26日上午,中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司儲能技術(shù)中心主任楚攀在會上分享了主題報告《廣東省儲能市場現(xiàn)狀及未來技術(shù)趨勢研判》,以下為整理后的演講速記:
楚攀:感謝主辦方中國儲能網(wǎng)及協(xié)會提供這么好的平臺,給我一個機會和大家交流!能堅持到現(xiàn)在的,都是儲能行業(yè)的骨干與精英。
今天給大家介紹一下廣東省儲能市場的發(fā)展情況和廣東省電力設(shè)計研究院在儲能領(lǐng)域做的一些工作。
今天的內(nèi)容一共分六個部分:
首先簡單介紹一下儲能發(fā)展現(xiàn)狀,
這是世界范圍內(nèi)儲能項目的建設(shè)情況,大家都很熟悉了,我不再一一贅述??傮w來說,2019年儲能裝機容量增速比2018年有所下降,但看絕對增量的話,2019年和2018年是差不多的。
接下來我們看看國內(nèi)的情況,這個是中國的情況,在絕對增量上,2019年排名第一位的,基于這個絕對增量,經(jīng)過2019年發(fā)展之后,中國的儲能市場在全球是排名第一的,已經(jīng)超過韓國和美國。
接下來是儲能技術(shù)應(yīng)用的幾個領(lǐng)域,從應(yīng)用分布來看,中國的電化學(xué)儲能主要應(yīng)用在四個領(lǐng)域:電網(wǎng)側(cè)儲能、用戶側(cè)儲能、電源側(cè)輔助服務(wù)、電源側(cè)可再生能源并網(wǎng)。
大概針對幾個省的情況做一些總結(jié),按照傳統(tǒng)的分法一共分三個層面:
第一個是電源側(cè)的,目前來看是廣東省輔助調(diào)頻這一塊發(fā)展得最好。電網(wǎng)側(cè)目前是江蘇這邊發(fā)展得最好,因為江蘇在2018年抓住機會建設(shè)了202MWh電網(wǎng)側(cè)儲能項目。用戶側(cè)儲能,各省都有自己的特色。“可再生能源+儲能”這個方面,在青海和甘肅發(fā)展比較好,包括最新出臺政策的新疆發(fā)展?jié)摿Χ挤浅4蟆?
最下面一行列舉了一些我收集到規(guī)模最大的項目,不一定正確,就拿我最熟悉的來說,像電源側(cè)的廣州華潤海豐電廠的儲能調(diào)頻項目,目前應(yīng)該是國內(nèi)最大,有可能是亞洲最大的。它的收益情況很好,投資大概8000萬到1億,具體多少我不太清楚,因為具體的投資額是保密的。但是它的收益最好,我看了一下2020年并網(wǎng)之后的數(shù)據(jù),最好的收益一個月1800萬。
這是目前從四個層面三個維度總結(jié)了一下目前國內(nèi)儲能發(fā)展的主要問題,其實電網(wǎng)側(cè)最大的問題就是受政策影響,尤其是2018年,包括國網(wǎng)的投資收緊以及輸配電價的核算標(biāo)準出來之后,電網(wǎng)側(cè)的投資基本上是停滯了。
在安全方面,輔助調(diào)頻服務(wù)安全這方面的問題最大,因為它的運行環(huán)境最惡劣。大家都知道,山西的一個電廠儲能調(diào)頻項目連續(xù)出現(xiàn)兩次比較大的事故。
在收益方面,目前除了電源側(cè)輔助調(diào)頻輔助服務(wù)的,在電網(wǎng)側(cè)和可再生能源這方面的收益不太穩(wěn)定,因為受政策的影響太大。
舉個例子,在用戶側(cè)方面,南網(wǎng)區(qū)域2018年出來了一個政策,用戶側(cè)的儲能電站每調(diào)度1度電,在充電的時候去響應(yīng)調(diào)度,可以拿到補貼5毛錢/度電。這個政策已經(jīng)出來兩年多了,但是沒有看到任何一家用戶側(cè)儲能項目拿到補貼的,只有政策,沒有執(zhí)行細則。
發(fā)展空間,未來應(yīng)該是是電源側(cè)可再生能源+儲能這個模式發(fā)展空間最大。為什么這么說呢?僅拿光伏來說,已經(jīng)實現(xiàn)了平價上網(wǎng)。大家預(yù)想一下,再過五年,再過十年,光伏的上網(wǎng)電價,或者說發(fā)電成本能夠達到多少?可能不會超過2毛錢。按照目前儲能的發(fā)展趨勢,現(xiàn)在鋰離子電池全生命周期的度電成本大概接近5毛,再發(fā)展十年,有可能低于2毛,到時候就是2毛加2毛錢,就是4毛錢,和現(xiàn)在的火電發(fā)電成本已經(jīng)是持平了。也就是說可再生能源+儲能再經(jīng)過五到十年的發(fā)展,大概會形成一個萬億級的市場。
這是廣東省具體的一些儲能發(fā)展情況,廣東省目前發(fā)展得最好的是電源側(cè),就是大家熟知的儲能輔助調(diào)頻,已經(jīng)并網(wǎng)的項目有8個,在建的項目有14、5個,馬上并網(wǎng)的可能有5、6個。用戶側(cè)發(fā)展得還行,大概有100—300MWh。因為用戶側(cè)項目,大家都知道,是很難統(tǒng)計的,很多項目都是自己建的,又不報給電網(wǎng),統(tǒng)計起來非常麻煩,只能去網(wǎng)上搜新聞。
用戶側(cè)儲能項目中,比較大的項目,有東莞信義玻璃工業(yè)園的,還有從化萬力輪胎的,剩下的可能是幾百kWh或者1~2個MW項目,就沒統(tǒng)計了。
電網(wǎng)側(cè)儲能項目廣東省發(fā)展最早,深圳寶清儲能站2011年就開建,2014年建了二期,當(dāng)時6MW/18MWh的規(guī)模是國內(nèi)最大的。但是從那之后,南方電網(wǎng)沒有抓住像國網(wǎng)2018年這樣的一波電網(wǎng)側(cè)儲能發(fā)展的機會,這一塊廣東暫時是比較落后的。
接下來介紹一下儲能技術(shù)路線以及成本。
目前來看,鋰電池占據(jù)絕對優(yōu)勢,這個不細說了,我也覺得鋰電池是未來電化學(xué)儲能里面的中堅力量或者是主導(dǎo)型力量。其他的,我感覺由于他們沒有足夠大的市場,不能從市場中獲得及時的反饋,缺乏足夠多的應(yīng)用,將會逐漸萎縮。
這是做的一些對比,大家看一下就行,可能有一些不準。
未來的發(fā)展趨勢,這個圖是我自己做的,以前可能也亮出來過。我用了一個大數(shù)據(jù)技術(shù)分析了將近18000篇的文獻,
把他們的關(guān)鍵詞全都摘出來,再把他們的技術(shù)路線摘出來,總結(jié)了這四個技術(shù)路線、鋰電池儲能、飛輪儲能、混合儲能(電化學(xué)+物理)、相變儲能,相變儲能在我們這個行業(yè)用得比較少,在光熱領(lǐng)域用得多。
這是電化學(xué)儲能成本的變化趨勢,我對比了幾個國際咨詢機構(gòu)的預(yù)測結(jié)果,感覺彭博社財經(jīng)是最靠譜的,比如說2020年現(xiàn)在的成本,這是以美元為計價的,319美元,大概到2030年,建設(shè)成本能夠降低至現(xiàn)在的一半,我覺得這個還是很靠譜的。按照這個預(yù)算來說,到2030年,就是“十五五”結(jié)束的時候,我們的度電成本會低于2毛錢,這個只是造價方面的。因為隨著再過十年,我們電池的循環(huán)次數(shù)肯定也會增加,現(xiàn)在可能是5000—7000次,到時候1萬次、1萬5千次都有可能,所以有可能到時候度電成本會小于1毛錢,再加上光伏發(fā)電成本2毛錢,3毛錢的一個綜合電價完全可以大規(guī)模地取代火電。
廣東省的發(fā)展情況。
這是一些應(yīng)用領(lǐng)域,大家很熟悉了,迅速過去。
這是在廣東不同應(yīng)用領(lǐng)域的情況,右邊是一些總結(jié),大家簡單看一下就行。
發(fā)電側(cè)是比較成熟的,在電網(wǎng)側(cè)基本上都是處于小規(guī)模應(yīng)用階段,沒有大規(guī)模實施。
在用戶側(cè)發(fā)展得比較好,但是用戶側(cè)一直規(guī)模不大,用戶側(cè)想大規(guī)模推廣,還是有待于度電成本下降,我覺得降到2毛錢以下的時候,可能用戶側(cè)就會大規(guī)模發(fā)展起來,未來新增的一些用電可能都會由新能源+儲能的模式來取代。其實隨著儲能的快速發(fā)展,包括新能源成本逐漸下降,對電網(wǎng),包括電源結(jié)構(gòu)的沖擊還是非常大的。
接下來介紹幾個不同場景的投資分析:
電源側(cè)儲能項目,大概匯總了一下,不太準,因為這個是半年前的數(shù)據(jù),現(xiàn)在已經(jīng)有些變化了,比如說最下面寫的儲能項目有五個,只剩下一個珠海發(fā)電廠還正在招標(biāo),廣東這一塊的進展還是很快的。
這是目前已經(jīng)并網(wǎng)的一些項目,這些項目除了華潤潤州電廠運行得不怎么好之外,其他的都比較好。
這些現(xiàn)存的項目都是用電化學(xué)儲能+火電機組聯(lián)合調(diào)頻的,我覺得存在很多問題,尤其是目前,根據(jù)我們和調(diào)度的交流,未來儲能電站不僅要承擔(dān)二次調(diào)頻任務(wù),也要承擔(dān)一部分一次調(diào)頻的任務(wù)。如果把一次調(diào)頻考慮進去的話,我們僅靠電化學(xué)這個技術(shù)是很難安全穩(wěn)定服務(wù)的。所以廣東院提出一個電化學(xué)儲能+飛輪儲能的混合儲能方案,效果會更好一些。比如說,以這個為例,僅用電化學(xué)儲能的話,KP值提高247%,但是如果用混合儲能的話可以提高351%,效果更好一些,當(dāng)然成本也會隨之增加。
這個是針對目前新政情況下儲能輔助調(diào)頻的一個項目的經(jīng)濟性分析,因為最近廣東省出臺一個政策,正在征求意見,要在8月1號實施。首先KP值的算法變了,大概收入要減少30—40%,每年的里程數(shù)還會繼續(xù)削減。基于這個最惡劣的情況,我做了一個估算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)還行,這個類型的儲能項目還可以繼續(xù)做。投資回收期可能由不到兩年變成五年左右,隨著目前電池技術(shù)不斷發(fā)展和控制策略不斷優(yōu)化,把一個儲能電站用到五年是完全沒有問題的,如果運維水平高的話,也許四年就成本回收了。
又做了一個趨勢分析,也是比較粗略的,大家可以看一下。
雖然目前廣東的儲能調(diào)頻市場發(fā)生了變化,很多投資方覺得變化太快了。但并非如此,廣東市場的政策已經(jīng)實行兩年了,從2018年8月1號開始實施,2020年8月1號開始改變,已經(jīng)給兩年適應(yīng)時間了,這個政策還算比較穩(wěn)定的。
這個是廣東首個并網(wǎng)的儲能調(diào)頻項目的運行情況,真實的收益數(shù)據(jù),這是每個月的盈利,調(diào)頻的營收。2018年已經(jīng)開始試運行,我只計算了2019年的收益,整個調(diào)頻收益大概是3100萬,接近3200萬,但是這個項目投資也才3600萬左右。2018年的收益和2020年半年的收益沒有算,也就是說這個項目到現(xiàn)在為止已經(jīng)完全回收投資了,現(xiàn)在是凈盈利的階段,每個月大概300萬。去掉分給電廠的四分之一,還有凈利潤每月200萬,也就是運行不到兩年就完全回收投資了,現(xiàn)在到了躺著賺錢的階段。
這個是鯉魚江電廠的項目,做一個對比,2019年1—8月份,每個月收益的情況不超過100萬,平均50萬。到了9月份之后,這是一個12MW/6MWh的儲能調(diào)頻項目,基本上可以實現(xiàn)每個月500萬左右的收益,這是鯉魚江電廠自己全額投資的。按照這個運行情況,2019年基本上回收了1800—1900萬,2020年每個月大概有500萬,基本上3000萬,也就是說運行到現(xiàn)在一年半,他的投資已經(jīng)全部回收了,就是這么快。所以說目前廣東的市場不正常了,收益砍一砍,我覺得也是為了這個市場更進一步的發(fā)展。
雖然這樣的項目收益降低了,但是廣東還有一個文件,就是調(diào)頻控制區(qū)要擴大,原來僅僅是廣東省這一塊在這個范圍,預(yù)計到2020年底,要把廣西和海南加進來,也就是說雖然我們的KP值將被削減,但是整個調(diào)頻里程數(shù)會增加。到2021年底,會把貴州再加進來,這四個省會是同一個市場,云南市場另外運行,因為它的電源結(jié)構(gòu)與其他幾個省不太一樣。
這個是儲能+海上風(fēng)電運行模式,海上風(fēng)電我們做了很多模擬,做了很多假設(shè)情況,假設(shè)它的收益既有減少棄風(fēng)的收益,系統(tǒng)調(diào)峰的收益等等,其實很多收益是拿不到的,這里只是做一個假設(shè),這是給發(fā)改委看的,希望他們有這樣的政策支持。
這些收益都算上之后,項目的利潤收益可以達到15.8%,這樣看還算不錯。如果僅算減少棄風(fēng)的收益,把儲能的作用看得比較小,則不具備投資回收性。
另外一個是電網(wǎng)側(cè)儲能,也是做了很多假設(shè),這是目前大家常見的項目。比如說減少停電的社會效益,減少配電網(wǎng)投資,獲取調(diào)頻收益。其實電網(wǎng)側(cè)儲能在廣東是不會有調(diào)頻收益的,但是根據(jù)最新的政策在江蘇好象有,我不知道為什么,其實是不合適的,因為它并沒有給電網(wǎng)提供基礎(chǔ)電量,是沒資格分這塊蛋糕的。電網(wǎng)側(cè)能拿到的收益只有調(diào)峰收益,如果是電網(wǎng)投資,這個調(diào)峰收益就拿不到。
再看用戶側(cè)儲能,這個大家非常熟悉了,就不再做過多的解釋了。
基于一些比較好的應(yīng)用場景,比如說如果一天能夠兩充兩放,這一塊容量電費還能節(jié)省比較多,用戶側(cè)儲能還是有比較好收益的。但隨著目前克強總理不停地讓電網(wǎng)公司降電價,結(jié)果導(dǎo)致峰谷價差越來越小,給用戶側(cè)儲能發(fā)展帶來很大的壓力。
最后介紹一下廣東的儲能產(chǎn)業(yè),這也是不完全統(tǒng)計。廣東省的儲能產(chǎn)業(yè)鏈還是挺完整的,上規(guī)模的一共有十幾家,覆蓋了研發(fā)、制造、集成、設(shè)計,但是缺乏專業(yè)的運維公司,這不僅是廣東的情況,全國的情況都是缺乏專業(yè)的運維公司,大家重建設(shè)輕運維,會導(dǎo)致項目后期收益不好。
最后,再給大家介紹一些行業(yè)痛點以及廣東院提出的針對性的解決方案,目前在行業(yè)里面最大的痛點是安全性。為什么大家看到韓國一年出現(xiàn)20多個甚至30個事故,但是中國好像只報出來2個,是因為我們用的還不夠多。根據(jù)目前電芯的生產(chǎn)水平,它的故障率大概是3~5個PPM,比如說一個40尺的集裝箱,出現(xiàn)故障的概率大概是2~3%。中國之所以沒有出現(xiàn)起火、爆炸事故,是因為我們用的是磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池用的不多。當(dāng)我們看到更多儲能電站出現(xiàn)問題的時候,說明這個行業(yè)發(fā)展得好,發(fā)展的快,現(xiàn)在我們只有兩個這樣的事故,說明我們發(fā)展得還不夠好,用得還不夠多,用得夠多就會有更多的事故出來。
目前的痛點,首先是安全性,其次是效率,最后是成本。
這個是韓國事故的照片,觸目驚心,但是說明別人用得比我們多。
韓國針對30起左右事故的做了總結(jié),電芯內(nèi)失控、BMS管理失效、PCS保護失效、直流拉弧、火災(zāi)防護失效。
針對行業(yè)存在的痛點,我們廣東院做了一些技術(shù)研發(fā),也推出了能夠解決這些痛點的新的解決方案。其中涉及到幾個關(guān)鍵技術(shù),比如說現(xiàn)在儲能集裝箱里面電芯在成組的時候有很多并聯(lián),就會出現(xiàn)并聯(lián)容量損失,我們采用了分布式能量塊,消除了這個并聯(lián)容量損失,提升了安全性。
還有重要的分時校準技術(shù),克服了高頻率淺充淺放導(dǎo)致的SOC誤差難題,廣東院提出的技術(shù)方案可以對分布式能量塊進行在線校準,每隔一段時間SOC就會重新校準一次,而不用重新退出系統(tǒng),這是現(xiàn)存的集中式布置的儲能方案解決不了的。
另外一個就是主動安全技術(shù),目前大部分的安全問題不能解決的就是因為是集中式的布置,太大了,一個集裝箱里有1.5MWh,有一千多度電甚至兩千多度電,配置的滅火措施根本沒有用。我們的方案是用水去滅火,大家知道鋰電池滅火最好的是用水,可以迅速降溫,讓事故不蔓延不擴散。
關(guān)于這個技術(shù)方案的詳情,我們9月份儲能大會再見。
好,謝謝大家!
原標(biāo)題:中能建廣東院楚攀:廣東省儲能市場現(xiàn)狀及未來技術(shù)趨勢研判