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濟邦觀點 | 儲能行業(yè)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析淺述

金(jīn)瑤,濟邦咨詢  經理(lǐ)

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一、我國(guó)儲能的(de)發展現(xiàn)狀

1. 我國(guó)新能源發展的(de)步伐不斷加快


截至2023年(nián)底,全國(guó)累計(jì)發電(diàn)裝機(jī)容量約29.2億千瓦,同比增長(cháng)13.9%。其中,太陽能發電(diàn)裝機(jī)容量約6.1億千瓦,同比增長(cháng)55.2%;風(fēng)電(diàn)裝機(jī)容量約4.4億千瓦,同比增長(cháng)20.7%,風(fēng)光(guāng)發電(diàn)裝機(jī)總規模達10.5億千瓦。與此同時(shí),為(wèi)适應大容量新能源介入電(diàn)力系統,配套的(de)儲能行業(yè)也在蓬勃發展。目前市(shì)場(chǎng)上(shàng)儲能現(xiàn)狀表現(xiàn)為(wèi)抽水(shuǐ)蓄能、锂離子(zǐ)電(diàn)池儲能、壓縮空氣儲能裝機(jī)等發展快速。2023年(nián)年(nián)底,我國(guó)新型儲能裝機(jī)規模為(wèi)31.4GW(吉瓦),相(xiàng)較于2022年(nián)年(nián)底的(de)規模8.7GW(吉瓦),同比增長(cháng)260%。

2. 電(diàn)化(huà)學儲能技(jì)術經濟性顯著提升

電(diàn)化(huà)學儲能技(jì)術成熟度高(gāo)、成本低(dī),近(jìn)年(nián)來(lái)随着成本大幅下(xià)降,電(diàn)化(huà)學基本已接近(jìn)盈虧平衡點。锂電(diàn)池系統成本(不含PCS)已降至800—1500元/KWh,預計(jì)在未來(lái)5年(nián)內(nèi)還(hái)将進一步下(xià)降60%以上(shàng)。

3. 儲能技(jì)術革新推動成本大幅度下(xià)降

目前圍繞高(gāo)能量密度、低(dī)成本、高(gāo)安全性、長(cháng)壽命的(de)目标,儲能産品正在以史無前例的(de)速度進行叠代更新,各國(guó)都(dōu)在制定研發計(jì)劃提升電(diàn)池研發和(hé)制造能力。

二、儲能的(de)基本概念

儲能不僅是支撐新型電(diàn)力系統的(de)重要技(jì)術和(hé)基礎裝備,能夠為(wèi)電(diàn)網運行提供調峰、調頻(pín)、備用、黑(hēi)啓動、需求響應支撐等多種服務,是提升傳統電(diàn)力系統靈活性、經濟性和(hé)安全性的(de)重要手段;而且能夠顯著提高(gāo)風(fēng)、光(guāng)等可再生(shēng)能源的(de)消納水(shuǐ)平,支撐分布式電(diàn)力及微(wēi)網,是推動主體(tǐ)能源由化(huà)石能源向可再生(shēng)能源更替的(de)關鍵技(jì)術;同時(shí)能夠促進能源生(shēng)産消費(fèi)開(kāi)放(fàng)共享和(hé)靈活交易、實現(xiàn)多能協同。

儲能系統主要由儲能介質及儲能變流器(qì)裝置兩部分構成。其中在目前已建成投運的(de)項目中,锂離子(zǐ)電(diàn)池儲能占比高(gāo)達97.4%;與此同時(shí),壓縮空氣、液流電(diàn)池儲能、鉛炭電(diàn)池儲能和(hé)其他(tā)新型的(de)儲能技(jì)術也在紛紛開(kāi)展相(xiàng)關建設和(hé)示範。由于儲能電(diàn)池存儲的(de)電(diàn)能隻能以直流的(de)形式傳遞,因此在儲能系統中必須要包含儲能變流器(qì)裝置,變流器(qì)裝置可以根據用戶需求控制儲能電(diàn)池進行充放(fàng)電(diàn),作(zuò)為(wèi)直流電(diàn)與交流電(diàn)傳輸的(de)通(tōng)道(dào),是鏈接儲能電(diàn)池和(hé)電(diàn)網的(de)橋梁。

三、儲能的(de)分類方式及類型

1. 按電(diàn)壓等級分類


按電(diàn)壓等級分類可分為(wèi)高(gāo)壓直挂儲能和(hé)低(dī)壓儲能。其中高(gāo)壓直挂儲能是指電(diàn)壓等級可以通(tōng)過多級并聯的(de)方式實現(xiàn)無需經過變壓器(qì)即可達到6-35kV并網電(diàn)壓。相(xiàng)比之下(xià),低(dī)壓儲能的(de)應用更為(wèi)廣泛,直接并網等級一般在1000V以下(xià),通(tōng)過升壓變壓器(qì)與主網相(xiàng)連,建設成本相(xiàng)對(duì)較低(dī),也是目前電(diàn)網側和(hé)用戶側的(de)首要選擇方案。


2. 按容量分類


按容量分類一般可區(qū)分為(wèi)模塊化(huà)儲能和(hé)集中式儲能。其中模塊化(huà)儲能是指單機(jī)容量小(xiǎo),通(tōng)過積木式堆疊可以實現(xiàn)自(zì)由組合和(hé)擴容的(de)儲能方案,單機(jī)容量一般在200kW左右,通(tōng)常在工(gōng)業(yè)及商業(yè)的(de)儲能應用中較為(wèi)廣泛;集中式儲能是指單機(jī)功率在1000kW以上(shàng)的(de)儲能系統,通(tōng)常用于大型儲能電(diàn)站或者新能源站。


3. 按運行模式


按照(zhào)運行模式來(lái)劃分,目前主要分為(wèi)跟網型儲能和(hé)構網型儲能兩種,其中跟網型儲能主要适用于強電(diàn)網地(dì)區(qū),例如中國(guó)的(de)東南省份,在接入電(diàn)網後主要運行在峰谷套利模式下(xià),按照(zhào)計(jì)劃曲線運行。構網型儲能區(qū)别于跟網型儲能,主要起到構建網絡的(de)作(zuò)用,可以增強電(diàn)網強度,提高(gāo)系統穩定性,主要适用于西(xī)北及偏遠(yuǎn)地(dì)區(qū),并且可以作(zuò)為(wèi)微(wēi)電(diàn)網的(de)唯一電(diàn)壓源運行。


四、儲能的(de)盈利方式


常規儲能的(de)用途多種多樣,目前儲能輔助服務市(shì)場(chǎng)主要分為(wèi):調峰市(shì)場(chǎng)、備用市(shì)場(chǎng)、調頻(pín)需求。同時(shí)有(yǒu)些偏遠(yuǎn)地(dì)區(qū)則可利用儲能來(lái)組建微(wēi)電(diàn)網系統,儲能作(zuò)為(wèi)系統中的(de)電(diàn)源支撐電(diàn)壓和(hé)頻(pín)率,構建新能源電(diàn)網或黑(hēi)啓動需求。

負荷側參與需求響應和(hé)輔助服務市(shì)場(chǎng)主要對(duì)參與主體(tǐ)的(de)調節能力、調節時(shí)長(cháng)和(hé)通(tōng)信頻(pín)率有(yǒu)要求,缺少對(duì)參與主體(tǐ)在不同時(shí)段調節性能的(de)要求以及對(duì)終端的(de)通(tōng)信要求。首先,需求響應參與主體(tǐ)主要是電(diàn)力用戶、負荷聚合商、虛拟電(diàn)廠(chǎng)運營商、獨立儲能。不同省份針對(duì)不同參與主體(tǐ)有(yǒu)着不同的(de)準入條件(jiàn),主要是對(duì)調節能力的(de)要求,廣東和(hé)浙江等省份除了對(duì)響應量的(de)要求,還(hái)提出了邀約時(shí)間(jiān)、響應時(shí)長(cháng)的(de)要求。

在調峰市(shì)場(chǎng)方面,由于不同省份不同資源差别較大,不同省份針對(duì)不同參與主體(tǐ)的(de)不同條件(jiàn),主要是對(duì)調節容量、調節電(diàn)量和(hé)調節持續時(shí)長(cháng)有(yǒu)要求。備用市(shì)場(chǎng)方面,不同省份主要是針對(duì)容量和(hé)調節時(shí)間(jiān)有(yǒu)着準入門檻,例如山西(xī)省要求調節能力1MW以上(shàng),浙江則要求調節能力在5MW以上(shàng),調節能力大于1h。

以內(nèi)蒙古電(diàn)網為(wèi)例,《內(nèi)蒙古自(zì)治區(qū)獨立新型儲能電(diàn)站項目實施細則》對(duì)內(nèi)蒙古自(zì)治區(qū)獨立儲能項目,明(míng)确給出了三類收入來(lái)源,但(dàn)根據政策适用原則,實際上(shàng)分别對(duì)應到電(diàn)網側及電(diàn)源項目時(shí),每類儲能項目最多隻有(yǒu)三種收入來(lái)源,分别為(wèi):

  • 市(shì)場(chǎng)價格機(jī)制,即通(tōng)過參與電(diàn)力市(shì)場(chǎng)獲取收益,對(duì)于蒙西(xī)網內(nèi)的(de)項目,可通(tōng)過參與電(diàn)力現(xiàn)貨市(shì)場(chǎng)和(hé)電(diàn)力輔助服務市(shì)場(chǎng)獲得收益;

  • 容量補償機(jī)制,即獲取示範項目容量補償,按照(zhào)放(fàng)電(diàn)量給予電(diàn)網側儲能不超過0.35元/千瓦時(shí)的(de)補償,補償期為(wèi)10年(nián),但(dàn)前提條件(jiàn)必須是明(míng)确為(wèi)示範項目的(de)電(diàn)網側獨立儲能,電(diàn)源側獨立儲能則無法參與申報和(hé)遴選;

  • 共享租賃機(jī)制,即通(tōng)過租賃儲能、儲能市(shì)場(chǎng)化(huà)方式獲得收益,設施租賃給有(yǒu)需求的(de)企業(yè)或個(gè)人(rén),根據不同的(de)使用需求收取相(xiàng)應的(de)租金(jīn)。這(zhè)種租賃模式可以降低(dī)用戶的(de)用電(diàn)成本,同時(shí)也可以為(wèi)儲能設施的(de)所有(yǒu)者帶來(lái)穩定的(de)收入。

五、儲能的(de)發展趨勢

目前電(diàn)網公司對(duì)于我國(guó)儲能的(de)關注重點在于如何“立”,即堅持協調推進,在碳達峰、碳中和(hé)的(de)進程中優化(huà)新能源供給消納體(tǐ)系的(de)構建路(lù)徑。在以上(shàng)的(de)大背景下(xià),目前我國(guó)儲能基本可分為(wèi)以下(xià)三種發展趨勢:

  • 趨勢1:在“綠電(diàn)先行、産業(yè)跟随”的(de)大趨勢下(xià),西(xī)部綠電(diàn)增長(cháng)與産業(yè)西(xī)移協同進行;

  • 趨勢2:在全國(guó)範圍內(nèi)逐漸形成以東中部、西(xī)部北部開(kāi)發利用兩大空間(jiān)及以綠電(diàn)東送相(xiàng)結合的(de)基本格局;

  • 趨勢3:聚焦碳循環經濟實現(xiàn)新能源跨系統消納。

整體(tǐ)維持西(xī)電(diàn)東送、北電(diàn)南送的(de)基本格局,以西(xī)北清潔能源基地(dì)與西(xī)南水(shuǐ)風(fēng)基地(dì)為(wèi)兩大主要送端,受端除了傳統的(de)“三華”及南方地(dì)區(qū)之外(wài),川渝特征更加明(míng)顯,預計(jì)2045年(nián)左右,“西(xī)電(diàn)東送”規模将趨于飽和(hé)。此外(wài),新能源滲透率的(de)快速提高(gāo)帶來(lái)了局部地(dì)區(qū)、部分時(shí)段的(de)電(diàn)網互濟需求增大。

分布式光(guāng)伏的(de)大發展所引發的(de)局部潮流“潮汐化(huà)”上(shàng)送,目前甚至能從(cóng)之前的(de)35KV上(shàng)送至110KV或220KV。區(qū)域高(gāo)比例新能源季節性的(de)平衡盈虧将導緻局部的(de)“遷徙式”電(diàn)力流出現(xiàn),面對(duì)各地(dì)發展不平衡、源網荷不協調、主配網、城(chéng)農(nóng)網差距大,高(gāo)比例新能源接入帶來(lái)電(diàn)力系統穩定及電(diàn)力系統平衡雙重難題等各種現(xiàn)實問(wèn)題,同時(shí)電(diàn)網交直流混聯,運行方式複雜(zá),考慮到極端天氣及故障因素等不确定性風(fēng)險,需要加快主幹網發展、補強配網。

六、儲能目前存在的(de)主要問(wèn)題

1. 産能擴張迅速而導緻的(de)結構性産能過剩問(wèn)題


由于儲能市(shì)場(chǎng)空間(jiān)巨大,各地(dì)政府紛紛推動儲能産業(yè)發展,導緻産業(yè)投資加速增長(cháng),全産業(yè)鏈擴産大潮興起。


2. 部分項目存在“建而不用”的(de)問(wèn)題,新能源配建儲能實際利用率不高(gāo)


盡管儲能裝機(jī)規模迅速增長(cháng),但(dàn)實際應用規模有(yǒu)限,導緻行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)低(dī)價低(dī)質競争的(de)現(xiàn)象,部分企業(yè)犧牲短期盈利參與市(shì)場(chǎng)競争。


3. 随着儲能産業(yè)鏈布局的(de)不斷完善,該産業(yè)進入商業(yè)化(huà)初期


我國(guó)儲能産業(yè)已初步建立了較為(wèi)完備的(de)産業(yè)鏈,從(cóng)材料生(shēng)産、設備制造到系統集成、資源回收等環節都(dōu)有(yǒu)所涉及,但(dàn)某些關鍵環節技(jì)術依賴進口。


4. 行業(yè)競争激烈


由于上(shàng)遊原材料供應充足,下(xià)遊市(shì)場(chǎng)需求旺盛,儲能行業(yè)消費(fèi)者的(de)議(yì)價能力較弱,盡管技(jì)術壁壘和(hé)資金(jīn)壁壘較高(gāo),但(dàn)潛在進入者的(de)威脅較大。儲能電(diàn)池市(shì)場(chǎng)競争格局較為(wèi)激烈,龍頭企業(yè)市(shì)場(chǎng)份額穩固,國(guó)內(nèi)企業(yè)快速崛起。


七、相(xiàng)關建議(yì)


政府應加大對(duì)儲能技(jì)術研發的(de)投入。通(tōng)過設立專項資金(jīn)、推動科(kē)研機(jī)構與企業(yè)合作(zuò)等多種方式,提供更多的(de)資金(jīn)和(hé)資源支持,以促進儲能技(jì)術的(de)創新與應用。政府可以設立儲能技(jì)術研發基地(dì),建立開(kāi)放(fàng)共享的(de)研發平台,鼓勵各方共同參與儲能技(jì)術的(de)研究和(hé)開(kāi)發,加快技(jì)術進步。

随着雙碳的(de)發展,高(gāo)比例新能源進入電(diàn)力系統,新型電(diàn)力系統需要大量靈活調節能力,要喚醒負荷側沉睡(shuì)的(de)靈活資源加入電(diàn)力系統調控,促進保供和(hé)消納。負荷側靈活資源能夠為(wèi)市(shì)場(chǎng)帶來(lái)新增紅利并實現(xiàn)自(zì)身(shēn)盈利,具備形成健康、可持續的(de)發展潛力。面對(duì)小(xiǎo)衆或不夠集中的(de)資源,發揮靈活調節的(de)價值還(hái)需要智能的(de)、可信的(de)技(jì)術支撐。根據供需實際情況科(kē)學優化(huà)确定配儲比例,完善儲能的(de)高(gāo)效利用機(jī)制,确保電(diàn)網企業(yè)應調盡調分布式儲能。

深入研究儲能系統參與電(diàn)力系統調峰、調頻(pín)、備用等輔助服務市(shì)場(chǎng)的(de)市(shì)場(chǎng)主體(tǐ)定位、價格形成機(jī)制和(hé)交易模式,通(tōng)過建立市(shì)場(chǎng)機(jī)制,創新開(kāi)展儲能調峰輔助服務以及參與新能源消納市(shì)場(chǎng)化(huà)交易,不斷探索和(hé)完善儲能商業(yè)模式,使新型儲能健康有(yǒu)序發展。


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