是我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈布局完善培育了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)主體。目前我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)從材料生產(chǎn)、設(shè)備制造、系統(tǒng)集成、資源回收等已經(jīng)初步建立了較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈,雖然在有些關(guān)鍵環(huán)節(jié)還依賴(lài)國(guó)外技術(shù),但無(wú)論是主流技術(shù)還是前沿技術(shù)我國(guó)都有所布局,并培育了以寧德時(shí)代、比亞迪、大連融科、中科儲(chǔ)能、中車(chē)新能源等一批技術(shù)領(lǐng)先的儲(chǔ)能廠商,是實(shí)現(xiàn)我國(guó)儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

站在2020年這一“十三五”時(shí)期收官的節(jié)點(diǎn)上,我們可以總結(jié),儲(chǔ)能在這五年中取得了豐碩的成果,實(shí)現(xiàn)了“指導(dǎo)意見(jiàn)”設(shè)定的目標(biāo),儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入商業(yè)化初期,儲(chǔ)能對(duì)于能源體系轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵作用已經(jīng)顯現(xiàn)和初步驗(yàn)證。



探討“十四五”時(shí)期我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

2020年亦是“十四五”規(guī)劃的編制之年,業(yè)界期望通過(guò)國(guó)家層面的頂層設(shè)計(jì),突破市場(chǎng)機(jī)制壁壘,建立適宜儲(chǔ)能發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境,改變儲(chǔ)能“夾縫中求生存”的現(xiàn)狀。目前,我們了解到“能源發(fā)展十四五規(guī)劃”、“電力十四五規(guī)劃”、“能源技術(shù)創(chuàng)新十四五規(guī)劃”、“可再生能源十四五規(guī)劃”等,都將儲(chǔ)能列入其中,有的直接設(shè)置儲(chǔ)能專(zhuān)題進(jìn)行研究。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟有幸參與其中部分的編寫(xiě)工作,在此我們嘗試對(duì)“十四五”期間儲(chǔ)能的發(fā)展進(jìn)行展望并與業(yè)界共同探討。

以應(yīng)用為導(dǎo)向,突破現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展瓶頸。高安全、長(zhǎng)壽命、高效率、低成本大規(guī)模、可持續(xù)發(fā)展是衡量先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的主要維度。中科院物理所李泓老師在中國(guó)能源研究會(huì)年會(huì)上提出,十四五期間,大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的總體發(fā)展目標(biāo)為:重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)時(shí)、中短時(shí)、高功率三類(lèi)規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù);降低度電使用成本到0.2元/kWh以下;延長(zhǎng)儲(chǔ)能器件壽命到15-30年;發(fā)展模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展梯級(jí)利用,全壽命周期、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展高度安全、高度可靠、高水平規(guī)模化制造的關(guān)鍵技術(shù)。

此外,2月11日,由教育部、發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)關(guān)于《儲(chǔ)能技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)科發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2020—2024年)》的通知,要求加快培養(yǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域“高精尖缺”人才,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新能力,以產(chǎn)教融合發(fā)展推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。這一文件的出臺(tái)將為我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展提供可持續(xù)的支撐。

可再生能源配置儲(chǔ)能成為趨勢(shì)。隨著可再生能源裝機(jī)的快速增長(zhǎng),“十四五”時(shí)期,調(diào)峰需求進(jìn)一步增大,可再生能源將作為常規(guī)電源予以考核和約束,配置一定比例的儲(chǔ)能成為主要的調(diào)節(jié)手段。目前,西藏、新疆、青海、內(nèi)蒙古、江蘇、安徽、浙江、湖南、山東等省份陸續(xù)出臺(tái)政策,對(duì)按比例配置儲(chǔ)能的可再生能源場(chǎng)站給與優(yōu)先并網(wǎng)、增加發(fā)電小時(shí)數(shù)等激勵(lì)政策。

政策的直接推動(dòng)固然有利,而促進(jìn)長(zhǎng)期發(fā)展,還需要考慮一些關(guān)鍵問(wèn)題。一是限定比例配置儲(chǔ)能是否合理,是否是區(qū)域系統(tǒng)的最優(yōu)配置;二是在光儲(chǔ)/風(fēng)儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)之前,儲(chǔ)能的投資成本如何疏導(dǎo),如何與電力市場(chǎng)建設(shè)相結(jié)合,獲得合理的市場(chǎng)收益;三是在沒(méi)有形成市場(chǎng)閉環(huán)的情況下,需考慮如何避免劣幣驅(qū)逐良幣,避免為了壓低成本安裝低品質(zhì)的儲(chǔ)能系統(tǒng),避免儲(chǔ)能資源閑置得不到合理應(yīng)用。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能有望在新的監(jiān)管周期獲得重啟。在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家電網(wǎng)相繼出臺(tái)政策,明確電網(wǎng)投資電儲(chǔ)能資產(chǎn)不計(jì)入輸配電價(jià)成本后,快速發(fā)展的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能一時(shí)陷入沉寂。而2019年江蘇、河南、湖南電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目陸續(xù)運(yùn)行,示范驗(yàn)證了電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在啟停調(diào)峰、跨省調(diào)峰、調(diào)頻、精準(zhǔn)切負(fù)荷、需求響應(yīng)等方面的應(yīng)用,在安全性、系統(tǒng)運(yùn)行效率等方面也初步得到了認(rèn)可。進(jìn)入2020年,新任國(guó)家電網(wǎng)毛偉明董事長(zhǎng)明確提出“要積極研究探索儲(chǔ)能發(fā)展路徑和模式,結(jié)合特高壓建設(shè)和新能源消納需求,形成一套成熟的技術(shù)和商業(yè)模式,未來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能與電網(wǎng)的平衡發(fā)展?!倍笆奈濉逼陂g,正值我國(guó)輸配電價(jià)核算的第二個(gè)監(jiān)管周期,在新一輪監(jiān)管周期下,電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能是否會(huì)有新的發(fā)展機(jī)遇,是各方關(guān)注的焦點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)研究,儲(chǔ)能聯(lián)盟認(rèn)為在電力市場(chǎng)化改革大的背景下,遵循“先市場(chǎng),后計(jì)劃”的基本原則,應(yīng)優(yōu)先引導(dǎo)社會(huì)資本投資電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng),電網(wǎng)企業(yè)體現(xiàn)兜底服務(wù)價(jià)值;應(yīng)明確納入輸配電價(jià)的儲(chǔ)能系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容和替代價(jià)值,明確電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能資源參與電力市場(chǎng)的工作界限,用公允的市場(chǎng)價(jià)格評(píng)估成本計(jì)入標(biāo)準(zhǔn),并建立科學(xué)的監(jiān)管機(jī)制和有效的監(jiān)管指標(biāo)對(duì)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能予以約束和激勵(lì)。因此,我們認(rèn)為建立合理的市場(chǎng)機(jī)制、價(jià)格評(píng)估機(jī)制、科學(xué)的監(jiān)管和激勵(lì)機(jī)制,是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能重啟的條件,也是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵。

輔助服務(wù)市場(chǎng)進(jìn)一步深化需建立合理的價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制。以調(diào)頻為代表的輔助服務(wù)市場(chǎng)是目前我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)最具商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域,據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)輔助服務(wù)領(lǐng)域電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為270.3MW,占市場(chǎng)份額的15.8%。近幾年隨著各地輔助服務(wù)市場(chǎng)的建立,儲(chǔ)能參與調(diào)頻的項(xiàng)目增長(zhǎng)迅速,但是整體我國(guó)支付輔助服務(wù)費(fèi)用占上網(wǎng)電價(jià)的比例且市場(chǎng)容量有限,而隨著可再生能源滲透率的不斷增加,對(duì)調(diào)峰和調(diào)峰的需求將大幅增長(zhǎng),費(fèi)用也將隨之上漲。而目前我國(guó)現(xiàn)有輔助服務(wù)市場(chǎng)是建立在發(fā)電企業(yè)間“零和博弈”的基礎(chǔ)之上,如果沒(méi)有合理的機(jī)制將價(jià)格向電力用戶(hù)進(jìn)行傳導(dǎo),必將限制電力系統(tǒng)可調(diào)節(jié)資源的配置,從而制約可再生能源的高比例發(fā)展。

誠(chéng)然,在目前國(guó)家降低實(shí)體經(jīng)濟(jì)電價(jià)的背景下,輔助服務(wù)成本直接向用戶(hù)傳導(dǎo)的政策難度較大,但是隨著電力市場(chǎng)改革的進(jìn)程,可根據(jù)有現(xiàn)貨市場(chǎng)地區(qū)、無(wú)現(xiàn)貨市場(chǎng)地區(qū),分階段優(yōu)化市場(chǎng)機(jī)制,按照“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的基本原則,逐步形成合理化的輔助服務(wù)費(fèi)用傳導(dǎo)機(jī)制。

新基建、新應(yīng)用、新市場(chǎng)。3月4日中共中央政治局常務(wù)委員會(huì)召開(kāi)會(huì)議,習(xí)近平總書(shū)記指出,要加大公共衛(wèi)生服務(wù)、應(yīng)急物資保障領(lǐng)域投入,加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。由于5G基站能耗的大幅上升,需要小型化、高能量密度的儲(chǔ)能系統(tǒng)予以支撐,鋰電成為5G基站備用電源的首選技術(shù)。中國(guó)鐵塔2020年以來(lái)已在20省市發(fā)布了24項(xiàng)招標(biāo),總預(yù)算超過(guò)8945萬(wàn)元,多項(xiàng)招標(biāo)要求采購(gòu)磷酸鐵鋰電池。中國(guó)移動(dòng)在3月初也發(fā)布了1.95GWh磷酸鐵鋰電池的采購(gòu)訂單。業(yè)內(nèi)判斷,在通信領(lǐng)域鋰電全面替代鉛酸的時(shí)間節(jié)點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)。安裝鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng),還可以通過(guò)削峰填谷、分時(shí)峰谷電價(jià)降低電費(fèi)、避免市電增容改造,降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。有報(bào)道表示中國(guó)電信青島分公司的基站儲(chǔ)能應(yīng)用,單個(gè)基站預(yù)計(jì)每年可節(jié)省電費(fèi)1.38萬(wàn)元。


總結(jié)

2019年12月,由國(guó)家發(fā)改委連維良副主任主持召開(kāi)的儲(chǔ)能專(zhuān)題研討會(huì)議上,連主任指出,未來(lái)能源結(jié)構(gòu)下電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、清潔能源規(guī)模化發(fā)展、電力體制改革都聚焦在儲(chǔ)能這一問(wèn)題上。大家要堅(jiān)持革命性看待,高水平規(guī)劃,多舉措降本,全鏈條建設(shè),以及系統(tǒng)性改革的基本原則。

隨著“十四五”整體規(guī)劃的頂層設(shè)計(jì)以及推動(dòng)實(shí)施,我國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)“指導(dǎo)意見(jiàn)”中確立的“十四五”期間的發(fā)展目標(biāo):形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系,成為能源領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn);全面掌握具有國(guó)際領(lǐng)先水平的儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備,部分儲(chǔ)能技術(shù)裝備引領(lǐng)國(guó)際發(fā)展;形成較為完善的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系并擁有國(guó)際話語(yǔ)權(quán);基于電力與能源市場(chǎng)的多種儲(chǔ)能商業(yè)模式蓬勃發(fā)展;形成一批有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)主體。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展,儲(chǔ)能在推動(dòng)能源變革和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的作用全面展現(xiàn)。



來(lái)源:山東省電力企業(yè)協(xié)會(huì)

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