我們即將直面新世紀(jì)以來,最艱難的一次電荒。
過去兩年,中國都有出現(xiàn)大規(guī)模電荒,全國一度有超過20個省市區(qū)實(shí)施限電,最嚴(yán)重的時候,有的城市甚至紅綠燈都暫時停止運(yùn)行。
而今年,“史上最熱夏天”在多個國家刷新高溫記錄,新一輪的電荒危機(jī)已迫在眉睫。
就在前幾天,國家能源局史無前例地舉辦了跨省區(qū)大面積停電事件應(yīng)急演練,連“上海大停電”這樣的極端情況,都被列入了應(yīng)急假想預(yù)案。
對于四川來說,這既是嚴(yán)峻挑戰(zhàn),也是機(jī)遇所在。
近幾年來,電荒為何愈演愈烈?
除了暑熱干旱以外,更深遠(yuǎn)的原因,是受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化以及雙碳戰(zhàn)略影響,中國電力的供需兩側(cè)都同時發(fā)生了趨勢性變化。
在供給側(cè),水電、風(fēng)電、光伏等清潔能源的裝機(jī)占比持續(xù)提升,而在需求側(cè),第三產(chǎn)業(yè)和城鄉(xiāng)居民用電量占比也在持續(xù)增長。
國家能源局7月31日發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至6月底我國可再生能源裝機(jī)達(dá)到13.22億千瓦,歷史性超過煤電,約占我國總裝機(jī)的48.8%。
而與傳統(tǒng)火電和工業(yè)生產(chǎn)不同,無論清潔能源還是居民用電,都有明顯的峰谷周期性,且供給與需求的匹配存在錯位。
比如,光伏主要在白天發(fā)電,而城市居民的用電高峰則集中在夜晚。
極端的天氣,結(jié)構(gòu)的失衡,雙重因素疊加之下,電力的調(diào)度就成為癥結(jié)。
從根源上來說,中國電力系統(tǒng)供需平衡的關(guān)鍵,已經(jīng)不是發(fā)電能力的進(jìn)一步增長,而是發(fā)電與用電的匹配優(yōu)化。
比如水電大省四川,每年“西電東送”外供電力超千億千瓦時,2022年的棄水電量也高達(dá)166.01億千瓦時,但在去年電荒時,竟然也一度出現(xiàn)嚴(yán)重的缺電困境。
為了解決這一困局,中國已經(jīng)加快了電力體制改革的速度與力度,加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng),已經(jīng)成為整個中國電力改革的大潮所向。
在這一過程中,制度上最大的挑戰(zhàn),是建立供需匹配更高效的電價機(jī)制,基礎(chǔ)設(shè)施上,則是建立更充分的儲能體系,以滿足電力調(diào)度需求。
什么是儲能?
儲能,即通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲起來,在需要時再釋放的過程。儲能可以穩(wěn)定電力系統(tǒng),減少波動性,同時解決結(jié)構(gòu)性缺電問題。
根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式的不同,儲能技術(shù)主要可以分為三類:物理儲能、化學(xué)儲能和其他(電化學(xué)電容器、超導(dǎo)儲能)。其中,抽水蓄能以外的其他方式被統(tǒng)稱為新型儲能。
這些技術(shù)路線各有優(yōu)劣,在經(jīng)濟(jì)性、安全性方面表現(xiàn)各異。
主要儲能形式的儲能容量和儲能時長
我國儲能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
根據(jù)國家能源局組織編寫的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》,截至2022年,我國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到4579萬千瓦,新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到870萬千瓦。
而根據(jù)CNESA全球儲能項(xiàng)目庫的不完全統(tǒng)計(jì),截至2022年底,中國已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.8GW,在全球規(guī)模中占比25.2%,年增長率38%,快于全球增速。
尤其是新型儲能,更是發(fā)展迅速,累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到13.1GW/27.1GWh,功率規(guī)模年增長率達(dá)128%,能量規(guī)模年增長率達(dá)141%。
即使如此,未來幾年內(nèi),新型儲能的裝機(jī)規(guī)模至少還有數(shù)倍增長空間。
比如海通證券就在研報(bào)中預(yù)測,中國新型儲能的裝機(jī)規(guī)模,將在2025年達(dá)到30GWh以上。
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能分會也預(yù)測,到2025年新型儲能的產(chǎn)業(yè)規(guī)?;蛲黄迫f億大關(guān),到2030年預(yù)計(jì)接近3萬億元。
目前我國新型儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)以下幾個特征:
就技術(shù)路線來看,以鋰離子電池為主導(dǎo),其他技術(shù)百花齊放各有突破。
2022年,新增新型儲能中鋰離子電池占據(jù)絕對主導(dǎo)地位,比重達(dá)97%。此外,壓縮空氣儲能、液流電池、鈉離子電池、飛輪等其它技術(shù)路線的項(xiàng)目,在規(guī)模上有所突破,應(yīng)用模式逐漸增多。
就企業(yè)來看,一超多強(qiáng),寧德時代獨(dú)占鰲頭。
目前業(yè)務(wù)營收靠前的主要是鋰電企業(yè),其中寧德時代獨(dú)占鰲頭,是第二的3倍還多。
就裝機(jī)地域分布來看,截至2022年底,中國新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模前五名省份分別為山東、寧夏、廣東、湖南、內(nèi)蒙古。累計(jì)裝機(jī)規(guī)模分別為:山東155萬千瓦、寧夏90萬千瓦、廣東71萬千瓦、湖南63萬千瓦、內(nèi)蒙古59萬千瓦。
就儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)先城市來看,據(jù)賽迪顧問“2022新型儲能十大城市/園區(qū)研究報(bào)告”,長沙市、寧波市、廣州市、杭州市、常州市、西安市、南通市、合肥市、宜春市和東莞市排名前十。
作為“2022新型儲能十大城市”首城,長沙的發(fā)展路線或許值得參考。長沙成立了先進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)投資基金,通過資金引導(dǎo)吸引行業(yè)頭部企業(yè)落戶,一方面幫助企業(yè)躍上發(fā)展的新臺階,另一方面促進(jìn)長沙儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈添上了濃墨重彩的一筆,實(shí)現(xiàn)資本與產(chǎn)業(yè)共贏。
就儲能產(chǎn)業(yè)主要推動力來看,目前,我國儲能產(chǎn)業(yè)主要依靠政策推動,但各地也正積極探索儲能商業(yè)模式,推動儲能產(chǎn)業(yè)向商業(yè)模式驅(qū)動轉(zhuǎn)變。
●長沙:融資租賃模式
由電池廠商負(fù)責(zé)提供電芯,國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)采購電池管理系統(tǒng)等。項(xiàng)目運(yùn)營由國家電網(wǎng)負(fù)責(zé),電池廠商在項(xiàng)目運(yùn)營過程中收取電池租金,并提供維護(hù)服務(wù)。
優(yōu)勢:一方面降低了投資,另一方面引入有維護(hù)能力的企業(yè)共同分?jǐn)傦L(fēng)險,有力推動了區(qū)域內(nèi)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
●廣州:增加峰谷價差,刺激用戶側(cè)自主建設(shè)
通過加大電價的峰谷價差,增加用戶側(cè)投資儲能電站的經(jīng)濟(jì)性,并允許用戶側(cè)儲能并網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻,進(jìn)一步提升用戶積極性。
優(yōu)勢:用戶側(cè)儲能預(yù)期規(guī)模龐大,利用峰谷價差套利是目前用戶側(cè)儲能最主要的盈利方式。加大峰谷價差的基礎(chǔ)上,允許用戶側(cè)儲能參與電網(wǎng)峰谷調(diào)節(jié),進(jìn)一步增加了用戶側(cè)儲能的盈利空間。利于用戶側(cè)儲能發(fā)展。
●上海:創(chuàng)新發(fā)展虛擬電廠,培育儲能產(chǎn)業(yè)突破口
整合分布式儲能,利用智能化設(shè)備控制終端用電,建成可發(fā)可用的虛擬電廠。
優(yōu)勢:虛擬電廠是儲能應(yīng)用、電網(wǎng)運(yùn)營的數(shù)字化管理平臺,能有效促進(jìn)電力資源的高效配置,有利于推動儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用普及。從供應(yīng)端發(fā)力,聚合各級別虛擬電廠統(tǒng)一調(diào)控,強(qiáng)化了虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的能力;將運(yùn)營利潤全額分配給參與者,極大帶動參與者積極性。
●山東、青海等地:容量電價補(bǔ)償
容量電價補(bǔ)償模式是針對容量市場提出的一種解決方案,即各地國網(wǎng)電力公司、電力交易中心等有關(guān)部門,按照容量補(bǔ)償電價,定期向電力用戶收取容量電費(fèi),并將一定比例的費(fèi)用補(bǔ)償給獨(dú)立儲能等市場機(jī)組。容量補(bǔ)償機(jī)制的收入相對固定,但補(bǔ)償費(fèi)用有限,對電站成本回收的效果極小,往往不能作為項(xiàng)目的主要盈利模式。從具體實(shí)踐看,該機(jī)制目前主要在山東、青海等地試行。
總的來說,我國儲能產(chǎn)業(yè)處于依賴政策推動的初級階段,遍地開花,成果可期。
但也有研究顯示,儲能產(chǎn)業(yè)存在產(chǎn)能過剩的隱憂。
據(jù)研究,截至目前,全國已有近30個省份出臺“十四五”新型儲能規(guī)劃或新能源配置儲能文件,合計(jì)規(guī)劃新型儲能發(fā)展目標(biāo)已超6000萬千瓦,是國家能源局《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》中所設(shè)目標(biāo)的兩倍。
火熱規(guī)劃背后,儲能產(chǎn)業(yè)還存在著經(jīng)濟(jì)性差、安全性低等問題。在2023世界動力電池大會儲能高峰發(fā)展論壇上,多位專家及企業(yè)高管也反復(fù)提及安全性、技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性是新型儲能發(fā)展的關(guān)鍵,也是其走向商業(yè)化的必由之路。
針對儲能這個新興市場,四川也積極籌劃布局。
2021-2023年,《四川省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》《四川省“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》《四川省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》等政策相繼發(fā)布。最新政策明確,四川將加強(qiáng)大容量電化學(xué)、壓縮氣體等新型儲能技術(shù)攻關(guān)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,研發(fā)熔鹽儲能供熱和發(fā)電、飛輪儲能、高溫相變材料儲熱等關(guān)鍵技術(shù),開展百兆瓦級高原光儲電站智能運(yùn)維技術(shù)與應(yīng)用示范。
技術(shù)路線上,四川形成了與國內(nèi)基本一致的產(chǎn)業(yè)布局:鋰離子電池為主導(dǎo),其他技術(shù)路線百花齊放。
●鋰離子電池
依托占全國總量57%的豐富鋰礦資源和“綠電”優(yōu)勢,各動力電池頭部企業(yè)紛紛向四川轉(zhuǎn)移。目前,四川已成為全球動力電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系最完整、配套協(xié)作能力最強(qiáng)的地區(qū)之一,形成了以宜賓為主導(dǎo),成都、遂寧、眉山、甘孜、阿壩等協(xié)同發(fā)展的格局。隨著各龍頭企業(yè)向儲能方向轉(zhuǎn)型,四川儲能鋰電發(fā)展良好。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院,四川省鋰離子儲能電池生產(chǎn)基地16個,其中,成都5個,德陽、綿陽、遂寧、宜賓各2個,達(dá)州、眉山、南充各1個。
僅宜賓就已建成鋰電儲能電池產(chǎn)能25GWh,2022年宜賓儲能電池出貨量已達(dá)到14.5GWh,占全球出貨量10.2%、全國出貨量11.15%。
后來者還有成都、阿壩:目前,阿壩州政府?dāng)M在德阿園區(qū)投資5億元,建設(shè)一個年產(chǎn)200MW的儲能鋰電池生產(chǎn)基地。而成都依托強(qiáng)大的科研實(shí)力和周邊配套產(chǎn)業(yè)鏈,吸引儲能企業(yè)2262家,其中有專利信息91家。中創(chuàng)新航科技、蜂巢能源科技、億緯等鋰電頭部企業(yè)紛紛落戶成都,成立分、子公司。
●氫儲能
目前,四川儲能另一個已形成一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模的儲能技術(shù)路線是氫儲能。
氫能一直被視為清潔能源的終極方案,同時也是較為理想的儲能介質(zhì),但因?yàn)榘踩?、?jīng)濟(jì)性和“灰氫”環(huán)保性等爭議,近年來全國的氫能產(chǎn)業(yè)化速度相對緩慢。但四川“綠電”豐富,制備“綠氫”存在天然優(yōu)勢。同時,在試驗(yàn)性物流網(wǎng)絡(luò)“成渝氫走廊”加持下,據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院不完全統(tǒng)計(jì),四川省氫能生產(chǎn)基地7個,其中,成都4個,攀枝花2個,雅安1個。
成渝氫走廊:“一軸、一港、一區(qū)、三路”的“1113”發(fā)展格局。
一軸:成都—內(nèi)江—重慶發(fā)展軸。
一港:川南氫港。
一區(qū):攀西示范區(qū)。
三路:攀枝花—涼山—雅安—成都、樂山—眉山—成都、阿壩—綿陽—德陽—成都三條綠色氫路。
根據(jù)《四川省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025年)》,五年內(nèi)將打造國內(nèi)國際知名氫能產(chǎn)業(yè)基地。
●釩儲能
同時,依托資源量居世界第三的釩礦和區(qū)域政策支持,四川釩電儲能發(fā)展迅猛。
釩作為釩電池的基礎(chǔ)和關(guān)鍵材料,占釩電池成本的50%左右,擁有釩資源,就掌握了釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權(quán)。目前四川省已有釩電池生產(chǎn)基地7個,其中,攀枝花市2個,成都市、樂山市、涼山州、內(nèi)江市、雅安市各1個。還有偉力得、攀鋼釩鈦等龍頭企業(yè)。其中攀枝花釩電儲能發(fā)展尤為占優(yōu),依托得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢和雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢,正全力建設(shè)“中國釩電之都”。
據(jù)四川省經(jīng)濟(jì)和信息化廳等5部門發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)釩鈦產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施意見》,到2025年,四川省將形成布局合理、品牌突出、智能化水平高、綠色低碳可持續(xù)的發(fā)展格局和世界級的釩鈦新材料集群,產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到2000億元以上,釩電池系統(tǒng)集成達(dá)1GW/年。
在其他技術(shù)路線上,四川各地也依托自身豐富的自然稟賦,發(fā)展出了各具特色的儲能產(chǎn)業(yè)。
鈉離子電池方面,四川有生產(chǎn)基地3個,達(dá)州、成都、自貢各1個。
物理儲能方面,德陽有全球單機(jī)功率最大、儲能容量最大的二氧化碳+飛輪儲能示范項(xiàng)目,占地18000㎡,儲能規(guī)模10MW/20MWh,由百穰能源、東方汽輪機(jī)、西安交通大學(xué)合作建設(shè)。該項(xiàng)目是全球首個二氧化碳+飛輪儲能示范項(xiàng)目,驗(yàn)證了二氧化碳儲能可行性,拓寬了儲能發(fā)展道路。
同時,遂寧、自貢的壓縮空氣儲能也有良好的發(fā)展態(tài)勢。在這方面,依托龍頭企業(yè)東方汽輪機(jī),四川具備一定優(yōu)勢。
●四川儲能發(fā)展現(xiàn)狀
目前,除鋰離子儲能外,四川多線并舉、多點(diǎn)開花的新型儲能產(chǎn)業(yè),大多數(shù)都還未見結(jié)果。
可能有兩方面的原因:
一是新型儲能項(xiàng)目成熟度偏低,且各技術(shù)路線之爭未分勝負(fù),未來格局并不清晰,任何高強(qiáng)度的投資都無異于豪賭,所以多數(shù)示范項(xiàng)目都是小規(guī)模試驗(yàn)性項(xiàng)目;
二是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈不完善,難以支撐大規(guī)模推廣復(fù)制。
另外,相比其他地區(qū),四川儲能產(chǎn)業(yè)還存在商業(yè)模式單一的問題,目前僅限于發(fā)電側(cè)配儲。
當(dāng)然,用戶側(cè)儲能發(fā)展不足的問題,并不是四川獨(dú)有,而是相對普遍。
其原因在于,發(fā)電側(cè)相對集中,所以儲能規(guī)模效應(yīng)明顯,而用戶側(cè)儲能本身的經(jīng)濟(jì)性和安全性仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
根據(jù)《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》規(guī)劃,到2030年要實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)和響應(yīng)能力的提升目標(biāo)線,僅僅只有5%。
而且,隨著政策逐步完善,用戶側(cè)儲能可能迎來春天。
伴隨著“關(guān)于深化電力體制改革加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的指導(dǎo)意見”以及電改相關(guān)政策文件的陸續(xù)出臺,儲能行業(yè)的確定性正在增強(qiáng),四川積極發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)的時機(jī)也正在成熟。
今年2月16日,四川省發(fā)改委已經(jīng)發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好四川省電網(wǎng)企業(yè)代理購電工作的通知》,鼓勵支持10千伏及以上的工商業(yè)用戶直接參與電力市場。
我們認(rèn)為,四川儲能產(chǎn)業(yè)未來可以在幾個方面發(fā)力:
1、安全為先,優(yōu)先發(fā)展抽水蓄能、鋰離子電池儲能兩大成熟優(yōu)勢領(lǐng)域,支持自貢等地利用鹽穴資源發(fā)展空氣壓縮儲能,密切跟蹤氫儲能產(chǎn)業(yè),保持對其他新型儲能技術(shù)的必要關(guān)注,并進(jìn)行一定技術(shù)儲備。
目前,安全性仍是影響電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最關(guān)鍵因素,也是儲能相關(guān)企業(yè)必須關(guān)注的首要問題。
儲能電站安全管理涉及材料、機(jī)械、電氣、控制等多學(xué)科專業(yè)交叉,電池?zé)崾Э氐恼T因復(fù)雜,因此需要從電站設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、驗(yàn)收規(guī)范、運(yùn)維管理等方面入手,提高電化學(xué)儲能系統(tǒng)安全檢測和管理水平。
儲能上游企業(yè)應(yīng)積極開展創(chuàng)新研究,實(shí)現(xiàn)電池本質(zhì)安全;中下游企業(yè)則需要加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管,提高運(yùn)維水平,避免追求低成本而忽視安全導(dǎo)致事故的發(fā)生。
2、利用“極端干旱天氣”導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性缺電契機(jī),上下齊心,內(nèi)外同力,大力推動安全的儲能項(xiàng)目上馬,盡快形成先發(fā)優(yōu)勢。
3、利用資源優(yōu)勢,搶抓話語權(quán)。四川在水電資源方面擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,而在整個儲能市場,發(fā)電側(cè)儲能發(fā)展最為迅猛,也理應(yīng)具備更大的話語權(quán),這可能正是四川的機(jī)會。
4、整合相關(guān)資源,形成合力。
目前,四川儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為分散,各地各自為政,應(yīng)盡量整合各地優(yōu)勢,避免同質(zhì)化競爭和產(chǎn)能過剩,因地制宜發(fā)展特色儲能產(chǎn)業(yè),共享儲能研究資源和成果,支持優(yōu)勢地區(qū)分別發(fā)展儲能材料、儲能裝備制造、儲能項(xiàng)目建設(shè)等相對優(yōu)勢領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。
具體而言,儲能研究可以向成都集中,儲能項(xiàng)目建設(shè)則向攀枝花、涼山等地傾斜,儲能材料和儲能裝備制造則優(yōu)先支持資源富集地。
5、強(qiáng)化人才梯度培養(yǎng),并加強(qiáng)高層次研發(fā)人才引進(jìn)。
目前,四川有四川大學(xué)、西南石油大學(xué)、西南交通大學(xué) 、電子科技大學(xué)、攀枝花學(xué)院等開設(shè)有儲能或儲能材料相關(guān)專業(yè),但因?yàn)閷儆谛屡d領(lǐng)域,所以相關(guān)師資緊缺,培養(yǎng)層次單一;同時,出于就業(yè)等方面考慮,專業(yè)性不強(qiáng)。
因此,可加強(qiáng)高層次研發(fā)人才引進(jìn),同時開展中職、高職、本科、研究生等各層次人才培養(yǎng),豐富人才梯度,充實(shí)人才儲備。
6、開展用戶側(cè)儲能商業(yè)模式探索,利用成都數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢,培育儲能以及虛擬電廠相關(guān)的配套軟硬件企業(yè)。
總體來看,擁有天時地利人和的四川儲能產(chǎn)業(yè),大有可為!
原標(biāo)題:電荒創(chuàng)造的萬億級風(fēng)口:四川能否起飛?