無論是全球?qū)崿F(xiàn)碳達峰和碳中和的長遠愿景，還是能源轉(zhuǎn)型改變現(xiàn)有電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實需求，應(yīng)用儲能系統(tǒng)調(diào)節(jié)電力供應(yīng)需求，平抑新能源設(shè)備并網(wǎng)后對電網(wǎng)帶來的沖擊，儲能市場應(yīng)運而生。
根據(jù)Bloomberg數(shù)據(jù)，2022年全球能源轉(zhuǎn)型投資規(guī)模突破1萬億美元，中國的投資金額達到5,460億美元，居世界首位。
與此相對應(yīng)的是，多家全球公司已密集加速布局儲能項目，儲能領(lǐng)域有望成為繼動力電池之后的另一“萬億”大市場。
以特斯拉為例，2023年4月9日，特斯拉上海儲能超級工廠項目官宣落戶上海臨港，這是特斯拉在中國的第二個超級工廠，特斯拉儲能超級工廠將規(guī)劃生產(chǎn)特斯拉超大型商用儲能電池（Megapack），工廠計劃于2023年第三季度開工，2024年第二季度投產(chǎn)。特斯拉CEO馬斯克預(yù)測，未來全球最終將需要240TWh儲能容量(含電站儲能和汽車電池)，他希望，早日把特斯拉的固定式儲能產(chǎn)能提高到1TWh/年。
除了特斯拉，國內(nèi)企業(yè)如寧德時代、遠景動力、蜂巢智儲、億緯鋰能、鵬輝能源也紛紛發(fā)力儲能。根據(jù)中國儲能產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布的《2023年中國新型儲能行業(yè)市場前景及投資研究報告》，目前國內(nèi)儲能市場規(guī)模已經(jīng)達到了256.8億人民幣，同比增長了50.8%，其中，鋰離子電池儲能系統(tǒng)是市場占比最大的儲能技術(shù)，占據(jù)了53.5%的市場份額。此外，鈉離子電池、壓縮空氣儲能和超級電容儲能技術(shù)等新型儲能技術(shù)也在中國得到了廣泛應(yīng)用。
以上種種，已經(jīng)成儲能行業(yè)內(nèi)的共識，也是我們把儲能納入投資方向的緣由：可再生能源的大型配儲市場即將迎來爆發(fā)，現(xiàn)在正是行業(yè)盛宴的前夜。
1
新能源演進：風(fēng)光逐步替代傳統(tǒng)能源最終成為主導(dǎo)
目前國內(nèi)發(fā)電還是以火電為絕對主力。但未來的趨勢顯而易見：風(fēng)光為主的新能源發(fā)電將逐步替代火電等傳統(tǒng)能源，最終成為主導(dǎo)。
除開火電不環(huán)保等環(huán)境因素，從經(jīng)濟上來說，新能源能替代傳統(tǒng)能源的主要動力是：新能源的發(fā)電成本已經(jīng)足夠低。
從2020年起，我國就逐步做到了光伏平價。
目前，國內(nèi)火電在只計算煤炭成本的情況下度電成本大約在0.24元，如果考慮設(shè)備折舊運維和稅費度電成本大約在0.49元。與之相比較，光伏的度電成本已經(jīng)下降到0.3元，海上風(fēng)電度電成本在0.4元，陸上風(fēng)電度電成本比海上風(fēng)電還要更低一些。
以這些數(shù)據(jù)推算，部分地區(qū)不僅能做到光伏平價，甚至還能做到光儲平價。
不僅是國內(nèi)，世界范圍內(nèi)也已大規(guī)模達到了光伏平價。
根據(jù)國際可再生能源機構(gòu)（IRENA）發(fā)布的《2021年可再生能源發(fā)電成本》顯示，在2021年新增的可再生能源電力中，近三分之二（1.63億千瓦）的發(fā)電成本低于20國集團（G20）中全球最廉價的燃煤發(fā)電成本。
在成本端的推動下，新能源的裝機量節(jié)節(jié)攀升。
截至2022年10月底，全國累計發(fā)電裝機容量約25億千瓦，同比增長8.3%，其中，風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機容量分別約3.5億千瓦和3.6億千瓦，占比約28.40%，風(fēng)光占比已經(jīng)從2012年的5.65%到目前的28.40%，現(xiàn)在每年新能源裝機增量已占總裝機增量 50%以上。按此趨勢，未來風(fēng)光為代表的新能源必將成為主導(dǎo)能源（火電為輔助能源）。
2
新能源并網(wǎng)沖擊電網(wǎng)的穩(wěn)定性 儲能成最優(yōu)解決方案
新能源逐步擴大規(guī)模也會給電網(wǎng)帶來很大的不穩(wěn)定隱患，根本原因是風(fēng)光自然資源不可控。
首先是新能源發(fā)電端的問題：
一是因為風(fēng)光不可控，造成用電高峰和發(fā)電高峰不匹配，需要調(diào)峰；
二是傳統(tǒng)火電是電壓源，光風(fēng)新能源發(fā)電是電流源，如果新能源占比太大，且風(fēng)光不可控，可能會導(dǎo)致瞬間電流很大，沖擊電網(wǎng)影響電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。
其次是負載端的問題：因為電動汽車、家用儲能等場景普及，可能會出現(xiàn)負載端功率瞬間增大或減少的情況，這就導(dǎo)致發(fā)電機要瞬間做功或降低轉(zhuǎn)速，需要調(diào)頻。但風(fēng)光不可控，電網(wǎng)提出的調(diào)頻要求風(fēng)光跟不上，傳統(tǒng)火電機組響應(yīng)能力有限，容易造成電網(wǎng)不穩(wěn)定。
以上種種影響因素亟待通過技術(shù)解決調(diào)峰和調(diào)頻的問題，以維護新型電網(wǎng)的穩(wěn)定，目前來講，最優(yōu)的解決方案就是儲能。
那么，儲能是如何解決新型電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻的問題呢？
首先是調(diào)峰。
為什么要調(diào)峰？這是由于新型電網(wǎng)每天的供需不匹配導(dǎo)致。
我們知道，每天電網(wǎng)的用電負荷是不均勻的。用電高峰時，電網(wǎng)往往超負荷，此時需要投入在正常運行以外的發(fā)電機組以滿足需求。用電高峰通常是每天7am-11pm，其中尖峰通常是10am、4pm和8pm這三個時間段。但這些時間段，風(fēng)光發(fā)電通常不是最高峰。這就存在著源和荷的錯配，就有了調(diào)峰的需求。
當新能源比例增大后，調(diào)峰問題就變得更加嚴峻。在不擴充冗余機組的情況下，最優(yōu)解就是用儲能裝置將波谷的電存起來，用在波峰上面，這便是儲能解決電網(wǎng)的根本邏輯。
其次是調(diào)頻問題。電網(wǎng)的頻率是 50Hz，波動不能超過±0.2，如果超過這個范圍就需要調(diào)頻，不然電網(wǎng)穩(wěn)定性會出問題。
調(diào)頻又分為一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。
一次調(diào)頻是電力系統(tǒng)里電網(wǎng)頻率發(fā)生變化后（一般是負荷變動影響），靠廠級的一個總控制器，把指令分解發(fā)給每臺機組。每臺機組調(diào)節(jié)自身功率從而使得頻率和功率達到一個新的有差的平衡。一次調(diào)頻為反饋閉環(huán)控制，采用就地響應(yīng)方式，無需電網(wǎng)調(diào)度進行干預(yù)，其響應(yīng)時間約為幾秒，原來是用火電機組來調(diào)節(jié)，但隨著新能源增長，火電機組不太夠用，響應(yīng)速度也慢，需要響應(yīng)速度快的儲能來補充。
二次調(diào)頻是指當電力系統(tǒng)負荷或發(fā)電出力發(fā)生較大變化時，一次調(diào)頻不能滿足要求時采用的調(diào)頻方式，通常采用電網(wǎng)自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）方式進行。
綜上，以飛輪為代表的儲能技術(shù)或在調(diào)頻方面發(fā)揮重要作用。
3
政策和市場雙重推動 儲能市場規(guī)模迎來快速增長
先說政策一側(cè)。
我國從很早就開始了新能源的布局，光伏風(fēng)電的水平現(xiàn)在更是世界一流。也因為過往的布局，很早意識到了儲能的重要性，在政策端進行強力推動。
從2021年開始，儲能方面的政策頻出，其中，國家發(fā)改委、能源局等國家有關(guān)部委發(fā)布的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了儲能領(lǐng)域的發(fā)展步驟：到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機規(guī)模達 3000萬千瓦以上。到 2030 年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展 。
《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》要求，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具有大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件，商業(yè)模式基本成熟；到 2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。
《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》發(fā)布后，地方電網(wǎng)陸續(xù)發(fā)布新增風(fēng)光發(fā)電強制配儲方案，以10%*2h為主。強制配儲方案其實大大加速了整個儲能市場的增長速率，政策層面的加持讓行業(yè)爆發(fā)的時間再次提前。
從近幾年的儲能市場增速來看。
僅計算強制配儲的規(guī)模，近3年每年風(fēng)光新增裝機數(shù)在1億千瓦以上。強制10%裝機數(shù)就是1000萬千瓦，假設(shè)配儲時長2h，就是2000萬千瓦時的儲能設(shè)備。當前儲能設(shè)備初裝成本2-4元/wh，所以整個市場只算強制配儲的初裝成本每年就有400億以上（目前電化學(xué)儲能約占10%）。
若以長遠來看，新能源至少要占50%，截至2022年10月底，全國累計發(fā)電裝機容量約25億千瓦，風(fēng)光合計7.1億千瓦，假設(shè)不算新增市場只算存量替代，至少還有5億千瓦的新能源裝機數(shù)，這部分存量替代也有3000億的市場容量。龐大的市場容量導(dǎo)致了行業(yè)規(guī)模的快速增長，過去5年儲能的總裝機規(guī)模年增速均高于 50%。
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三個節(jié)點后 儲能行業(yè)未來至少千億級市場規(guī)模
未來儲能行業(yè)或?qū)⒔?jīng)歷三個階段，每個階段都將帶動儲能市場高速增長。
第一階段是2020-2025年，通信市場為主、電力市場為輔。驅(qū)動因素是發(fā)電側(cè)光儲趨向平價，光儲平價前暫由5G通信基站建設(shè)帶動儲能市場增長，光儲平價后將由大規(guī)模儲能電站引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，到2025年市場規(guī)模是100億級。
第二階段是2025-2030年，新能源成為增量主力，電網(wǎng)穩(wěn)定性亟需儲能。驅(qū)動因素是新能源成為主要新增能源，為了維護電網(wǎng)穩(wěn)定，儲能需求急劇提升，預(yù)計2030年市場規(guī)?；蜻_1000億級。
第三階段是2030-2060年，新能源進行火電機組的存量替代，市場規(guī)模極具想象空間。
5
不同應(yīng)用場景有對應(yīng)最適合的儲能技術(shù)
儲能行業(yè)非常大，大到每一個技術(shù)路徑都能找到自己對應(yīng)最適合的落地場景。那么對于長時儲能和調(diào)頻儲能最適合的技術(shù)是什么呢？
根據(jù)原理，儲能主要的技術(shù)路徑主要分為：
機械儲能，包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等；
電化學(xué)儲能，包括鋰離子、鈉離子和液流電池；
電磁儲能，包括超級電容和超導(dǎo)。
其中目前以抽水儲能為代表的機械儲能是主要落地方案，而電化學(xué)儲能中鋰離子的方案最為成熟。
評判每種儲能技術(shù)的核心指標有 5 個：
充放速率（響應(yīng)速度）：充放的快慢決定是否滿足應(yīng)用場景的技術(shù)需求；
充放深度：單次充放循環(huán)中需要保留的能量，決定儲能的有效能量；
充放電效率：單次循環(huán)的充放能量損耗，能效；
儲能循環(huán)次數(shù)和壽命：生命周期內(nèi)的有效循環(huán)次數(shù)；
成本。此外還要考慮每種儲能技術(shù)的成熟度。
各個技術(shù)方案有各自的優(yōu)缺點，目前來講沒有完美的方案，但有最適合的落地場景。
大體上來講，從長時儲能來看，抽水蓄能的技術(shù)最為成熟，成本也足夠低，但對地理地質(zhì)有要求，而中國風(fēng)光資源主力的三北地區(qū)要么缺少地勢差，要么缺水系，所以抽水蓄能存在地理地質(zhì)資源錯配的問題，同樣的問題也存在壓縮空氣儲能身上。此外抽水蓄能的響應(yīng)速度也較慢。
電化學(xué)儲能里，鋰離子電池的技術(shù)最為成熟，也是第一批強制配儲的主力技術(shù)方案，具有成本低、響應(yīng)快、效率高的優(yōu)點，但作為長時儲能來講，鋰離子的循環(huán)壽命和安全性問題存在問題。未來盡管可以從半固態(tài)和固態(tài)的方向進行技術(shù)升級解決安全的問題，但是循環(huán)壽命確實是一個短板。
鈉離子電池盡管進一步降低了成本，增加了安全性，但比鋰電池更低的循環(huán)壽命限制了其在長時儲能方面的落地，目前鈉離子電池還處于工程示范的早期，主要還是在兩輪車等應(yīng)用場景對鉛蓄電池進行替代，而不是長時儲能場景。
全釩液流是長時儲能方面的較優(yōu)選擇，壽命長、響應(yīng)快，效率較高，未來成本進一步下降后有可能和鋰電池在長時儲能領(lǐng)域掰一掰手腕。
除了上述路徑外，三元鋰、鈉硫電池因為安全性的問題已經(jīng)被國家禁止用于大型儲能。
從調(diào)頻應(yīng)用場景來講，飛輪、超級電容在技術(shù)指標上來講均有機會，將來還是看各自在實際工程中的成本、穩(wěn)定性和使用壽命誰做得好。
結(jié)語
以上內(nèi)容，我們主要展望了大型儲能領(lǐng)域未來廣闊的確定性市場，并闡述了此中的緣由和邏輯，也對長時儲能和調(diào)頻儲能最適合的技術(shù)路徑進行了簡要分析。對于儲能的大賽道，市場化投資的角度和政府投資的角度略有不同，甚至是互補性，后面筆者也會就看好的幾條細分賽道（釩液流、飛輪等）對儲能領(lǐng)域的投資進行進一步的分析研究。希望這些觀點拋磚引玉，歡迎和儲能領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)者、投資人多多交流。
原標題：行業(yè)盛宴前夜，儲能領(lǐng)域有哪些機會？
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