隆冬將至,電荒席卷歐美。歐洲電價上漲,美國14州拉閘斷電。新能源大國對于儲備能源的呼聲越來越高。隨著世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛加碼布局儲能,我國的儲能技術(shù)開始加速推進(jìn),儲能行業(yè)正在迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。中國的儲能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚,但發(fā)展速度很快。據(jù)伍德麥肯茲預(yù)測,到2024年,中國儲能部署基數(shù)將增加25倍,將成為亞太地區(qū)最大的儲能市場。
最近,國內(nèi)多地出現(xiàn)了不同程度的電力緊張,這背后凸顯了電力系統(tǒng)一個短板——儲能技術(shù)。
儲能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲起來而在需要的時候再釋放的過程,既可以提高能源利用效率,也可以擴(kuò)大新型可再生能源的實(shí)際應(yīng)用。簡單來說,儲能主要是給電力能源建立庫存,以備急用。
現(xiàn)代社會高度依賴電力儲能,包括電力系統(tǒng)、通信基站、數(shù)據(jù)中心、UPS、軌道交通、人工/機(jī)器智能、工業(yè)應(yīng)用、軍事應(yīng)用、航空航天等諸多領(lǐng)域均離不開儲能。尤其是針對電力系統(tǒng)而言,如果沒有發(fā)達(dá)的儲能技術(shù),那就意味著龐大的電力沒有“庫存”。
今年7月份,國家發(fā)展改革委下發(fā)《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《意見》),明確提出到2025年,實(shí)現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上。新型儲能在推動能源領(lǐng)域碳達(dá)峰、碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。30GW以上,意味著目前裝機(jī)規(guī)模的近10倍。顯然,儲能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的季節(jié)就要來到了。
調(diào)整能源結(jié)構(gòu)
政策驅(qū)動儲能增長,并不是為了增加電力庫存。儲能還可以起到一個調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的作用。
2020年,我國發(fā)電裝機(jī)容量是22億kW。其中,火電占比56.58%,為12.45億kW。風(fēng)光占比24.31%,為5.35億kW。其余的19.11%,是水電核電等。
實(shí)現(xiàn)碳中和,必須減排。這意味著火電規(guī)模需要收縮,而水電受限于自然條件,核電受限于安全問題,兩者均難成為新能源主力。
剩下的選擇就只有風(fēng)光發(fā)電了。應(yīng)市場需求召喚,風(fēng)光發(fā)電正在激增。僅2020年,風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)就增長了近1.2億kW。
按照這個速度,不難推測,2030年的風(fēng)光發(fā)電裝機(jī),遠(yuǎn)不止12億kW。但是有時電力不夠穩(wěn)定,容易造成發(fā)電與用電負(fù)荷的不匹配。儲能的重要性不言而喻。積極發(fā)展儲能技術(shù),既可以實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的削峰填谷,又可以提高發(fā)電的穩(wěn)定性,還可以減少棄風(fēng)棄光率。
風(fēng)光發(fā)電發(fā)展的前提必須要有儲能技術(shù)支持。從這個角度來看,儲能不僅能增加電力“庫存”,還是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和保障新能源增長這盤大棋中,必不可少的一步。
《意見》還進(jìn)一步明確,到2030年,實(shí)現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。新型儲能核心技術(shù)裝備自主可控,技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列,標(biāo)準(zhǔn)體系、市場機(jī)制、商業(yè)模式成熟健全,與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展,裝機(jī)規(guī)?;緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲能成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一。在碳中和背景下,儲能的戰(zhàn)略地位,驟然升高。
新型儲能技術(shù)
大多剛剛萌芽
有新型儲能,就有傳統(tǒng)儲能。當(dāng)前,儲能技術(shù)主要有四個方向:抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能和電化學(xué)儲能。
抽水儲能,就是把水抽到高處,需要時再水力發(fā)電。抽水儲能占據(jù)整個市場90%以上份額,雖然占主導(dǎo)地位,但是抽水儲能缺點(diǎn)也很明顯,比如儲能過程中機(jī)械損耗較大,電站效率60%-75%,且建設(shè)周期長,較強(qiáng)地依賴地理?xiàng)l件。這種儲能方式是傳統(tǒng)儲能的代表,容量大,但是應(yīng)用場景受限,因此增長幾乎陷于停滯。
壓縮空氣儲能和飛輪儲能能量、功率比較小,前者尚在項(xiàng)目探索之中,后者在國網(wǎng)和南網(wǎng)有小規(guī)模應(yīng)用。
電化學(xué)儲能,也就是以鋰電池為代表的各種電池技術(shù),其應(yīng)用場景最廣泛,被認(rèn)為是未來儲能技術(shù)的主流,行業(yè)預(yù)測將來會占到全部儲能的90%以上。
當(dāng)然,儲能的方式還有其他類型。除了上述抽水、電化學(xué)、飛輪儲能、壓縮空氣儲能這四大類,還有電感儲能、超導(dǎo)儲能、超級電容儲能、光熱儲能,等等。目前能商業(yè)化的,也就是主流的儲能,主要就是兩類:抽水儲能和新型儲能。
《意見》鼓勵抽水儲能繼續(xù)發(fā)展,更看重新型儲能的發(fā)展。
新型儲能技術(shù)雖然多種多樣,但大多剛剛萌芽,許多還在實(shí)驗(yàn)室探索之中,其中產(chǎn)業(yè)化比較成熟的當(dāng)屬電化學(xué)儲能,即電池儲能,主要包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、鈉硫電池、全礬液流電池等。
電化學(xué)儲能隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的成長得以快速發(fā)展。統(tǒng)計(jì)顯示,2014-2019年,全球電化學(xué)儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模從0.89GW迅速上漲至8.2GW,CAGR高達(dá)55.85%。
電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展比較完備。儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括電池原材料及生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商等;中游主要為電池、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)以及儲能變流器供應(yīng)商;下游主要為儲能系統(tǒng)集成商、安裝商以及終端用戶等。
目前,制約電化學(xué)儲能發(fā)展的主要是成本偏高的問題。根據(jù)行業(yè)資料顯示,電化學(xué)儲能成本呈每年下降趨勢,根據(jù)BNEF預(yù)測,2020年、2025年、2030年20MW/80MWh儲能項(xiàng)目系統(tǒng)成本將分別下降至304、203、165美元/kWh。也就是到2030年,儲能成本約為1000元/kWh。
行業(yè)正在迎來
前所未有的發(fā)展機(jī)遇
新型儲能技術(shù)可以改變電力市場,給人類社會造成深遠(yuǎn)的影響。事實(shí)上,主要經(jīng)濟(jì)體已經(jīng)開始加碼儲能市場,以適應(yīng)電力行業(yè)新的顛覆性改革,從地域來看主要分布在歐洲、美國和亞洲。
歐洲是全球最大的儲能市場。根據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì),歐洲2020年新增儲能裝機(jī)量1.2GW/1.9GWh,同比增長19%,2020年全球儲能市場新增規(guī)模達(dá)到5.3GW/10.7GWh。受新的頻率響應(yīng)、容量市場和可再生能源同城化機(jī)會的推動,預(yù)計(jì)2021年將實(shí)現(xiàn)70%的增長。
美國想要超越歐洲。按照有關(guān)規(guī)劃,在2021年,美國的儲能項(xiàng)目預(yù)計(jì)將占全球市場的50%,繼2020年之后增長3倍。
不僅如此,美國的視野更加長遠(yuǎn)和完備。
據(jù)媒體報(bào)道,美國能源部(DOE)近日發(fā)起“長時儲能攻關(guān)”計(jì)劃,將考慮所有類型的儲能技術(shù),包括電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能、儲熱、化學(xué)儲能,以及可滿足電網(wǎng)靈活性所需的持續(xù)時間和成本目標(biāo)的任何儲能技術(shù)組合,以實(shí)現(xiàn)在未來十年內(nèi),將數(shù)百GW的清潔能源引入電網(wǎng),同時將儲能時間超過10小時的系統(tǒng)成本砍掉90%。
亞洲儲能項(xiàng)目裝機(jī)主要分布在中國、日本、印度和韓國。日本起步較早。2016年4月,日本政府發(fā)布《能源環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略2050》對儲能做出部署,提出研究低成本、安全可靠的快速充放電先進(jìn)電池技術(shù),使其能量密度達(dá)到現(xiàn)有鋰離子電池的7倍,成本降至1/10。同時,日本政府對戶用儲能提供補(bǔ)貼,采用激勵措施鼓勵住宅采用儲能系統(tǒng),對實(shí)施零能耗房屋改造的家庭提供一定補(bǔ)貼。
中國的儲能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚,但發(fā)展速度很快。據(jù)伍德麥肯茲(Wood Mackenzie)預(yù)測,到2024年,中國儲能部署基數(shù)將增加25倍,儲能功率和儲電量分別達(dá)到12.5GW和32.1GWh,將成為亞太地區(qū)最大的儲能市場。政府在儲能領(lǐng)域的積極政策激勵是促進(jìn)行業(yè)快速發(fā)展的主要原因,也是儲能部署的主要推動力。
印度2022年智能城市規(guī)劃中,將可再生能源的裝機(jī)目標(biāo)增加到175GW。為此,政府發(fā)布光儲計(jì)劃、電動汽車發(fā)展目標(biāo)、無電地區(qū)的供電方案等。很多海外電池廠商在印度建廠,印度希望不斷提升電池制造能力,陸續(xù)啟動儲能技術(shù)在電動汽車、柴油替代、可再生能源并網(wǎng)、無電地區(qū)供電等領(lǐng)域的應(yīng)用。
韓國持續(xù)推動儲能在大規(guī)??稍偕茉搭I(lǐng)域的應(yīng)用,政府主要通過激勵措施,例如為商業(yè)和工業(yè)用戶提供電費(fèi)折扣優(yōu)惠等方式,支持儲能系統(tǒng)部署。
隆冬將至,電荒席卷歐美。歐洲電價上漲,美國14州拉閘斷電。新能源大國對于儲備能源的呼聲越來越高。隨著世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛加碼布局儲能,我國的儲能技術(shù)開始加速推進(jìn),儲能行業(yè)正在迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
儲能問題關(guān)乎國家未來。隨著全球的能源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)向新能源,可以說,我國能不能在2060年前順利實(shí)現(xiàn)碳中和,很大程度要看儲能技術(shù)發(fā)展的情況。
今年10月初,國家能源局綜合司公開征求《電化學(xué)儲能電站并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議》意見。此舉標(biāo)志著電化學(xué)儲能為代表的新型儲能納入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)操階段,其與電網(wǎng)的適應(yīng)性將逐步加強(qiáng),預(yù)示著新型儲能成為新型電力系統(tǒng)的主力軍,必將更快地進(jìn)入良性發(fā)展階段。