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2022儲(chǔ)能行業(yè)行業(yè)分析全分析
資
料
匯
編
目錄
1、2022年儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及細(xì)分產(chǎn)業(yè)分析
2、儲(chǔ)能溫控行業(yè)專(zhuān)題研究:市場(chǎng)乘風(fēng)而起.行業(yè)龍頭把握先機(jī)
3、2021年中國(guó)電力設(shè)備重點(diǎn)企業(yè)對(duì)比分析(東方電氣VS國(guó)
電南自VS金盤(pán)科技):企業(yè)向儲(chǔ)能領(lǐng)域布局[圖]
4、磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告:動(dòng)力儲(chǔ)能雙驅(qū)動(dòng)一磷酸鐵鋰量?jī)r(jià)齊
升
5、2021年全球及中國(guó)便攜式儲(chǔ)能電源行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及2026
年市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)分析[圖]
2022年儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及細(xì)分產(chǎn)業(yè)分析
一、多種儲(chǔ)能路線(xiàn)進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道
在全球碳中和目標(biāo)下,清潔能源將逐步替代化石能源,
風(fēng)電、光伏發(fā)電將成為清潔能源的絕對(duì)主力,裝機(jī)量持續(xù)高
增。但是,新能源發(fā)電具有不穩(wěn)定性、隨機(jī)性、間歇性的問(wèn)
題,對(duì)電網(wǎng)頻率控制提出了更高的要求,隨著新能源發(fā)電占比
的的提高,整個(gè)電力系統(tǒng)的電力電量平衡模式也需要重構(gòu)。
新型電力系統(tǒng)中,儲(chǔ)能將成為至關(guān)重要的一環(huán),是新能源消
納以及電網(wǎng)安全保障必要保障,在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)都
會(huì)得到廣泛的應(yīng)用,需求空間廣闊。
1.1儲(chǔ)能政策密集出臺(tái)
2017-2020年,電網(wǎng)響應(yīng)能源局、發(fā)改委降低棄風(fēng)棄光率
的決策,充分利用電力體系的靈活性資源消納新能源,使得
棄風(fēng)棄光率下降到2%。同時(shí)電網(wǎng)壓力凸顯,部分省份開(kāi)始要
求電源側(cè)配置儲(chǔ)能。2021年,多個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的重磅文件公布,
儲(chǔ)能等迎來(lái)歷史性發(fā)展機(jī)遇。
《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見(jiàn)》厘定
了抽水蓄能電站的價(jià)格機(jī)制,使得抽蓄電站具備了商業(yè)化條
件;《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出到2025
年,新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上。健全“新能源+儲(chǔ)
能''項(xiàng)目激勵(lì)機(jī)制。2021年8月9日,發(fā)改委出臺(tái)《關(guān)于鼓勵(lì)
可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買(mǎi)調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通
知》明確了風(fēng)光發(fā)電保障性規(guī)模和市場(chǎng)化規(guī)模配儲(chǔ)的要求。
《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買(mǎi)調(diào)峰能力增
加并網(wǎng)規(guī)模的通知》強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能重要性,規(guī)定了市場(chǎng)化規(guī)模
要求自行配置15%*4小時(shí),保障性規(guī)模由電網(wǎng)負(fù)責(zé)消納,未
對(duì)保障性規(guī)模內(nèi)的配儲(chǔ)作出具體要求,但是我國(guó)絕大多數(shù)省份
都已經(jīng)對(duì)風(fēng)電、光伏電站相關(guān)儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)要求,多數(shù)省份
要求強(qiáng)制建設(shè)10%-20%功率,時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)的儲(chǔ)能。在強(qiáng)制配
儲(chǔ)政策的刺激下,我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)需求出現(xiàn)了井噴現(xiàn)象,行業(yè)快
速壯大。
1.2多種儲(chǔ)能進(jìn)入發(fā)展期
從整個(gè)電力系統(tǒng)的角度看,儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景可以分為發(fā)
電側(cè)、輸配電側(cè)和用電側(cè)三大場(chǎng)景,除此之外的應(yīng)用還包括
輔助服務(wù)、分布式發(fā)電與微網(wǎng)等。從發(fā)電側(cè)的角度看,由于
不同的電力來(lái)源對(duì)電網(wǎng)的不同影響,以及負(fù)載端難預(yù)測(cè)導(dǎo)致
的發(fā)電和用電的動(dòng)態(tài)不匹配,發(fā)電側(cè)對(duì)儲(chǔ)能的需求場(chǎng)景類(lèi)型較
多,包括能量時(shí)移、容量機(jī)組、負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、備用
容量、可再生能源并網(wǎng)等六類(lèi)場(chǎng)景。
從輸配電側(cè)的角度看,儲(chǔ)能在輸配側(cè)的應(yīng)用主要是緩解
輸配電阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容及無(wú)功支持三類(lèi),相對(duì)于
發(fā)電側(cè)的應(yīng)用,輸配電側(cè)的應(yīng)用類(lèi)型少,同時(shí)從效果的角度
看更多是替代效應(yīng)。從用電側(cè)的角度看,用電側(cè)是電力使用
的終端,用戶(hù)是電力的消費(fèi)者和使用者,發(fā)電及輸配電側(cè)的
成本及收益以電價(jià)的形式表現(xiàn)出來(lái),轉(zhuǎn)化成用戶(hù)的成本,因此
電價(jià)的高低會(huì)影響用戶(hù)的需求。
圖1:儲(chǔ)能技術(shù)路徑分類(lèi)
物理類(lèi)儲(chǔ)能的應(yīng)用形式有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛
輪儲(chǔ)能。目前最成熟的大規(guī)模儲(chǔ)能方式是抽水蓄能,其基本
原理是電網(wǎng)低谷時(shí)利用過(guò)剩電力,將作為液態(tài)能量媒體的水
從低標(biāo)高的水庫(kù)抽到高標(biāo)高的水庫(kù),電網(wǎng)峰荷時(shí)高標(biāo)高水庫(kù)中
的水回流到下水庫(kù)推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
電氣類(lèi)儲(chǔ)能的應(yīng)用形式有超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能。
其中,超導(dǎo)儲(chǔ)能是利用超導(dǎo)體的電阻為零特性制成的儲(chǔ)存電
能的裝置,其不僅可以在超導(dǎo)體電感線(xiàn)圈內(nèi)無(wú)損耗地儲(chǔ)存電
能,還可以通過(guò)電力電子換流器與外部系統(tǒng)快速交換有功和無(wú)
功功率,用于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善供電品質(zhì)。
電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能主要包括各種二次電池,有鉛酸電池、鋰
離子電池、鈉硫電池和液流電池等。這些電池多數(shù)技術(shù)上比
較成熟,近年來(lái)成為關(guān)注的重點(diǎn),并有許多實(shí)際應(yīng)用。
熱儲(chǔ)能有許多不同的技術(shù),如熔融鹽儲(chǔ)能,其可進(jìn)一步
分為顯熱儲(chǔ)存和潛熱儲(chǔ)存等。在一個(gè)熱儲(chǔ)能系統(tǒng)中,熱能被
儲(chǔ)存在隔熱容器的媒質(zhì)中,以后需要時(shí)可以轉(zhuǎn)化回電能,也
可直接利用而不再轉(zhuǎn)化回電能。
化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能主要是指利用氫或合成天然氣作為二次能源
的載體。利用待棄掉的風(fēng)電制氫,通過(guò)電解水將水分解為氫
氣和氧氣,從而獲得氫。以后可直接用氫作為能量的載體,
再將氫與二氧化碳反應(yīng)成為合成天然氣(甲烷),以合成天然
氣作為另一種二次能量載體。
儲(chǔ)能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于提升電網(wǎng)輸出與負(fù)荷匹配度,降
低電網(wǎng)輸出波動(dòng),減少電能損耗,以提升能源利用效率。各
種儲(chǔ)能技術(shù)特性存在較為顯著的差別,適用范圍也有較大的
區(qū)別,飛輪與超級(jí)電容器儲(chǔ)能主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)電壓波
動(dòng)較為敏感的精密制造與通信、數(shù)據(jù)中心等行業(yè),抽水蓄能
主要應(yīng)用于大電網(wǎng)的輸配電環(huán)節(jié),而化學(xué)儲(chǔ)能則更多運(yùn)用于
光、風(fēng)發(fā)電等波動(dòng)較大的可再生能源發(fā)電側(cè)、中小型智能變電
站和用電側(cè)。
圖2:各種儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
季節(jié)性洞好
抽水看能-------壓縮空氣能理或子電池--------超級(jí)電容氧儲(chǔ)泰泰布5,5F皆摩
儲(chǔ)能技術(shù)種類(lèi)繁多,特點(diǎn)各異。實(shí)際應(yīng)用時(shí),要根據(jù)各
種儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)以及對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合比較來(lái)選擇適當(dāng)?shù)?/p>
技術(shù)。各類(lèi)儲(chǔ)能均具有獨(dú)特屬性,氫儲(chǔ)能更適宜季節(jié)性調(diào)峰;
抽蓄、壓縮空氣儲(chǔ)能、燃料電池、電化學(xué)儲(chǔ)能等更適合小時(shí)級(jí)
調(diào)峰;超級(jí)電容等則更適合秒級(jí)調(diào)頻需求。各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)中,
抽水蓄能是應(yīng)用最為成熟;儲(chǔ)熱技術(shù)也已處于規(guī)?;瘧?yīng)用階段,
目前我國(guó)火電靈活性改造大部分采取儲(chǔ)熱技術(shù);鋰離子電池儲(chǔ)
能開(kāi)始近兩年得到了飛速應(yīng)用;壓縮空氣以及液流電池也迎
來(lái)了商業(yè)化應(yīng)用。
二、抽水蓄能:巨量項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)
2.1抽水蓄能是最為成熟的儲(chǔ)能技術(shù)
抽水蓄能是在我國(guó)普遍運(yùn)用的一種穩(wěn)定可靠的儲(chǔ)能方式,
抽水蓄能電站一般由上水庫(kù)、下水庫(kù)和可逆式水泵水輪機(jī)組
成。在用電低峰期時(shí),可逆式水泵水輪機(jī)作為水泵,利用低
價(jià)值電能將水從下水庫(kù)抽至上水庫(kù),作為水的勢(shì)能儲(chǔ)存;用電
高峰期時(shí)則將可逆式水泵水輪機(jī)作為水輪機(jī),在上水庫(kù)開(kāi)閘
放水,將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為高價(jià)值電能。
圖3:抽水蓄能電站示意圖
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抽水蓄能具有技術(shù)優(yōu)、成本低、壽命長(zhǎng)、容量大、效率
高等優(yōu)點(diǎn)。由于抽水蓄能電站運(yùn)行模式是將能量在電能和水
的勢(shì)能之間轉(zhuǎn)換,其儲(chǔ)能容量主要取決于上下水庫(kù)的高度差
和水庫(kù)容量,由于水的蒸發(fā)滲漏現(xiàn)象導(dǎo)致的損失幾乎可以忽略
不計(jì),抽水蓄能的儲(chǔ)能周期得以無(wú)限延長(zhǎng),可適應(yīng)各種儲(chǔ)能
周期需求,系統(tǒng)循環(huán)效率可達(dá)70%-80%。與此同時(shí),建設(shè)完
成后的抽蓄電站壩體可使用100年左右,電機(jī)設(shè)備等預(yù)計(jì)使用
年限在40-60年左右。
抽水蓄能是最為成熟、現(xiàn)有規(guī)模最大的儲(chǔ)能技術(shù)。抽水
蓄能是世界上最早開(kāi)始應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù),我國(guó)早在20世紀(jì)60、
70年代就開(kāi)始試點(diǎn)開(kāi)發(fā)抽數(shù)蓄能電站,并于80、90年代先后
建成了廣州、十三陵等大型抽蓄電站。由于其技術(shù)的先進(jìn)性和
成熟性,抽水蓄能在我國(guó)得到大規(guī)模應(yīng)用。截至2021年底,
我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到46.1GW,其中抽水蓄能占比86.3%。
圖4:2021年我國(guó)各儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)占比
2.2成本測(cè)算:當(dāng)前最為經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能方式
為探究抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)性,我們對(duì)抽水蓄能電站儲(chǔ)能
度電成本進(jìn)行了測(cè)算。
抽水蓄能全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心假設(shè):
(1)初始投資成本假設(shè):抽數(shù)蓄能電站初始投資成本包
括建設(shè)及購(gòu)買(mǎi)設(shè)備成本等工程投建初期的一次性投入,綜合
多種文獻(xiàn),抽數(shù)蓄能電站初始投資成本在5.5-7元/瓦之間。
我們假設(shè)初始投資成本為6元/瓦。
(2)年度運(yùn)維成本假設(shè):抽水蓄能電站相比其他儲(chǔ)能方
式所需的維修保養(yǎng)成本更高,每年運(yùn)維成本在0.05-0.08元/W。
我們假設(shè)運(yùn)維成本為0.06元/W。
(3)系統(tǒng)殘值率、系統(tǒng)壽命假設(shè):抽水蓄能電站基建成
本占比較高,基建設(shè)施一般壽命可達(dá)55年,但是電站在運(yùn)行
過(guò)程中因?yàn)榱慵匣仍蛐枰鎿Q部分零件;一般運(yùn)營(yíng)
7300次需要替換一次。我們的測(cè)算模型對(duì)其進(jìn)行了一定簡(jiǎn)化,
暫不考慮零部件替換,假設(shè)在電站投資為一次性投資,壽命為
30年,殘值為10%,每年運(yùn)行次數(shù)400次。
(4)其他假設(shè):假設(shè)放電深度100%,儲(chǔ)能循環(huán)效率
75%O
表5:抽水蓄能LCOS測(cè)算核心假設(shè)
參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值
初始披資成本(元/W)6系統(tǒng)功率(MW)200
運(yùn)維成本(元/W)0.06系統(tǒng)容量(Mh,h)1000
系統(tǒng)殘值率(%)10放電深度(%)100
儲(chǔ)能循環(huán)效率(%)75
年循環(huán)次數(shù)(次)400
系統(tǒng)壽命(年)30
年衰減率(%)0.4
貼現(xiàn)率(%)6
稅率(%)以親轂三來(lái)智庫(kù)
根據(jù)以上假設(shè)測(cè)算可得,在初始投資成本6元/W,年均
循環(huán)次數(shù)400次,儲(chǔ)能循環(huán)效率75%,儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命為30年
的假設(shè)下,抽水蓄能儲(chǔ)能度電成本約為0.31元/kWh。
上述簡(jiǎn)化模型中,我們對(duì)抽水蓄能電站做了較為保守的
參數(shù)預(yù)計(jì),假設(shè)壽命為30年,而實(shí)際上抽水蓄能電站基礎(chǔ)設(shè)
施可使用年限將超過(guò)50年,另外對(duì)于200MW/1OOOMWh的儲(chǔ)
能電站的實(shí)際年充放電次數(shù)也可高于400次/年。下面我們對(duì)
抽水蓄能儲(chǔ)能度電成本的敏感性分析,考慮抽水蓄能電站初始
投資成本與項(xiàng)目選址密切相關(guān),后期新建項(xiàng)目選址經(jīng)濟(jì)性下
降,初始投資成本可能將會(huì)上升,另外電站實(shí)際循環(huán)次數(shù)假
定在300-500次之間。我們預(yù)計(jì)不考慮充電成本的前提下,常
規(guī)抽水蓄能電站LOCE范圍為0.23-0.34元/kWh。
2.3兩部制電價(jià)托底,巨量項(xiàng)目入場(chǎng)
兩部制電價(jià)政策基本形成成本托底。2021年5月7日國(guó)
家發(fā)展改革委下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制
的意見(jiàn)》〔2021〕633號(hào),進(jìn)一步明確了抽水蓄能兩部制電價(jià)
政策,即以競(jìng)爭(zhēng)性方式形成電量電價(jià)以及容量電費(fèi)納入輸配電
價(jià)回收機(jī)制,容量電費(fèi)納入輸配電價(jià)回收給抽蓄電站的初始建
設(shè)成本形成托底。在抽水發(fā)電運(yùn)營(yíng)方面,在未建立現(xiàn)貨市場(chǎng)
區(qū)域,抽水蓄能電站按照75%燃煤基準(zhǔn)價(jià)用電,發(fā)電時(shí)段按
基準(zhǔn)價(jià)上網(wǎng),而電站能效轉(zhuǎn)化75%左右,電站收益成本基本
持平。在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行的地方,抽水蓄能電站抽水電價(jià)、
上網(wǎng)電價(jià)按現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格及規(guī)則結(jié)算,抽水蓄能電站抽水電
量不執(zhí)行輸配電價(jià)、不承擔(dān)政府性基金及附加,在當(dāng)前峰谷電
價(jià)價(jià)差高達(dá)0.6-1元情況,抽水蓄能電站可以獲得較好的盈利。
圖5:我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)及規(guī)劃情況(萬(wàn)千瓦)
政策驅(qū)動(dòng)下,全國(guó)各省市迅速布局抽水蓄能項(xiàng)目。2022
年1月以來(lái),已經(jīng)有20個(gè)省份公布了2022年省級(jí)重點(diǎn)建設(shè)
項(xiàng)目名單。根據(jù)國(guó)際能源網(wǎng)統(tǒng)計(jì),截至目前我國(guó)各省公布的
重點(diǎn)項(xiàng)目中,抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)已達(dá)104.3GW,累計(jì)投資超
6000億。
三、鋰離子電池儲(chǔ)能:正處于超級(jí)爆發(fā)周期
3.1鋰電池電池儲(chǔ)能介紹
2021年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中,鋰離子電池占比高達(dá)
89.7%,是目前技術(shù)比較成熟,發(fā)展勢(shì)頭最為迅猛的儲(chǔ)能方式。
鋰離子電池由正極、負(fù)極、隔膜和電解液組成,目前主流產(chǎn)
品正極常用鍥鎰鉆三元材料或磷酸鐵鋰,負(fù)極多為石墨等碳素
材料。鋰離子電池具有能量密度大、沒(méi)有記憶效應(yīng)、充放電
快速、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于風(fēng)電光伏等新能源發(fā)
電側(cè)配儲(chǔ)和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。
鋰離子儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈由上游設(shè)備商,中游集成商和下游終
端用戶(hù)組成。其中設(shè)備包括電池、EMS(能量管理系統(tǒng))、
BMS(電池管理系統(tǒng))、PCS(變流器);集成商包括儲(chǔ)能
系統(tǒng)集成和EPC;終端用戶(hù)則由發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)以
及通信/數(shù)據(jù)中心組成。
圖7:電化學(xué)儲(chǔ)能上下游示意圖
發(fā)電側(cè)
電網(wǎng)側(cè)
儲(chǔ)能系統(tǒng)
集成EPC
用戶(hù)側(cè)
據(jù)中心
頭定@方來(lái)管庫(kù)
PCS(儲(chǔ)能變流器)應(yīng)用于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),可在用電高
峰期將電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電送入電網(wǎng),低谷期將
電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電儲(chǔ)存,起到控制儲(chǔ)能電池組充放
電過(guò)程的作用。儲(chǔ)能變流器通過(guò)控制電能在電池組和電網(wǎng)之間
的流動(dòng),起到削峰填谷、平滑新能源出力時(shí)長(zhǎng)波動(dòng)、平衡晝
夜用電分布差異等作用。BMS(電池管理系統(tǒng))主要負(fù)責(zé)電
池的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、保護(hù)以及均衡,保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
EMS(能量管理系統(tǒng))將電池、儲(chǔ)能變流器、電池管理
系統(tǒng)和其他儲(chǔ)能系統(tǒng)部件集成為一個(gè)完整的系統(tǒng),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)
采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度,對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控、分析、運(yùn)行
和決策管理。儲(chǔ)能電池是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)核心部分。目前市
場(chǎng)上的主流電池根據(jù)技術(shù)路線(xiàn)不同,大致可分為鋰離子電池、
鉛碳電池、液流電池和鈉離子電池。不同技術(shù)路線(xiàn)的電池響應(yīng)
速度、放電效率都不盡相同,也有各自的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。
3.2電力應(yīng)用帶動(dòng),鋰電儲(chǔ)能需求持續(xù)爆發(fā)
在新型電力系統(tǒng)中,儲(chǔ)能將成為至關(guān)重要的一環(huán),是新
能源消納以及電網(wǎng)安全保障必要保障,在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、
用電側(cè)都會(huì)得到廣泛的應(yīng)用,需求空間廣闊。國(guó)內(nèi)市場(chǎng),由
于強(qiáng)制性配儲(chǔ)政策的推行,光伏集中式電站以及風(fēng)電電站儲(chǔ)能
配置率將激增,功率配置比例以及配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)將逐步遞增。海
外方面,儲(chǔ)能前期發(fā)展比國(guó)內(nèi)快,將在經(jīng)濟(jì)性考量以及激勵(lì)
政策推動(dòng)下快速增加儲(chǔ)能配置率,2021年美、歐、澳等國(guó)家
和地區(qū)皆出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。
根據(jù)GGII統(tǒng)計(jì),2021年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電池出貨量48GWh,
其中電力儲(chǔ)能電池出貨量29GWh,同比增長(zhǎng)339%;而根據(jù)
全球研究機(jī)構(gòu)EVTank與伊維經(jīng)濟(jì)研究院共2021年全球儲(chǔ)能
電池出貨量66.3GWh,同比增長(zhǎng)132.6%,電力系統(tǒng)儲(chǔ)能是主
要增量貢獻(xiàn)。
圖8:2017-2021年我國(guó)儲(chǔ)能電池出貨量及增速
—中國(guó)儲(chǔ)能鋰電池出貨量(GWh)-同比增長(zhǎng)見(jiàn)親@充來(lái)管庫(kù)
3.3磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能成本分析測(cè)算
根據(jù)正極材料的不同,現(xiàn)行主流鋰離子電池有三元和磷
酸鐵鋰兩類(lèi)。磷酸鐵鋰電池能量密度比三元材料低,同樣成
本也較低。儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)δ芰棵芏纫蟛桓撸杀镜?、壽命長(zhǎng)
的磷酸鐵鋰電池更受青睞。電池作為整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中核心組
成部分,成本占到整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的50%,是儲(chǔ)能系統(tǒng)后
續(xù)降本的重要渠道。2021年我國(guó)磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能中標(biāo)價(jià)格
大多集中在121.7元/Wh。而根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)
測(cè)算,2022年全球電化學(xué)儲(chǔ)能EPC成本約為261美元/kWh
(折合人民幣約1.66元/Wh),預(yù)計(jì)2025年將降至203美元
/kWh(折合人民幣約1.29元/Wh)o2021年以來(lái)大量EPC中
標(biāo)價(jià)格1.3-1.7元/kWh之間。
鋰離子電池全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心假設(shè):
(1)初始投資成本假設(shè):鋰離子電池初始投資成本包括
能量成本,PCS、BMS、EMS系統(tǒng)成本,建設(shè)成本以及其他
成本。鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)初始投資成本由于項(xiàng)目區(qū)別具有
一定差異,綜合近期鋰離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格,我們假
設(shè)初始投資單元成本為1.5元/Wh。
(2)年度運(yùn)維成本假設(shè):運(yùn)維成本包括電站運(yùn)營(yíng)期間的
燃料動(dòng)力費(fèi)、以及為了維持電站運(yùn)營(yíng)所必須的零部件更換、
系統(tǒng)維護(hù)、人工費(fèi)等費(fèi)用,此類(lèi)成本根據(jù)儲(chǔ)能類(lèi)型的不同大
致占初始投資成本的鑒于鋰離子電池儲(chǔ)能電站普遍
采用遠(yuǎn)程監(jiān)控與定期巡檢相結(jié)合的方式,人工費(fèi)用相比其他電
池類(lèi)型低,我們假設(shè)運(yùn)維成本占初始投資成本的4%。
(3)系統(tǒng)殘值率假設(shè):系統(tǒng)殘值是儲(chǔ)能系統(tǒng)報(bào)廢的剩余
價(jià)值減去處置成本所得到的凈值,根據(jù)電池類(lèi)型不同占初始投
資成本的3%-40%不等。其中磷酸鐵鋰電池相較其他類(lèi)型電池
回收價(jià)值較低,我們假設(shè)其系統(tǒng)殘值率為5%。
(4)系統(tǒng)壽命假設(shè):鋰離子電池循環(huán)壽命為3500-5000
次,我們假設(shè)其循環(huán)壽命為4500次,年均循環(huán)次數(shù)500次,
則系統(tǒng)壽命為9年。
(5)其他假設(shè):假設(shè)放電深度90%,儲(chǔ)能循環(huán)效率
88%,壽命終止容量75%。
表11:磷酸鐵鋰電池LC0S測(cè)算核心假設(shè)
參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值
初始投資成本(元/Wh)1.5系統(tǒng)容量(MWh)100
其中:能量成本(元/Wh)0.7放電深度(%)90
PCS成本(元/Wh)0.3儲(chǔ)能循環(huán)效率(%)88
BMS成本(元/Wh)0.1循環(huán)壽命(次)3500-5000
EMS成本(元/Wh)0.1壽命終止容量(%)75
建設(shè)成本(元/Wh)0.2年循環(huán)次數(shù)(次)500
其他成本(元/Wh)0.1系統(tǒng)壽命(年)9
運(yùn)維成本(元/Wh)0.06年衰減率(%)2.5
系統(tǒng)殘值率(%)5貼現(xiàn)率(%)6
四元@壇三來(lái)置庫(kù)
稅率(%)
根據(jù)以上假設(shè)測(cè)算可得,在初始投資成本1.5元/Wh,年
均循環(huán)次數(shù)500次,儲(chǔ)能壽命為9年的假設(shè)下,鋰離子電池
儲(chǔ)能系統(tǒng)度電成本約為0.67元/kWh。
降低初始投資成本、提高電池循環(huán)壽命、增強(qiáng)電池轉(zhuǎn)換
效率等是降低儲(chǔ)能度電成本的主要方式,目前鋰離子電池能
效轉(zhuǎn)化率是所有儲(chǔ)能技術(shù)中最高的,而隨著技術(shù)進(jìn)步,其壽
命將逐步增加,成本也有望繼續(xù)下降。
通過(guò)對(duì)不同初始投資成本以及循環(huán)壽命的假設(shè),我們對(duì)
其LCOS進(jìn)行了敏感性分析,當(dāng)儲(chǔ)能壽命達(dá)到4900次循環(huán),
初始成本下降到1.3元/Wh,LCOS可降至0.48元/Wh。根據(jù)
寧德時(shí)代2025年發(fā)展目標(biāo),儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)壽命達(dá)到10000次,
能量效率達(dá)到98%,屆時(shí)鐵鋰電池度電成本將可與抽水蓄能
電站爭(zhēng)鋒。
表14:磷酸鐵鋰電池LC0S敏感性分析
初始投資成本(元〃h)
1.61.51.41.3
3500.9600.9150.8700.825
4000.8400.8000.7610.722
5000.7020.6690.6350.602
6000.6120.5870.5570.527
7000.5660.5380.5109元銖影E管庫(kù)
四、壓縮空氣儲(chǔ)能:有望成為抽水蓄能電站的重要補(bǔ)充
4.1空氣壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)介紹
壓縮空氣儲(chǔ)能是一種基于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展而產(chǎn)生的儲(chǔ)能技
術(shù),以壓縮空氣的方式儲(chǔ)存能量。儲(chǔ)能時(shí)段,壓縮空氣儲(chǔ)能
系統(tǒng)利用風(fēng)/光電或低谷電能帶動(dòng)壓縮機(jī),將電能轉(zhuǎn)化為空氣
壓力能,隨后高壓空氣被密封存儲(chǔ)于報(bào)廢的礦井、巖洞、廢棄
的油井或者人造的儲(chǔ)氣罐中;釋能時(shí)段,通過(guò)放出高壓空氣
推動(dòng)膨脹機(jī),將存儲(chǔ)的空氣壓力能再次轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或者電
能。國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)不斷進(jìn)步,壓縮空氣儲(chǔ)能
(CAES)、先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能(AA-CAES)、超臨界
壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(SC-CAES)、液態(tài)壓縮空氣(LAES)等
都有研究覆蓋,500kW容量等級(jí)、1.5MW容量等級(jí)及10MW
容量等級(jí)的壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程均已建成。
壓縮空氣系統(tǒng)構(gòu)成。壓縮空氣主要由壓縮系統(tǒng)、膨脹系
統(tǒng)、發(fā)電及以及儲(chǔ)氣罐四大核心部分。根據(jù)同里500kW液態(tài)
空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目效果圖,目前先進(jìn)的液態(tài)空氣儲(chǔ)能主要涉及設(shè)
備包括:1)壓縮機(jī)組,2)空氣凈化裝置,3)液化裝置及制
冷膨脹機(jī),4)儲(chǔ)液裝置,5)低溫泵,6)膨脹劑電機(jī)組,7)
膨脹機(jī)電機(jī)組,8)儲(chǔ)熱裝置,9)蓄冷裝置,10)澳化鋰?yán)?/p>
熱雙供機(jī)組。
圖11:同里500kW液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目效果圖
注:I、樂(lè)浦機(jī)組;2、空氣凈化裝置;3、液化裝置及制冷膨脹
機(jī):4、儲(chǔ)液裝巖:5、低溫采;6、蒸發(fā)器;7、膨聯(lián)機(jī)電機(jī)組;
8、儲(chǔ)熱裝置;9、備冷裝置;10、澳化竹冷熱儀供元@未來(lái)替'庫(kù)
4.2邁過(guò)試驗(yàn)示范階段,商業(yè)化項(xiàng)目大規(guī)模上馬
國(guó)際上1978年建成德國(guó)漢特福海與1991年建成的美國(guó)
阿拉巴馬商業(yè)化壓縮空氣儲(chǔ)能電站為商業(yè)化電站。國(guó)內(nèi)陸續(xù)
進(jìn)行了壓縮空氣、超臨界壓縮空氣、液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目
的研發(fā)與建設(shè)。空氣壓縮多數(shù)是為試驗(yàn)示范項(xiàng)目,國(guó)內(nèi)壓縮空
氣儲(chǔ)能落地項(xiàng)目從千瓦級(jí)起步,逐步突破了1-100MW級(jí)壓縮
空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),分別于2013年在河北廊坊和2016年
在貴州畢節(jié)建成國(guó)際首套1.5MW和10MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能
示范項(xiàng)目,張家口國(guó)際首套100MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)
目于2021年底順利并網(wǎng),整體研發(fā)進(jìn)程及系統(tǒng)性能均處于國(guó)
際領(lǐng)先水平。
2022年以來(lái)大功率項(xiàng)目開(kāi)始快速上馬。2022年2月,湖
北應(yīng)城300MW(兆瓦)級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目簽約活
動(dòng);山東省泰安市推進(jìn)開(kāi)發(fā)600MW(20MW)級(jí)鹽穴壓縮空
氣儲(chǔ)能電站;葛洲壩能源重工有限公司擬位于瑞昌市投資約
80億元,建設(shè)規(guī)模為1000MW/6000MWh的壓縮空氣項(xiàng)目。
表16:2022年立項(xiàng)的大型空氣壓縮儲(chǔ)能項(xiàng)目
開(kāi)始時(shí)間項(xiàng)目地點(diǎn)項(xiàng)目名稱(chēng)規(guī)模參與單位
國(guó)網(wǎng)湖北綜合能源服務(wù)有
300MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能限公司、中能建數(shù)字科技
2022.2湖北應(yīng)城300MW
電站示范工程有限公司、應(yīng)城市人民政
府
山東泰安2*300MW級(jí)中國(guó)能建數(shù)科集團(tuán)、魯銀
2022.2山東泰安鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能創(chuàng)600MW投資、國(guó)網(wǎng)山東省電力公
新示范工程司
瑞昌市壓縮空氣儲(chǔ)能
2022.2江西九江lGW/6GWh葛洲壩能源重工有限公司
調(diào)峰調(diào)頻電站項(xiàng)目
龍頭企業(yè)訂單飽滿(mǎn)。在空氣壓縮儲(chǔ)能技術(shù)研究與項(xiàng)目建
設(shè)上,中科院工程熱物理研究所、南網(wǎng)科研院新能源與綜合
能源、清華大學(xué)電機(jī)系、中科院過(guò)程工程研究、國(guó)網(wǎng)全球能源
互聯(lián)網(wǎng)研究院等儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)是主要處于領(lǐng)先位置,其他參與到該
領(lǐng)的機(jī)構(gòu)還有杭氧、川空集團(tuán)、中鹽集團(tuán)、中國(guó)華能、中國(guó)
能建、葛洲壩等企業(yè)。
中科院工程熱物理研究所在我國(guó)空氣壓縮領(lǐng)域處于絕對(duì)
領(lǐng)先位置,我國(guó)現(xiàn)存多數(shù)項(xiàng)目使用的是其技術(shù)。中儲(chǔ)國(guó)能主
要團(tuán)隊(duì)來(lái)自中科院熱物理研究所,熱物理所將其在壓縮空氣
領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)注入到中儲(chǔ)國(guó)能,公司專(zhuān)業(yè)從事壓縮空氣儲(chǔ)能
技術(shù)輸出以及設(shè)備制造的企業(yè)。據(jù)其官網(wǎng)披露,公司已建成
的15kW、1.5MW和10MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目市場(chǎng)
占有率為94.9%。公司在湖北云應(yīng)、內(nèi)蒙古二連浩特、河南
鞏義、河南平頂山、山東肥城、陜西榆林、甘肅玉門(mén)、西藏
的列入規(guī)劃的工業(yè)級(jí)項(xiàng)目36臺(tái)套,合同總價(jià)值超過(guò)50億元。
表17:2022年立項(xiàng)的大型空氣壓縮儲(chǔ)能項(xiàng)目
地點(diǎn)規(guī)模地點(diǎn)規(guī)模
山東肥城1250MW/7500MWh河南信陽(yáng)100MW/400MWh
浙江遂昌100MW/1200MWh河南舞鋼10MW/80MWh
青海海西10MW/40MWh甘肅玉門(mén)100MW/400MWh
河南平頂山100MW/800MWh陜西榆林100MW/400MWh
河南鞏義100MW/400MWh海南昌江1班條頌對(duì)堯駕■庫(kù)
4.3成本分析測(cè)算:有望成為抽蓄的重要補(bǔ)充
系統(tǒng)效率的提升以及成本的下降,是壓縮空氣儲(chǔ)能商業(yè)
化發(fā)展的基礎(chǔ)。目前從已建成和在建的項(xiàng)目來(lái)看,兆瓦級(jí)的
系統(tǒng)效率可達(dá)52.1%,10兆瓦的系統(tǒng)效率可達(dá)60.2%,百兆
瓦級(jí)別以上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率可以達(dá)到70%,先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)
能系統(tǒng)效率能夠逼近75%。系統(tǒng)規(guī)模增加后,單位投資成本
也持續(xù)下降,系統(tǒng)規(guī)模每提高一個(gè)數(shù)量級(jí),單位成本下降可
達(dá)30%左右。
壓縮空氣儲(chǔ)能全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心假
設(shè):1)初始投資成本:綜合多種文獻(xiàn),壓縮空氣初始投資成
本在6-7.5元/瓦之間,100MW級(jí)別的成本預(yù)計(jì)可以達(dá)到6000
元/kW以下。我們假設(shè)100MW/400MWh的項(xiàng)目單位投資成
本為6元/W。2)年度運(yùn)維成本假設(shè):壓縮空氣儲(chǔ)能所需的維
修保養(yǎng)成本相對(duì)較高,每年需要2%左右。我們假設(shè)運(yùn)維成本
為0.1元/W。3)系統(tǒng)壽命假設(shè):壓縮空氣產(chǎn)能電站的主體設(shè)
施可以使用30-50年,我們這里保守預(yù)測(cè)30年的運(yùn)營(yíng)壽命。
4)循環(huán)效率:壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量利用效率近年來(lái)快速
上升,大容量電站效率已經(jīng)可以達(dá)到70%,先進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目可
以達(dá)到75%。5)循環(huán)次數(shù):電站一般可以每天全容量沖放1-
2次,對(duì)應(yīng)年循環(huán)次數(shù)350-700次,循環(huán)次數(shù)越高,系統(tǒng)度電
成本越低。6)貼現(xiàn)率:考慮到當(dāng)前央企能源企業(yè)的融資成本
在4-5%,我們選取6%作為折現(xiàn)率。
表18:壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)LCOS測(cè)算核心假設(shè)
參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值
初始全投資成本(元/W)6系統(tǒng)功率(MW)100
運(yùn)維成本(元/W)0.1系統(tǒng)容量(MWh)400
系統(tǒng)殘值率5%儲(chǔ)能循環(huán)效率設(shè))73%
年循環(huán)次數(shù)400
系統(tǒng)壽命(年)30
貼現(xiàn)率6%
以施⑥未來(lái)管庫(kù)
稅率
初始投資和利用小時(shí)數(shù)的變化對(duì)度電成本的影響巨大,
而隨著技術(shù)進(jìn)步,初始投資仍有下降空間;利用小時(shí)數(shù)主要
看電站在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的利用率,每天充放次數(shù)越高,成本越
低。在100MW/400MWh的系統(tǒng)中,初始投資5-6元/W、年循
環(huán)次數(shù)達(dá)到450-600次的情況下,度電成本區(qū)間為0.252-
0.413元/kWh。
壓縮空氣儲(chǔ)能有望成為抽水蓄能電站的重要補(bǔ)充
壓縮空氣儲(chǔ)能之前受制于儲(chǔ)能效率較低,電量損耗成本
較高,但是隨著技術(shù)進(jìn)步,大型電站投資儲(chǔ)能效率已經(jīng)上升
至70%-75%,略低于抽水蓄能電站,但是已經(jīng)具有具備了大
規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的條件。
與當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的抽水蓄能以及磷酸鐵鋰電池比較:
1)壓縮空氣的度電成本依然要略高于抽水蓄能,但是遠(yuǎn)低于
磷酸鐵鋰。雖然壓縮空氣儲(chǔ)能效率要低于鋰離子電池,但是
按照每度電增加0.06元/kWh的額外充電成本,壓縮空氣的儲(chǔ)
能的綜合成本依然要大幅低于鋰離子儲(chǔ)能。2)投資周期較抽
水蓄能短,且單體投資規(guī)模限制小。壓縮空氣儲(chǔ)能建設(shè)周期
要短與抽水蓄能,方便項(xiàng)目的快速投產(chǎn)。另外,抽水蓄能電站
一般在100萬(wàn)千瓦以上才有比較好的經(jīng)濟(jì)性,而壓縮空氣10
萬(wàn)千瓦以上可以具備較好的商業(yè)性,項(xiàng)目單體投資小,可進(jìn)
行靈活配置。綜合看來(lái),壓縮空氣儲(chǔ)能在能效得到提升后,
有望成為抽水蓄能在大規(guī)模儲(chǔ)能電站領(lǐng)域的重要補(bǔ)充。
五、鈉離子儲(chǔ)能:性能優(yōu)異,被寄予厚望
5.1鈉離子電池性能優(yōu)異,被寄予厚望
近期以寧德時(shí)代和中科海鈉為代表的企業(yè)開(kāi)始布局鈉離
子電池,有望推動(dòng)鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)程。鋰、鈉、鉀同
屬于元素周期表IA族堿金屬元素,在物理和化學(xué)性質(zhì)方面有
相似之處,理論上都可以作為二次電池的金屬離子載體。鈉離
子電池與鋰離子電池工作原理類(lèi)似,與其他二次電池相似,
鈉離子電池也遵循脫嵌式的工作原理,在充電過(guò)程中,鈉離
子從正極脫出并嵌入負(fù)極,嵌入負(fù)極的鈉離子越多,充電容量
越高;放電時(shí)過(guò)程相反,回到正極的鈉離子越多,放電容量越
高。
圖12:鈉離子電池工作原理圖
鈉離子電池性能優(yōu)異,被寄予厚望。決定電化學(xué)儲(chǔ)能能
否被大面積應(yīng)用的關(guān)鍵因素包括安全性、材料資源可得性、
高低溫性能、壽命、投資成本等,而根據(jù)鈉離子電池最新研
究進(jìn)展,它在這些方面都表現(xiàn)出了良好的性能。在規(guī)?;瘧?yīng)用
后成本有望低于鐵鋰電池,可在大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能、低速電
動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域得到廣闊應(yīng)用,有望與鋰離子電池形成互補(bǔ)和有
效替代。
成本優(yōu)勢(shì)明顯。鈉離子電池,尤其銅基鈉離子電池,其
正極材料主要元素Na、Cu、Fe和Mn都是價(jià)格低廉、來(lái)源廣
泛的大宗元素,相比鋰離子電池Li、Ni、Co等元素成本優(yōu)勢(shì)
明顯;另外,負(fù)極采用的無(wú)煙煤前驅(qū)體,在材料來(lái)源和成本亦
有優(yōu)勢(shì),且碳化溫度(約1200C)遠(yuǎn)低于生產(chǎn)石墨負(fù)極時(shí)的
石墨化溫度(約2800C),鈉離子電池負(fù)極材料在原材料和
生產(chǎn)制造方面成本明顯;集流體方面,由于銅箔的價(jià)格是鋁箔
價(jià)格的3倍左右,鈉離子電池負(fù)極不需要使用銅箔,而是使
用鋁箔,也是降低鈉離子電池成本的路徑之一。
相關(guān)研究表明,綜合正極材料、負(fù)極材料和集流體幾個(gè)
方面,鈉離子電池材料成本約370元/kWh,而且隨著產(chǎn)業(yè)鏈
成熟,材料成本有望進(jìn)一步下探,結(jié)合結(jié)構(gòu)件好電氣件成本,
初始容量投資有望控制在500-700元/kWh;性能方面,隨著
研發(fā)持續(xù)投入和技術(shù)迭代,電池循環(huán)壽命有望突破8000次以
上。
圖13:鈉離子電池的材料成本優(yōu)勢(shì)明顯
5.2鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速
2010年以來(lái),鈉離子電池受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界
的廣泛關(guān)注,其相關(guān)研究更是迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)外已
有多家企業(yè)正在積極進(jìn)行鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)布局,包
括英國(guó)FARADION公司、美國(guó)NatronEnergy公司、法國(guó)
Tiamats日本岸田化學(xué)、豐田、松下、三菱化學(xué),以及我國(guó)
的中科海鈉、寧德時(shí)代、鈉創(chuàng)新能源等公司。目前國(guó)內(nèi)在鈉
離子電池產(chǎn)品研發(fā)制造、標(biāo)準(zhǔn)制定以及市場(chǎng)應(yīng)用推廣等方面的
工作正在全面展開(kāi),鈉離子電池即將進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段,
相關(guān)工作已經(jīng)走在世界前列。
中科海納鈉離子電池商業(yè)化在即。2018年6月,中科海
鈉推出了全球首輛鈉離子電池(72V-80Ah),驅(qū)動(dòng)的低速電
動(dòng)車(chē),并于2019年3月發(fā)布了世界首座30kW/100kWh鈉離
子電池儲(chǔ)能電站,2021年6月推出IMWh的鈉離子電池儲(chǔ)能
系統(tǒng)。
根據(jù)中科海鈉CEO唐筮的介紹,中科海鈉的鈉離子電池
體積和重量不到同等容量的鉛酸電池的三分之一,能量密度
已達(dá)到145Wh/kg,是鉛酸電池的3倍左右,循環(huán)壽命是鉛酸
電池的十倍,同時(shí)具備5-10分鐘充電的快充能力。中科海鈉
目前規(guī)劃了兩條一共2GWh的鈉離子電芯的產(chǎn)線(xiàn),目標(biāo)是實(shí)
現(xiàn)今年投產(chǎn),是目前最早大規(guī)模量產(chǎn)項(xiàng)目。
寧德時(shí)代鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化快速落地。2021年7月寧德
率先發(fā)布第一代鈉離子電池,該電池具備高能量密度、高倍
率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等
優(yōu)勢(shì),其電芯單體能力密度達(dá)到160Wh/kg(下一代研發(fā)目標(biāo)
200Wh/kg以上);常溫下充電15min電量可達(dá)80%,低溫性
能較好,系統(tǒng)集成效率超過(guò)80%。并在電池系統(tǒng)集成方面另
辟蹊徑,開(kāi)發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案,即鈉離子電池與鋰離
子電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭,集成到同一個(gè)電池系
統(tǒng)里,通過(guò)BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。
寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士介紹,在制造工藝方
面,鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完
美兼容,產(chǎn)線(xiàn)可進(jìn)行快速切換,完成產(chǎn)能快速布局。目前,
寧德時(shí)代已啟動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局,2023年將形成基本
產(chǎn)業(yè)鏈。
5.3鈉離子成本分析:遠(yuǎn)期可期
鈉離子電池儲(chǔ)能全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心
假設(shè):
1)初始投資成本:當(dāng)前鋰離子產(chǎn)業(yè)化正在推進(jìn)中,假設(shè)
成熟時(shí)期可比鐵鋰電池低20-30%。《鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)及
經(jīng)濟(jì)性分析》表示,鈉離子電池材料成本約370元/kWh,而
且隨著產(chǎn)業(yè)鏈成熟,材料成本有望進(jìn)一步下探,結(jié)合結(jié)構(gòu)件好
電氣件成本,初始容量投資有望控制在500-700元/kWh。2)
年度運(yùn)維成本假設(shè):每年需要3.7%左右,為0.04元/W。3)
壽命:可循環(huán)2000次以上,中科鋰鈉、寧德時(shí)代等表示其產(chǎn)
品可達(dá)3000次,根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料,隨著研發(fā)持續(xù)投入和技
術(shù)迭代,電池循環(huán)壽命有望突破8000次以上。4)循環(huán)效率:
綜合多種文獻(xiàn),鈉離子電池循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到84-90%。5)
貼現(xiàn)率:考慮到當(dāng)前央企能源企業(yè)的融資成本在4-5%,我們
選取6%作為折現(xiàn)率。
表25:鈉離子電池LCOS敏感性分析(元/kWh)
初始投資成本(元/Wh)
1.21.110.9
2001.0820.9920.9020.811
3000.7210.6620.6010.541
4000.5410.4960.4510.406
5000.4330.3970.3610.325
6000.3610.3310.301豆條先來(lái)智庫(kù)
由于產(chǎn)業(yè)尚未應(yīng)用,我們假設(shè)在相對(duì)成熟階段,在初始
投資成本1.1元/Wh,年均循環(huán)次數(shù)300次,壽命為10年,
LOCS為0.661元/kWh,與磷酸鐵鋰電池相當(dāng)。
考慮到商業(yè)化后,電池成本以及性能都將會(huì)較大改善。
假設(shè)初始投資成本為0.9-1.2元/Wh,壽命為10年,循環(huán)壽命
2000-6000次區(qū)間,對(duì)鈉離子電池做敏感性分析。如果成本在
1.1元/Wh以下,循環(huán)壽命在3000次以上,度電成本將在
0.270-0.662元之間,優(yōu)于鐵鋰電池。
六、全鋼液流電池儲(chǔ)能
6.1發(fā)展情況與介紹
鋼電池電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)鋼離子的硫
酸電解液中,通過(guò)外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi),在機(jī)械
動(dòng)力作用下,使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循
環(huán)流動(dòng),采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜,電解質(zhì)溶液平行
流過(guò)電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),通過(guò)雙電極板收集和傳導(dǎo)
電流,從而使得儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。這個(gè)可
逆的反應(yīng)過(guò)程使鈍電池順利完成充電、放電和再充電。
在全鋼液流電池系統(tǒng)中,鋼電解液全生命周期內(nèi)不會(huì)失
效變質(zhì),理論總輒量不會(huì)發(fā)生變化,很容易全部回收利用,
價(jià)值較高,所以建設(shè)儲(chǔ)能電站時(shí),可以采用購(gòu)買(mǎi)電解液,到
期回收模式,也可以采用電解液租賃模式運(yùn)行,這樣能夠大幅
降低初期投資成本,投資回報(bào)率更高。
液流電池具有壽命長(zhǎng)、安全性好、輸出功率大、儲(chǔ)能容
量大且易于擴(kuò)展等特點(diǎn),壽命達(dá)到15-20年,同其他儲(chǔ)能技
術(shù)比較,與風(fēng)電場(chǎng)硬件具備最高的匹配度,特別適合用于風(fēng)
電廠(chǎng)儲(chǔ)能,滿(mǎn)足其頻繁充放電、大容量、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能需求。當(dāng)
然,全鋼液流電池能量密度低,體積、質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他電池,
需要5-40。的溫度環(huán)境。
我國(guó)鋼電池相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備充足,大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目大量新
增
我國(guó)關(guān)于鋼液流電池的研究工作始于20世紀(jì)90年代,
迄今先后有中國(guó)工程物理研究院、中南大學(xué)、清華大學(xué)和中
科院大連化物所等開(kāi)發(fā)成功KW及以上級(jí)電池組。我國(guó)鋼液
流電池已實(shí)現(xiàn)在智能電網(wǎng)、通信基站、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、可再生
能源及削峰填谷等項(xiàng)目中的應(yīng)用。2010年以來(lái),我國(guó)兆瓦級(jí)
全鈍液流電池示范項(xiàng)目開(kāi)始陸續(xù)開(kāi)展,2019年以來(lái)我國(guó)液流
電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目正加快建設(shè),2022年2月,
“200MW/800MWh大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國(guó)家示范項(xiàng)目”
的一期項(xiàng)目100MW/400MWh級(jí)全鈍液流電池儲(chǔ)能電站完成主
體工程建設(shè),并進(jìn)入單體模塊調(diào)試階段,預(yù)計(jì)六月完成并網(wǎng)
調(diào)試,是全球最大鋼液流儲(chǔ)能項(xiàng)目。
表27:我國(guó)今年來(lái)規(guī)劃或建設(shè)的鈕液流儲(chǔ)能項(xiàng)目
時(shí)間項(xiàng)目機(jī)電池供應(yīng)商功率容量
2019年1月3MW(一期)12MWh(一期)
湖北棗陽(yáng)全鈿液流電池光儲(chǔ)用一體化電站項(xiàng)目北京普能
5日/10MW/40MWh
2019年9月江西電建與河鋼承鋼簽訂光伏/風(fēng)電+全帆液流電
河鋼集團(tuán)(電解液)5MW20MWh
5日池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目
2019年9月大連普蘭店樂(lè)甲鄉(xiāng)100MW網(wǎng)源友好型風(fēng)電場(chǎng)示范
大連融科10MW40MWh
17日項(xiàng)目
2019年12
大連瓦房店鎮(zhèn)海網(wǎng)源友好型風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目大連融科10MW40MWh
月2日
2020年8月
大連駝山網(wǎng)源友好型風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目10MW40MWh
27日
2020年12
阿瓦提全機(jī)液流儲(chǔ)能電站偉力得7.5MW22.5MWh
月2日
2MW(一期)8MWh(一期)
2021年2月河北承德森吉圖全機(jī)液流電池風(fēng)儲(chǔ)示范項(xiàng)目
/3MW/12MWh
2021年3月湖北襄陽(yáng)100兆瓦光伏和100兆瓦儲(chǔ)能光儲(chǔ)一體40MW(一期)(一
北京普能200MWh
3日電站/100MW期)/500MWh
2021年5月
廣東汕頭市濠江區(qū)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園上海電氣1MW二]
13日離碳隧皆庫(kù)
125KW'
2021年7月國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(大慶基地)北京普能
6.2鈍液流電池成本分析
目前成本問(wèn)題仍是鈍電池大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用面臨的最大挑
戰(zhàn)。由于尚未規(guī)?;逃?,且受制于設(shè)備、產(chǎn)能以及高額的
前期投入,參考大唐10MW/40MWh全鈍液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)
設(shè)備招標(biāo)以及大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國(guó)家示范項(xiàng)目等投資
情況,預(yù)計(jì)目前鈍電池初始成本約為鋰電池的3倍上下。
全鈍液流電池儲(chǔ)能全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核
心假設(shè):
1)初始投資成本:綜合多種文獻(xiàn)以及近期項(xiàng)目投資情況,
我們預(yù)計(jì)能量單元成本2元/Wh左右,功率單元成本5-6元
AV;假設(shè)100MW/400MWh的項(xiàng)目單位投資成本為13元/W。
2)年度運(yùn)維成本假設(shè):每年需要0.5%左右,為0.065元/W。
3)系統(tǒng)壽命假設(shè):液流電池可使用壽命20年左右,循環(huán)次數(shù)
可達(dá)12000次以上。4)循環(huán)效率:全鈍液流電池電池循環(huán)次
數(shù)可以達(dá)到70-85%,這里暫定75%,隨著技術(shù)進(jìn)步,仍有上
升空間。5)貼現(xiàn)率:考慮到當(dāng)前央企能源企業(yè)的融資成本在
4-5%,我們選取6%作為折現(xiàn)率。
表28:全鋼液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)LC0S測(cè)算核心假設(shè)
參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值
初始全投資成本(元/W)13系統(tǒng)功率(MW)100
能量單元成本(元/甲h)5系統(tǒng)容量(MWh)400
功率單元成本(元/W)2放電深度(酚100%
運(yùn)維成本(元/Wh)0.065儲(chǔ)能循環(huán)效率(%)75%
系統(tǒng)殘值率5%循環(huán)壽命(次)12000-20000
貼現(xiàn)率(%)6%
年循環(huán)次數(shù)紙蔡寫(xiě)來(lái)來(lái)智庫(kù)
初始投資和利用小時(shí)數(shù)的變化對(duì)度電成本的影響巨大,
而隨著技術(shù)進(jìn)步,初始投資仍有下降空間;利用小時(shí)數(shù)主要
看電站在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的利用率,每天充放次數(shù)越高,成本越
低。在100MW/400MWh的系統(tǒng)中,初始投資11-13元/W、年
循環(huán)次數(shù)達(dá)到600次以上時(shí),儲(chǔ)能度電成本區(qū)間為0.44-0.69
元/kWh。
通過(guò)測(cè)算,在電化學(xué)儲(chǔ)能中,全鈍液流電池LCOS與鐵
鋰電池接近,但是能量轉(zhuǎn)化效率方面不如鋰電池,布置靈活
性、溫度環(huán)境要求較高。行業(yè)當(dāng)前處在由示范階段轉(zhuǎn)向商業(yè)
化過(guò)程中,預(yù)計(jì)未來(lái)隨著技術(shù)以及工程進(jìn)步,成本會(huì)有較大的
下降空間,能效也有望進(jìn)一步提高。
七、鉛炭電池儲(chǔ)能
7.1發(fā)展情況
鉛碳電池是一種電容型鉛酸電池,是從傳統(tǒng)的鉛酸電池
演進(jìn)出來(lái)的技術(shù)。普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛
(PbO2),負(fù)極活性材料是鉛(Pb),若把負(fù)極活性材料Pb全部
換成活性炭,則普通鉛酸電池變成混合電容器;若把活性炭混
合到負(fù)極活性材料Pb中,則普通鉛酸電池變成鉛炭電池。
在性能方面,鉛炭電池同時(shí)具有鉛酸電池和電容器的特
點(diǎn),既發(fā)揮了超級(jí)電容瞬間大容量充電的優(yōu)點(diǎn),也發(fā)揮了鉛
酸電池的比能量?jī)?yōu)勢(shì),且擁有非常好的充放電性能;由于加
了碳,阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象,改善了過(guò)去電池失效的一個(gè)
因素,更延長(zhǎng)了電池壽命。
圖18:鉛炭電池結(jié)構(gòu)圖
鉛炭?jī)?chǔ)能進(jìn)展情況。美國(guó)的國(guó)際動(dòng)力公司(Axion)在2006
年便已經(jīng)建立鉛炭電池生產(chǎn)線(xiàn),2009年便開(kāi)始批量銷(xiāo)售鉛炭
電池。我國(guó)鉛酸電池大廠(chǎng)紛紛進(jìn)行過(guò)鉛炭電池的研發(fā)與生產(chǎn),
例如圣陽(yáng)股份與日本古河于2014年簽訂合作協(xié)議,授權(quán)圣陽(yáng)
股份在中國(guó)工廠(chǎng)進(jìn)行鉛炭電池的本地化生產(chǎn);南都電源開(kāi)發(fā)
有臨安2MWh、浙江鹿西島4MWh微網(wǎng)儲(chǔ)能、珠海萬(wàn)山海島
6MWh等儲(chǔ)能項(xiàng)目段;2018年超威集團(tuán)“電力儲(chǔ)能用鉛炭電池
2V1000”項(xiàng)目獲得浙江省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng);天能動(dòng)力表示
其高性能鉛炭電池是自主研發(fā)的具有國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平的新
型電池,于2020年12月榮獲國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域
最高獎(jiǎng)項(xiàng)—中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng)項(xiàng)目獎(jiǎng)。
7.2鉛炭電池成本分析
鉛炭電池儲(chǔ)能全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心假
設(shè):1)初始投資成本:鉛炭電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中電芯成本較低,
假設(shè)初始全投資成本為1元/Wh。2)年度運(yùn)維成本假設(shè):每
年需要4%左右,為0.04元/W。3)放電深度:鉛炭電池放電
深度較低,為60-70%。4)壽命:可循環(huán)2000次以上,多家
企業(yè)表示,其鉛炭電池可在70%放電深度條件下達(dá)到4200次
的循環(huán)壽命。4)循環(huán)效率:綜合多種文獻(xiàn),鉛炭電池循環(huán)次
數(shù)可以達(dá)到70-85%,這里暫定75%,部分可達(dá)80%以上。5)
貼現(xiàn)率:考慮到當(dāng)前央企能源企業(yè)的融資成本在4-5%,我們
選取6%作為折現(xiàn)率。
表31:鉛炭電池儲(chǔ)能系統(tǒng)LCOS測(cè)算核心假設(shè)
參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值
初始全投資成本(元/Wh)1系統(tǒng)功率(MW)100
運(yùn)維成本(元/岫)0.04系統(tǒng)容量(MWh)200
系統(tǒng)殘值率5%放電深度(如70%
儲(chǔ)能循環(huán)效率魏)75%
循環(huán)壽命(次)3000-4200
年循環(huán)次數(shù)600
貼現(xiàn)率6%
稅率三親@未來(lái)智■庫(kù)
根據(jù)以上假設(shè)測(cè)算可得,在初始投資成本1元/W,年均
循環(huán)次數(shù)600次,儲(chǔ)能循環(huán)效率70%,鉛炭電池LOCS為
0.678元/kWh。
對(duì)鉛炭電池敏感性分析發(fā)現(xiàn),在年循環(huán)次數(shù)達(dá)到500次
以上時(shí),初始投資成本為0.8-1元/W,鉛炭電池儲(chǔ)能度電成本
區(qū)間為0.52-0.747元/kWh。
通過(guò)測(cè)算比較,發(fā)現(xiàn)雖然鉛炭電池初始投資成本較低,
但是由于其放電深度低于其他儲(chǔ)能形式,度電成本優(yōu)勢(shì)并不
明顯。另外如果考慮實(shí)際使用中能量損耗成本,鉛炭電池因
能效相對(duì)鐵鋰電池較低,經(jīng)濟(jì)性會(huì)處于一定劣勢(shì)勢(shì)。新型儲(chǔ)能
百花齊放的狀態(tài)下,鉛炭電池也將有望通過(guò)技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)能
效提升以及成本下降。
儲(chǔ)能溫控行業(yè)專(zhuān)題研究:市場(chǎng)乘風(fēng)而起—行業(yè)
龍頭把握先機(jī)
1.各環(huán)節(jié)需求共振,全球儲(chǔ)能進(jìn)入加速發(fā)展期
1.1.全球儲(chǔ)能行業(yè)步入規(guī)?;l(fā)展階段
儲(chǔ)能是全球電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中不可或缺的環(huán)節(jié)?;茉?/p>
的使用是全球碳排放的主要來(lái)源,根據(jù)IEA統(tǒng)計(jì),2020年石
油、煤炭、天然氣等傳統(tǒng)化石能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比仍
超過(guò)80%,可再生能源的占比僅為12%。為降低碳排放量,
未來(lái)工業(yè)、交通、供熱等各領(lǐng)域的電氣化水平需進(jìn)一步提高,
同時(shí)在電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)中,光伏、風(fēng)電等可再生能源也將逐漸取
代傳統(tǒng)的火電裝機(jī)。根據(jù)IEA的測(cè)算,為實(shí)現(xiàn)2050年碳中和
的目標(biāo),可再生能源發(fā)電占比需由2020年的30%以下提升至
2030年的60%以上,2050年則需達(dá)到近90%。與石油等傳統(tǒng)
化石能源不同,電力的生產(chǎn)與消費(fèi)需要同時(shí)進(jìn)行,能量無(wú)法直
接以電能的形式進(jìn)行儲(chǔ)存,而風(fēng)、光等可再生能源往往具有
較強(qiáng)的季節(jié)性與波動(dòng)性,因此隨著全球電氣化程度的提升以及
風(fēng)電、光伏裝機(jī)占比的增加,未來(lái)儲(chǔ)能將在全球電力系統(tǒng)中
發(fā)揮更加重要的作用。
儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)?;l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。一方面,隨著技
術(shù)的進(jìn)步與產(chǎn)能的擴(kuò)張,近年來(lái)風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本與鋰
離子電池的制造成本降幅顯著,在上網(wǎng)側(cè)平價(jià)的基礎(chǔ)上,當(dāng)前
全球正朝著“新能源+儲(chǔ)能”平價(jià)的方向快速前進(jìn)。另一方面,
經(jīng)過(guò)前期的探索與實(shí)踐,儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的定位與商業(yè)模
式正日漸清晰,目前美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)儲(chǔ)能市場(chǎng)化發(fā)展的
機(jī)制已基本建立,新興市場(chǎng)的電力系統(tǒng)改革亦持續(xù)加速,儲(chǔ)
能行業(yè)規(guī)?;l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。
圖3:風(fēng)電、光伏LCOE變化情況($/kWh)
光伏海上風(fēng)電陸上風(fēng)電
2021年起全球儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段。根據(jù)BNEF
統(tǒng)計(jì),2021年全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為10GW/22GWh,較
2020年實(shí)現(xiàn)翻倍以上增長(zhǎng),截至2021年底全球累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)
容量約為27GW/56GWho考慮至U2021年底全球累計(jì)風(fēng)電/光
伏裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到837/942GW,以此推算儲(chǔ)能在全球風(fēng)電光
伏裝機(jī)中的占比僅為1.5%,我們認(rèn)為儲(chǔ)能市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)才
剛剛開(kāi)始,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。
12國(guó)內(nèi):各環(huán)節(jié)發(fā)展模式明晰,裝機(jī)空間充分打開(kāi)
政策勾勒發(fā)展前景,各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展模式逐漸清晰。
2022年2月底,國(guó)家發(fā)改委、能源局正式印發(fā)《“十四五”新
型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》,進(jìn)一步明確了“到2025年新型儲(chǔ)能由
商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條
件”,“2030年新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展”的目標(biāo)。此外,本次
文件對(duì)發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能均進(jìn)行了明確的部署,各
環(huán)節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展模式逐漸清晰。
2022年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)將正式步入發(fā)展快車(chē)道。2021年國(guó)
家、地方層面均有儲(chǔ)能政策密集出臺(tái),但主要側(cè)重在整體部
署層面,相關(guān)的配套細(xì)則尚不完善,因此2021年為國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能
行業(yè)由商業(yè)化起步邁向規(guī)?;l(fā)展的過(guò)渡之年,實(shí)際落地的
項(xiàng)目規(guī)模相對(duì)有限。根據(jù)CNESA的統(tǒng)計(jì),2021年國(guó)內(nèi)新增
新型儲(chǔ)能裝機(jī)2.4GW/4.9GWh,較2020年同比增長(zhǎng)約54%,
其中電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)2.32GW,同比增長(zhǎng)近49%。從應(yīng)用場(chǎng)景
來(lái)看,2021年國(guó)內(nèi)新增電源側(cè)/電網(wǎng)側(cè)/用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)
模分別為0.98/0.84/0.58GW,占比約為41%/35%/24%,各環(huán)
節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展齊頭并進(jìn)。隨著2022年各地的儲(chǔ)能細(xì)則開(kāi)始逐步
落地,我們預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展將明顯加速。
圖7:國(guó)內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模情況
■電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)(GW)同比增速
2.5400%
350%
2.0300%
250%
1.5
200%
150%
1.0
100%
0.550%
0%
0.0-50%
201620172018201920202021
我們測(cè)算十四五末國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模有望突破
250GWh,2025年新增裝機(jī)規(guī)模有望接近lOOGWh,對(duì)應(yīng)
2022-2025年復(fù)合增速超過(guò)100%。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,我們預(yù)計(jì)
十四五期間新能源配套儲(chǔ)能將率先放量,電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)
能則將隨后大規(guī)模啟動(dòng),具體假設(shè)與測(cè)算過(guò)程如下。
新能源發(fā)電側(cè):2021年國(guó)內(nèi)陸上風(fēng)電+集中式光伏電站
新增裝機(jī)規(guī)模約為56GW,以此測(cè)算儲(chǔ)能配套比例約為1.5%。
我們預(yù)計(jì)2022年起國(guó)內(nèi)新增風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模將保持較快增長(zhǎng),
同時(shí)在政策驅(qū)動(dòng)下儲(chǔ)能配套比例將顯著提升。假設(shè)2025年國(guó)
內(nèi)新增陸上風(fēng)電以及集中式光伏電站的儲(chǔ)能配套比例為20%,
儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)由2h逐步提升至2.5h,則相應(yīng)的新能源配套儲(chǔ)能裝
機(jī)規(guī)模將超過(guò)60GWho
電源側(cè)輔助服務(wù):2021年國(guó)內(nèi)總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到
2377GW,配套輔助服務(wù)儲(chǔ)能的裝機(jī)比例不到0.1%,而發(fā)達(dá)
電力市場(chǎng)中輔助服務(wù)費(fèi)用占總電費(fèi)的比例一般超過(guò)1.5%。在
國(guó)內(nèi)總電力裝機(jī)平穩(wěn)增長(zhǎng)的背景下,我們假設(shè)2025年配套輔
助服務(wù)儲(chǔ)能的比例為0.5%,則對(duì)應(yīng)的電源側(cè)輔助服務(wù)儲(chǔ)能裝
機(jī)規(guī)模將達(dá)到16GWho
電網(wǎng)側(cè):隨著我國(guó)電氣化率的持續(xù)提升,近年來(lái)全國(guó)電
網(wǎng)最高發(fā)電負(fù)荷呈較快增長(zhǎng),而根據(jù)國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)2030
年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》中的要求,到2030年省級(jí)電網(wǎng)
將基本具備5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。我們預(yù)計(jì)負(fù)荷響應(yīng)
能力將主要由電網(wǎng)側(cè)的抽水蓄能與新型儲(chǔ)能提供,根據(jù)《抽
水
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