編者按:全球來電化學儲能產(chǎn)業(yè)進入了新時代。2018年在建和投運的電源側儲能項目規(guī)模有望超過150兆瓦。2020年之后儲能商業(yè)化市場份額將快速提升。2025年中國電化學儲能累計裝機規(guī)模有望達到24吉瓦,市場份額將邁入千億級別。隨著中國儲能應用產(chǎn)業(yè)進入大規(guī)模時代,儲能專用鋰電池的生產(chǎn)已如弦上之箭、蓄勢待發(fā)。
以累計投運規(guī)模超過1吉瓦為標志,中國電化學儲能產(chǎn)業(yè)真正進入了規(guī)?;?、快速發(fā)展的時代,電網(wǎng)側儲能、儲能專用電芯也開始受到各方關注。
2018年稱得上是中國儲能產(chǎn)業(yè)的一個分水嶺。
在等待與醞釀多年之后,中國電化學儲能產(chǎn)業(yè)在2018年終于迎來真正意義上的元年——電化學儲能市場規(guī)模進入了“GW/GWh”(吉瓦/吉瓦時)時代。
根據(jù)中國能源研究會儲能專委會暨中關村(9.360, -0.24, -2.50%)儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟(CNESA)全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計,2018年中國累計投運的電化學儲能項目規(guī)模為1.0185吉瓦/2.9123吉瓦時,是2017年累計總規(guī)模的2.6倍。專業(yè)機構預計,2020年之后儲能商業(yè)化市場份額將快速提升。來自RCESIP(儲能產(chǎn)業(yè)政策研究中心)的預測表明,2025年中國電化學儲能累計裝機規(guī)模有望達到24吉瓦,市場份額將邁入千億級別。
這意味著中國電化學儲能產(chǎn)業(yè)真正進入規(guī)模化、快速發(fā)展的時代,其背后的推動力無疑是2017年10月五部委頒布的《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》。
2018年,行業(yè)內(nèi)已經(jīng)真切地感受到了政策的刺激力量,因此這一文件以及后續(xù)將推出的配套政策,將繼續(xù)推動中國電化學儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
從全球來看,電化學儲能產(chǎn)業(yè)也進入了新時代。截至2018年底,全球累計投運的電化學儲能裝機規(guī)模達到4.8683吉瓦/10.7392吉瓦時,功率規(guī)模同比增長65%,提速明顯。
根據(jù)美國清潔能源與技術咨詢公司Mercom資本集團的統(tǒng)計,2018年,全球?qū)δ芄镜娘L險投資增加了19%,企業(yè)融資總額為8.5億美元,2018年儲能獲得風險投資的企業(yè)數(shù)量由30個增加至49個。
在儲能產(chǎn)業(yè)鏈中,鋰電池公司和儲能系統(tǒng)公司成為最受關注的企業(yè),2018年融資金額TOP5的儲能企業(yè)中,3家是鋰電池公司,2家為儲能系統(tǒng)公司。其中固態(tài)電池企業(yè)QuantumScape以1億美元的融資榮登2018年儲能企業(yè)融資榜首。
電網(wǎng)側儲能后來居上
在快速發(fā)展的中國儲能應用產(chǎn)業(yè)中,結構分布發(fā)生了明顯的變化,從2017年前以用戶側為主轉變?yōu)橐噪娋W(wǎng)側為主。
根據(jù)CNESA儲能項目數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計,2018年新增投運(不包含規(guī)劃、在建和正在調(diào)試的儲能項目)的電網(wǎng)側儲能規(guī)模為206.8兆瓦,占2018年全國新增投運規(guī)模的36%,占各類儲能應用之首。
電網(wǎng)側儲能的興起源于電網(wǎng)對儲能的“剛需”。中國化學與物理電源協(xié)會儲能應用分會秘書長劉勇認為,電力系統(tǒng)內(nèi)存在較大頻率波動風險(如大容量直流、大容量機組等大電源丟失風險),而系統(tǒng)如果相對較小或系統(tǒng)內(nèi)機組一次調(diào)頻能力相對不足(如大規(guī)模新能源接入等),就需要儲能等快速充放電設備協(xié)助確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
劉勇認為,建設儲能電站可緩解電網(wǎng)部分供電缺口,提高設備的利用效率,延緩為滿足短時最大負荷所需的電網(wǎng)建設投資。
在諸多儲能技術路線中,電化學儲能裝置響應時間為毫秒級,相對于水電、火電等常規(guī)功率調(diào)節(jié)手段具有較大技術優(yōu)勢。電池儲能電站跟蹤負荷變化能力強,響應速度快,控制精確,且具有雙向調(diào)節(jié)能力和削峰填谷的雙重功效,是重要的調(diào)峰電源。
從2018年電網(wǎng)側儲能項目的分布區(qū)域來看,江蘇、河南電網(wǎng)側儲能市場爆發(fā),年內(nèi)投運規(guī)模位居全國前列,最受市場關注。湖南、甘肅和青海等地的項目正在逐步釋放,值得期待。
2018年7月18日,江蘇鎮(zhèn)江電網(wǎng)儲能電站工程正式并網(wǎng)投運,該儲能電站規(guī)模為101兆瓦/202兆瓦時,是國內(nèi)規(guī)模最大的電網(wǎng)側電池儲能電站項目,也是迄今建成的世界規(guī)模最大、功能最全的電網(wǎng)側儲能電站項目。作為全球首套毫秒級響應的源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)組成部分,該項目實現(xiàn)儲能從“負荷”向“電源”的毫秒級轉變,具備調(diào)頻、調(diào)峰、備用、黑啟動等功能。2019年1月9日,國網(wǎng)江蘇省電力公司儲能二期工程蘇州昆山項目通過初設評審。該工程建成后,將成為全球最大的儲能電站。
2018年6月,國網(wǎng)河南省電力公司與平高集團合作,選擇鄭州、洛陽、信陽等9個地市的16座變電站,采用“分布式布置、模塊化設計、單元化接入、集中式調(diào)控”的技術方案,建設規(guī)模為100.8兆瓦/125.8兆瓦時,共計84個電池集裝箱,目前該儲能電站已經(jīng)正式投入商業(yè)運行。
中國能源研究會可再生能源專委會主任李俊峰表示,電網(wǎng)側儲能的異軍突起在于電網(wǎng)自身建設功能性的儲能基礎設施需求比較緊迫。
陽光電源副總裁吳家茂表示,從整個儲能市場的培育和市場機制的建立來看,單靠電網(wǎng)側儲能是不夠的,期待2019年用戶側和電源側,尤其是“新能源發(fā)電+儲能”這種發(fā)電側儲能蓬勃發(fā)展起來。
值得注意的是,根據(jù)專業(yè)機構的不完全統(tǒng)計,2018年在建和投運的電源側儲能項目規(guī)模有望超過150兆瓦。從儲能項目類型來看,調(diào)頻儲能類項目數(shù)量多,累計規(guī)模最大,其次是“可再生能源+儲能”項,而調(diào)峰儲能項目屈指可數(shù)。
儲能專用電池登場
做出2018年是中國電化學儲能產(chǎn)業(yè)元年的判斷,不僅是基于市場規(guī)模,更重要的是產(chǎn)業(yè)開始觸及一些關涉行業(yè)未來的根本性問題,比如儲能專用鋰電池研發(fā)應用。
2018年11月,寧德時代(80.720, -1.52, -1.85%)副董事長黃世霖公開表示,未來動力電池和儲能電池技術路線會分開。
對此,另外一家行業(yè)代表億緯鋰能(28.490, -0.65, -2.23%)儲能事業(yè)部總經(jīng)理陳翔則表示完全同意這一觀點。上海國軒新能源(合肥)儲能科技有限公司總經(jīng)理彭明鴻進一步提出,市面上基本沒有真正的儲能電芯,各大動力電池廠家都未投入專門的儲能電芯產(chǎn)線。
如果彭明鴻的說法是對的,那么我們經(jīng)??吹降母鞣N機構統(tǒng)計的儲能項目用的是什么鋰電池呢?顯然只能是動力電池。
至此,這一業(yè)內(nèi)大家都在私下討論但很少有人主動公開的重大命題進入了公眾視野。無疑,這是行業(yè)的一個重大進步。那么動力電池與儲能電池有哪些分別呢?
第一,從應用場景來看,動力鋰電池主要用于電動汽車、電動自行車以及其它電動工具領域,而儲能鋰電池主要用于調(diào)峰調(diào)頻電力輔助服務、可再生能源并網(wǎng)和微電網(wǎng)等領域。
由于應用場景不同,電池的性能要求也有所不同。動力鋰電池作為移動電源,在安全的前提下對于體積(和質(zhì)量)能量密度都有高的要求,以達到更為持久的續(xù)航能力。同時,用戶還希望電動汽車能夠安全快充,因此動力鋰電池對于能量密度和功率密度都有較高的要求,只是因為出于安全性考慮,目前普遍采用1C左右充放電能力的能量型電池。對于儲能應用而言,因為絕大多數(shù)儲能裝置無需移動,所以儲能鋰電池對于能量密度并沒有直接的要求,至于功率密度,不同的儲能場景有不同的要求。
中科院電工所儲能技術研究組組長陳永翀曾指出,對于電力調(diào)峰、離網(wǎng)型光伏儲能或用戶側的峰谷價差儲能場景,一般需要儲能電池連續(xù)充電或連續(xù)放電兩個小時以上,因此適合采用充放電倍率≤0.5C的容量型電池;對于電力調(diào)頻或平滑可再生能源波動的儲能場景,需要儲能電池在秒級至分鐘級的時間段快速充放電,所以適合≥2C功率型電池的應用;而在一些同時需要承擔調(diào)頻和調(diào)峰的應用場景,能量型電池會更適合些,當然,這種場景下也可以將功率型與容量型電池配合一起使用。
第二,相對于動力鋰電池而言,儲能鋰電池對于日歷使用壽命有更高的要求。新能源汽車的壽命一般在5~8年,而儲能項目的壽命一般都希望大于10年。動力鋰電池的循環(huán)次數(shù)壽命在1000~2000次,而儲能鋰電池的循環(huán)次數(shù)壽命一般要求能夠大于3500次,并且希望通過開發(fā)新型的運維再生技術,達到超長的日歷儲能壽命。
第三,在成本方面,動力鋰電池面臨和傳統(tǒng)燃油動力源的競爭,儲能鋰電池則需要面對傳統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻技術的成本競爭。另外,儲能電站的規(guī)?;旧隙际钦淄呒墑e以上甚至百兆瓦的級別,因此儲能鋰電池的成本要求比動力鋰電池的成本更低,安全性也要求更高。
正是基于動力鋰電池與儲能鋰電池有著眾多的區(qū)別,這些應用場景為開發(fā)專用電芯提供了為可能。隨著中國儲能應用產(chǎn)業(yè)進入大規(guī)模時代,儲能專用鋰電池的生產(chǎn)已如弦上之箭、蓄勢待發(fā)。據(jù)了解,國內(nèi)已有電池企業(yè)如合肥國軒、億偉鋰能正在進行儲能專用電芯的研發(fā)。儲能應用專用電池的步伐越來越近。
原標題:電化學儲能:誰是主角