儲能將成為能源互聯(lián)網(wǎng)新型能源利用模式的關(guān)鍵支撐技術(shù)
據(jù)CNESA 統(tǒng)計,截至 2017 年底,全球已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模為 175.4GW,年增長率 3.9%,國內(nèi)為 28.9GW,年增長率 18.9%。抽蓄電站稟賦限制明顯, 當(dāng)前,我們更看好產(chǎn)業(yè)鏈更完備、成本下降較快且商業(yè)模式多元的電化學(xué)儲能。 2000-2017 年全球電化學(xué)儲能的累計投運(yùn)規(guī)模為 2.6GW,容量為 4.1GWh,年增長率分別為 30%和 52%,全年已有超過 130 個項目投運(yùn),儲能呈現(xiàn)全球化應(yīng)用趨勢。電化學(xué)儲能是解決新能源消納、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性、提高配電系統(tǒng)利用效率的合理的解決方案,在整個電力價值鏈上能夠起到重要的作用,涉及發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié)。國家發(fā)改委發(fā)布的 28 個“首批新能源微電網(wǎng)示范項目名單”中,有 25 個項目增加了電儲能或儲能單元,預(yù)示儲能將成為能源互聯(lián)網(wǎng)新型能源利用模式的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
一、儲能是能源革命的關(guān)鍵支撐點(diǎn)
(一)儲能技術(shù),百家爭鳴
從廣義上講,儲能即能量存儲,是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備,把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲起來,基于未來應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。儲能技術(shù)按照儲存介質(zhì)進(jìn)行分類,可以分為機(jī)械類儲能、電氣類儲能、電化學(xué)類儲能、熱儲能和化學(xué)類儲能。
儲能技術(shù)種類繁多,他們的特點(diǎn)各異。實際應(yīng)用時,要根據(jù)各種儲能技術(shù)的特點(diǎn)以及對優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合比較來選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。通常的關(guān)注點(diǎn)包括:能量密度 、功率密度、充放電效率、設(shè)備壽命 (年)或充放電次數(shù)、 技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)因素 (投資成本、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用)、安全和環(huán)境方面等。
對比各種儲能技術(shù),當(dāng)前成熟度和優(yōu)越性最高的要屬抽水蓄能,占比最高。據(jù)CNESA統(tǒng)計,截至2017年底,全球已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模為175.4GW,年增長率3.9%,國內(nèi)為28.9GW,年增長率18.9%。其中,累計裝機(jī)中抽水蓄能裝機(jī)占比最大,全球和國內(nèi)分別為96%、 99%。使用功率大、放電時間長、平準(zhǔn)化成本低廉的特點(diǎn)使其在發(fā)電側(cè)占據(jù)優(yōu)勢。不過,抽蓄電站稟賦限制也很明顯:廠址的選擇依賴地理條件(特別是需要上下水庫)、與負(fù)荷中心通常較遠(yuǎn)、耗資大且工期漫長。
由于電化學(xué)儲能的載體是電池,與其他儲能方式相比,在適用性、效率、壽命、充放電、重量和便攜式方面,更具優(yōu)勢。電化學(xué)儲能技術(shù)也是儲能技術(shù)中進(jìn)步最快的,以鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池為主導(dǎo)的電化學(xué)儲能技術(shù)在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面均取得了重大突破。
(二)電化學(xué)儲能突飛猛進(jìn)
據(jù)CNESA統(tǒng)計, 2000-2017年全球電化學(xué)儲能的累計投運(yùn)規(guī)模為2.6GW,容量為4.1GWh,年增長率分別為30%和52%; 2017年新增裝機(jī)規(guī)模為0.6GW,容量為1.4GWh,全年已有超過130個項目投運(yùn)。 2016-2017年全球規(guī)劃和在建項目的規(guī)模達(dá)到4.7GW,越來越多的項目有望在近一兩年投運(yùn);同時,儲能呈現(xiàn)全球化應(yīng)用趨勢, 2015年共有包括美國、中國、德國在內(nèi)的10個國家部署了電化學(xué)儲能系統(tǒng), 2017年則有來自北美洲、南美洲、非洲、歐洲、大洋洲和亞洲在內(nèi)的近30個國家都投運(yùn)了儲能項目。
我國電化學(xué)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)到389.8MW,年增長率是45%,超過全球增速。在2016-2017年期間,我國規(guī)劃和在建的項目規(guī)模近1.6GW,占全球規(guī)劃和在建規(guī)模的34%,有望在未來幾年引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在2017年的新增投運(yùn)項目中,主要集中在鋰離子電池和鉛蓄電池項目上。從項目來看, 2017年里有越來越多大規(guī)模的項目被部署, 10兆瓦以上的項目,無論是投運(yùn)項目還是在建規(guī)劃中的項目,相比去年都有所增加,特別在建規(guī)劃中的項目是比去年多出了近4倍。
當(dāng)前,電化學(xué)儲能是解決新能源消納、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性、提高配電系統(tǒng)利用效率的合理的解決方案,在整個電力價值鏈上能夠起到重要的作用,涉及發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié):
發(fā)電側(cè):儲能系統(tǒng)可以參與快速響應(yīng)調(diào)頻服務(wù),提高電網(wǎng)備用容量,并且可將如風(fēng)能、太陽能等可再生能源向終端用戶提供持續(xù)供電,揚(yáng)長避短地利用了可再生能源清潔發(fā)電的優(yōu)點(diǎn),也有效地克服了其波動性、間歇性等缺點(diǎn);
輸配環(huán)節(jié):儲能系統(tǒng)可以有效地提高輸電系統(tǒng)的可靠性,提高電能的質(zhì)量;
用戶側(cè):分布式儲能系統(tǒng)在智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下優(yōu)化用電、降低用電費(fèi)用,并且保持電能的高質(zhì)量。
從應(yīng)用分布來看,無論是全球市場還是中國市場,從裝機(jī)占比上來看, 2017年的市場主要在集中式可再生能源并網(wǎng)、輔助服務(wù)以及用戶側(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用比較活躍。
從各環(huán)節(jié)使用的電化學(xué)儲能類型上看,鉛炭電池儲能或率先實現(xiàn)大規(guī)模盈利。因為經(jīng)濟(jì)性的需求,目前新增分布式發(fā)電及微網(wǎng)儲能項目中選擇鉛炭電池儲能較多。以該技術(shù)為主的圣陽電源、南都電源以及雙登進(jìn)入儲能新增裝機(jī)規(guī)模TOP10。以南都電源“投資+運(yùn)營”及圣陽電源BOT為代表的創(chuàng)新性商業(yè)模式,解決了儲能系統(tǒng)一次性投資太大及電池壽命難以得到驗證的問題,進(jìn)一步幫助鉛炭電池擴(kuò)大了其市場份額。
鋰離子電池儲壟斷輔助服務(wù)市場。主要是由于鋰電池具有能量密度高、功率密度大以及體積/重量小的環(huán)境友好等的優(yōu)勢。當(dāng)前,輔助服務(wù)領(lǐng)域的技術(shù)路線基本定型,新增裝機(jī)基本采用了鋰電池技術(shù),這一趨勢與國際吻合。
(三)儲能將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)
微電網(wǎng)是儲能最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,作為微電網(wǎng)中必不可少的部分,儲能在微電網(wǎng)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。通常來說,微電網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)如下圖所示,由能源流和信息流相互融合而成,由分布式能源、儲能裝置、電能變換裝置、保護(hù)裝置和微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)組成,也可根據(jù)實際應(yīng)用情況進(jìn)行增減。相對于大電網(wǎng),微電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元,它可以保證用戶電能的質(zhì)量和供電安全,同時也是智能電網(wǎng)及能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。
在微電網(wǎng)運(yùn)行中,有兩種運(yùn)行模式:并網(wǎng)運(yùn)行模式和孤島運(yùn)行模式。在微電網(wǎng)孤島運(yùn)行模式時,能量來源于分布式能源和儲能電池,當(dāng)分布式能源的出力小于負(fù)荷需求時,就會存在一定的功率缺額,解決功率缺額的方法就是在微網(wǎng)系統(tǒng)中配備一定容量的儲能設(shè)備。
2017年,國家能源局發(fā)布“首批‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源示范項目名單”,共有56個能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目獲批,其中絕大多數(shù)能源互聯(lián)網(wǎng)項目規(guī)劃了儲能設(shè)施。此外,國家發(fā)改委發(fā)布的28個“首批新能源微電網(wǎng)示范項目名單”中,有25個項目增加了電儲能或儲能單元,儲能必將成為能源互聯(lián)網(wǎng)新型能源利用模式的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
二、指導(dǎo)意見落地,儲能迎十年黃金發(fā)展期
(一)《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》出臺
首個儲能產(chǎn)業(yè)政策出臺,未來發(fā)展路線清晰。 2017年10月11日,業(yè)內(nèi)翹首以盼的中國首部儲能行業(yè)獨(dú)立指導(dǎo)性文件——《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》出臺。首先,《意見》明確了儲能“為實現(xiàn)我國從能源大國向能源強(qiáng)國轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效提供技術(shù)支撐和產(chǎn)業(yè)保障”,給予了儲能極高的認(rèn)可與定位;同時,明確了未來10年的發(fā)展目標(biāo),將分兩個階段推進(jìn)相關(guān)工作,第一階段實現(xiàn)儲能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡;第二階段實現(xiàn)商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展。
需要指出的是,業(yè)內(nèi)期待的儲能相關(guān)補(bǔ)貼政策在此次《意見》中并未明確。我們認(rèn)為,儲能技術(shù)類型和作用不同、量化難度大以及補(bǔ)貼來源等因素,決定了補(bǔ)貼政策出臺之難。聯(lián)想到新能源汽車的騙補(bǔ)及政策調(diào)整,棄風(fēng)棄光的同時與高額補(bǔ)貼的落差,過激的刺激政策,容易滋生盲目發(fā)展與安全隱患,反而不利用行業(yè)的順利發(fā)展。我們認(rèn)為,技術(shù)進(jìn)步背景下的規(guī)模發(fā)展,是新能源成本下降的核心邏輯。盡管在成本約束下,當(dāng)前我國的鋰電儲能市場處在從示范項目向商業(yè)化初期過渡階段。隨著《儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》的落地,儲能發(fā)展路徑與應(yīng)用前景得以明確,在我國電力體制改革深入實施背景下,儲能的準(zhǔn)入機(jī)制、結(jié)算模式的將進(jìn)一步得到規(guī)范,伴隨著動力電池梯次利用、“儲能+”應(yīng)用領(lǐng)域打開,儲能有望提前進(jìn)入爆發(fā)期。
(二)電改持續(xù)推進(jìn),儲能將持續(xù)發(fā)力
我們認(rèn)為,隨著電改的推進(jìn),特別是市場化電價機(jī)制的確立,將給儲能的發(fā)展帶來真正的飛躍,成為支持國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源轉(zhuǎn)型的重要因素。
在電改背景下,我們認(rèn)為能給儲能帶來深遠(yuǎn)影響的電價機(jī)制改革包括:居民電價的逐漸上漲(交叉補(bǔ)貼的逐漸取消)與峰谷電價加強(qiáng)、兩部制電價的實施、市場化的電能交易等。
中國目前的居民電價大大低于歐美各國居民電價水平,是用工商業(yè)電價補(bǔ)貼居民電價的結(jié)果,是非市場經(jīng)濟(jì)因素干預(yù)的異常。逐步取消交叉補(bǔ)貼,恢復(fù)電價的市場定價機(jī)制是電改的目標(biāo)之一。中長期來看,居民電價勢必上漲,工商業(yè)電價必然下調(diào),峰谷電價差也有望加大。而居民電價的回歸將推動分布式光伏進(jìn)入千家萬戶,從而將帶動光儲一體的發(fā)展。
兩部制電價是指將上網(wǎng)電價分為兩部分—發(fā)電容量電價和電度電價。其中,容量電價主要反映發(fā)電廠的固定成本,與發(fā)電廠類型、投資費(fèi)用、還貸利率和折舊方式等密切相關(guān);電量電價主要反映發(fā)電廠的變動成本,與燃料費(fèi)用和材料費(fèi)用等密切相關(guān)。
在沒有建立輔助服務(wù)市場的電力市場中,由于不同類型的發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)中的作用不同,發(fā)電成本也不同。這種以合理分擔(dān)發(fā)供電容量成本和電能成本為主要依據(jù),并分別以容量電價和電度電價計算客戶電費(fèi)的辦法可使不同類型的發(fā)電機(jī)組得到合理的成本補(bǔ)償和投資回報。
實際上,兩部制電價在抽蓄電站已先行一步,國家發(fā)改委2014年8月下發(fā)《關(guān)于完善抽水蓄能電站價格形成機(jī)制有關(guān)問題的通知》。明確了在形成競爭性電力市場以前,對抽水蓄能電站實行兩部制電價。
天荒坪抽水蓄能電站在投產(chǎn)初期,因固定資產(chǎn)投入量與產(chǎn)能未匹配及電價未到位,一度虧損。采用兩部制電價后,經(jīng)濟(jì)效益改善明顯:電力產(chǎn)品年銷售收入達(dá)15億元,扣除購電費(fèi)、折舊費(fèi)、財務(wù)費(fèi)用和所得稅等,凈利潤在1.5億左右。隨著電改的進(jìn)行,參與輔助服務(wù)的儲能應(yīng)該按照“誰投資誰受益,誰受益誰買單”的市場經(jīng)濟(jì)原則,儲能有望參照抽水蓄能的兩部制補(bǔ)償,即通過容量電價和電量電價對參與輔助調(diào)峰的儲能企業(yè)給予補(bǔ)償,從而體現(xiàn)儲能電價的電量效益和系統(tǒng)效益。
此外,國家能源局表示允許用戶側(cè)的儲能參與電能交易,同時它還鼓勵具有配電運(yùn)營權(quán)的售電公司配置儲能。 隨著2017年4月我國微電網(wǎng)的首張電力業(yè)務(wù)許可證的獲批,儲能有望在電力體制改革中首先放開的售電側(cè)中獲益。我們認(rèn)為,隨著電力市場改革的逐步深入,將為儲能提供更多的應(yīng)用模式和發(fā)展空間。
(三)電力輔助服務(wù)市場已開啟
不同于一般的能源系統(tǒng),電力系統(tǒng)具備與生俱來的系統(tǒng)性、統(tǒng)一性和實時平衡性。所有的發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、配電設(shè)備和用電設(shè)備均處于一張大網(wǎng)中,需要嚴(yán)格地遵守統(tǒng)一的規(guī)則,步調(diào)一致,才能保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。發(fā)電企業(yè)不僅要發(fā)電盈利,還要承擔(dān)維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定的義務(wù),這就是所謂“電力輔助服務(wù)”。包括:一次調(diào)頻、自動發(fā)電控制(AGC)、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動服務(wù)等。以往輔助服務(wù)主要由發(fā)電機(jī)組提供,隨著可再生能源并網(wǎng)規(guī)模的不斷增長,輔助服務(wù)需求也在大幅度增加,新型儲能系統(tǒng)已開始提供輔助服務(wù)。
2016 年 6 月,能源局發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》,確定了儲能參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)的主體地位,提出在按效果補(bǔ)償原則下,加快調(diào)整儲能參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)的計量公式,提高補(bǔ)償力度。《通知》從效用角度綜合考量儲能的容量與質(zhì)量,在政策設(shè)置上更具合理性和可持續(xù)性,標(biāo)志儲能發(fā)展正是進(jìn)入快車道。
2017 年 11 月,國家能源局在《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制工作方案》中提出,以完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制為核心,全面推進(jìn)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)工作的三個階段:
第一階段(2017-2018):完善現(xiàn)有相關(guān)規(guī)則條款,落實現(xiàn)行相關(guān)文件有關(guān)要求,強(qiáng)化監(jiān)督檢查,確保公正公平;
第二階段(2018-2019):探索建立電力中長期交易涉及的電力用戶參與電力輔助服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制;
第三階段(2019-2020):配合現(xiàn)貨交易試點(diǎn),開展電力輔助服務(wù)市場建設(shè)。
電力輔助服務(wù)市場發(fā)展迅速。我國還處于電力市場的初級階段,雖然輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)膬r格機(jī)制仍不明朗,三在輔助服務(wù)提供者、提供方式、調(diào)節(jié)和評估指標(biāo)、結(jié)算方式等方面已基本形成有章可循的交易機(jī)制,因此部分區(qū)域的電力輔助服務(wù)市場已逐步打開。近年來各區(qū)域電網(wǎng)及省網(wǎng)陸續(xù)發(fā)布了并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)的管理細(xì)則,對電力輔助服務(wù)的交易方法仍效果補(bǔ)償機(jī)制做了充分說明,為儲能參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)逐漸完善激勵機(jī)制。從系統(tǒng)需求的角度,基于實際表現(xiàn)的輔助服務(wù)補(bǔ)償方式則對所有資源一視同仁,能夠更好滿足系統(tǒng)實際運(yùn)行需要且經(jīng)濟(jì)性更好的資源將得到更高的補(bǔ)償,這有利于鼓勵服務(wù)提供者更關(guān)注系統(tǒng)需求,真正回歸到系統(tǒng)購買輔助服務(wù)的初衷。
以自動發(fā)電控制(AGC)調(diào)頻補(bǔ)償為例,各區(qū)域電網(wǎng)大多通過考核調(diào)用容量和貢獻(xiàn)效果來進(jìn)行 AGC 輔助服務(wù)補(bǔ)償。儲能系統(tǒng)應(yīng)用放電廠可通過 AGC 調(diào)頻調(diào)度,獲取電網(wǎng)核發(fā)的補(bǔ)償獎勵,并給予更高的發(fā)電利用小時數(shù),在利潤水平上普遍較高。
輔助服務(wù)補(bǔ)償非補(bǔ)貼,補(bǔ)償費(fèi)用主要來自電廠分?jǐn)傎M(fèi)用。輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用有別于補(bǔ)貼輔費(fèi)用,不是針對儲能的補(bǔ)貼,其來源也并非為國家電網(wǎng),主要來自對各發(fā)電廠的“分?jǐn)?rdquo;,即預(yù)罰款。
繼2016年末東北電力輔助服務(wù)市場專項改革試點(diǎn)率先啟動以來, 2017年山東、福建、新疆、山西等省區(qū)先后發(fā)布電力輔助服務(wù)市場化建設(shè)試點(diǎn)方案和運(yùn)營規(guī)則。各地結(jié)合當(dāng)?shù)夭煌陌l(fā)電和負(fù)荷特點(diǎn),在調(diào)峰或調(diào)頻領(lǐng)域構(gòu)建輔助服務(wù)市場化交易機(jī)制。各地均對儲能給予與發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶平等的市場主體身份。電儲能既可以以獨(dú)立市場主體身份為電力系統(tǒng)提供輔助服務(wù),也可以在發(fā)電側(cè)通過與機(jī)組聯(lián)合的方式參與市場交易共享收益。
三、成本下降+商業(yè)模式創(chuàng)新,儲能將迎來真正春天
(一)儲能現(xiàn)有商業(yè)模式分析
目前用戶側(cè)儲能最廣泛應(yīng)用的一種商業(yè)模式,這種模式的利潤來源主要有兩個:利用峰谷價差實現(xiàn)套利和電費(fèi)管理。 江蘇、北京、廣東成為2017年國內(nèi)儲能項目規(guī)劃建設(shè)投運(yùn)最熱地區(qū),這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),工商業(yè)園區(qū)多,用電負(fù)荷大,用戶側(cè)峰谷電價差較大,擁有較大的套利空間。此外在“投資+運(yùn)營”等模式下,這些已經(jīng)做成的項目也多由儲能企業(yè)自己持有,使用儲能裝置的企業(yè)只需付出服務(wù)費(fèi)用而不必承擔(dān)風(fēng)險。
而在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域,儲能收益主要還是依靠限電時段的棄電量存儲。在一些老光伏電站,比如西藏和青海開展的項目已經(jīng)開展利用老電站比較高的上網(wǎng)電價做棄電存儲,確實具有一定的價值,但投入成本壓力下,回收期較長。此外,在提高跟蹤計劃出力、改善電力輸出質(zhì)量以及環(huán)境效益等補(bǔ)償機(jī)制還有待建立。
輔助服務(wù)收益目前比較理想,投資期基本上在5年以內(nèi)。在山西省優(yōu)惠的政策下,火電聯(lián)合調(diào)頻項目在這里落地較多。科陸電子最大的調(diào)頻項目回收期不到三年,實際投資不到3000萬,每天收入平均在8、 9萬元。 調(diào)頻市場空間可觀,按2020年燃煤機(jī)組11億千瓦,儲能聯(lián)營提供調(diào)頻服務(wù)市場規(guī)模按0.1%保守測算, 可達(dá)到1.1GW; 印度中央電力監(jiān)管委員會(CERC)正在制定引進(jìn)輔助服務(wù)市場的政策框架,要求2-3%的發(fā)電容量用于調(diào)頻,印度的總裝機(jī)量已經(jīng)超過210GW, 帶來4-5GW的調(diào)頻市場潛力,以此測算,我國1500GW總裝機(jī)對應(yīng)調(diào)頻市場最高可達(dá)36GW。
(二)分布式光伏增長強(qiáng)勁,國外光儲用戶側(cè)已實現(xiàn)平價
國內(nèi)分布式市場爆發(fā)。從政策上來看,分布式光伏市場是側(cè)重點(diǎn)。國家能源局 2016年底發(fā)布了《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,規(guī)劃中明確指出到2020 年光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 105GW 以上,其中分布式光伏 60GW 以上。
分布式與儲能互為推動力。分布式光伏存在的重要問題在于并網(wǎng)的不穩(wěn)定性,除了可以存儲電能外,儲能還可以調(diào)節(jié)分布式光伏并網(wǎng)時的功率波動,增強(qiáng)光伏發(fā)電的穩(wěn)定性。儲能的發(fā)展將為分布式光伏的提供更好的發(fā)展環(huán)境。
加了儲能的光伏系統(tǒng),自發(fā)自用率更高。“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”并網(wǎng)模式的收益計算涉及到三個部分:國家補(bǔ)貼、節(jié)省的電費(fèi)和上網(wǎng)收益。而用電的電費(fèi)是要比上網(wǎng)收益(賣給電網(wǎng)的電費(fèi))要高的,因此自用電越多,收益就越高。
目前用戶的光伏系統(tǒng)的自發(fā)自用部分都相對較低,有的還不到30%,而光伏+儲能的結(jié)合會大大提高自發(fā)自用比率,從而提高用戶的收益。對比光伏系統(tǒng)與光伏+儲能系統(tǒng)的收益情況,以常見的10KW戶用系統(tǒng)為例,平均每天發(fā)電40度,假設(shè)用戶白天自用電為10度,其余30度買給電網(wǎng),(自用率10/40=25%)加裝儲能設(shè)備后, 10度自用, 20度電存入蓄電池晚上使用(自用率10+20/40=75%),以廣東地區(qū)電價為例,自用電價0.65元,上網(wǎng)電價0.35元。
可以看到75%的自用率比25%的自用率一年收益多1100塊錢,自用比率更高,收益還會更多。
當(dāng)前,伴隨著儲能的成本逐步下降,國外已經(jīng)實現(xiàn)光儲在用戶側(cè)的平價上網(wǎng),以德國為例,在戶用儲能方面, 2016年德國新增了2萬套戶用儲能電池系統(tǒng),到2017年其戶用儲能系統(tǒng)安裝量為52000套,預(yù)計短期內(nèi),在大幅降低的儲能系統(tǒng)成本、逐年下降的分布式光伏上網(wǎng)電價、高額零售電價、高比例可再生能源發(fā)電、德國復(fù)興銀行戶用儲能補(bǔ)貼等因素推動下,戶用儲能市場容量將持續(xù)攀升。我們認(rèn)為, 隨著我國戶用光伏市場的爆發(fā)及電價改革的推進(jìn),國內(nèi)戶用儲能將緊隨其后。
技術(shù)進(jìn)步背景下的規(guī)模發(fā)展,是新能源成本下降的核心邏輯。以光伏為例, 2008年至今,光伏度電成本下降80%以上(當(dāng)前下降的趨勢仍在持續(xù)),而儲能同樣適用。盡管在成本約束下,當(dāng)前我國的鋰電儲能市場處在從示范項目向商業(yè)化初期過渡階段。我們認(rèn)為,隨著《儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》的落地,儲能發(fā)展路徑與應(yīng)用前景得以明確,在我國電力體制改革深入實施背景下,儲能的準(zhǔn)入機(jī)制、結(jié)算模式的將進(jìn)一步得到規(guī)范(例如調(diào)頻市場定價機(jī)制)。隨著儲能技術(shù)進(jìn)步與成本下降,“儲能+”應(yīng)用領(lǐng)域打開,儲能商業(yè)化有望提前進(jìn)入爆發(fā)期。
成本方面,以4小時容量的儲能系統(tǒng)為基準(zhǔn), 2007年,大規(guī)模鋰電池儲能系統(tǒng)的成本大約是每千瓦時8000~10000元;到2017年,該成本已經(jīng)下降到每千瓦時1800~2000元。預(yù)計未來3年左右,鋰電池儲能系統(tǒng)的成本預(yù)計將降低到每千瓦時1500元。
(三)鋰電成本下降疊加動力電池梯次利用,儲能經(jīng)濟(jì)性漸顯
以5年/8萬公里的質(zhì)保計算, 2009年到2012年推廣的車輛或行駛里程較長車輛的動力電池,已經(jīng)需要更換或維修。中國首批動力電池將會在2018年前后出現(xiàn)大規(guī)模退役,隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的猛增,動力鋰電池的“報廢潮”很快來臨。據(jù)中汽研預(yù)測,到2020年,中國電動汽車動力電池累計報廢量將達(dá)到17萬噸。
而儲能行業(yè)的發(fā)展,為動力電池退役、梯次利用提供了新出路,《關(guān)于促進(jìn)我國儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中就提出要“完善動力電池全生命周期監(jiān)管,開展對淘汰動力電池進(jìn)行儲能梯次利用研究”。 2017年初,國務(wù)院辦公廳印發(fā)《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》,《方案》指出,電動汽車及動力電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)負(fù)責(zé)建立廢舊回收網(wǎng)絡(luò);此后,一系列國標(biāo)如《車用電池回收利用拆解規(guī)范》、《車用電池回收利用余能檢測》發(fā)布,逐漸構(gòu)建動力電池回收利用標(biāo)準(zhǔn)。
2017年以來,新能源汽車企業(yè)、儲能系統(tǒng)集成企業(yè)、動力電池企業(yè)、 PACK和BMS企業(yè)、電池回收企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈的各個參與方紛紛加緊布局梯次利用儲能市場。工商業(yè)園區(qū)MW級梯次利用示范項目投運(yùn)、鐵塔公司發(fā)布退役動力電池招標(biāo)計劃等一系列動態(tài)激發(fā)了梯次利用儲能市場的熱度。
動力電池的梯次利用面臨最大的問題依然在于成本。其主要的原因在于梯次利用技術(shù)現(xiàn)階段尚不成熟,從而導(dǎo)致在退役動力電池的拆解、可用模塊的檢測、挑選、重組等方面的成本較高。以一個3MW*3h的儲能系統(tǒng)為例,在考慮投資成本、運(yùn)營費(fèi)用、充電成本、財務(wù)費(fèi)用等因素之后,如采用梯次利用的動力電池作為儲能系統(tǒng)電池則系統(tǒng)的全生命周期成本在1.29元/kWh。而采用新生產(chǎn)的鋰電池作為儲能系統(tǒng)的電池,則系統(tǒng)的全生命周期成本在0.71元/kWh。由此可見,梯次利用動力電池成本明顯高于新電池。而若政府對梯次電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行1200元/kWh進(jìn)行補(bǔ)貼,則系統(tǒng)的全生命周期成本將降至0.70元/kWh。
發(fā)展電動車的初衷即綠色減排,要真正實現(xiàn)必將要依托可再生能源供電。未來電動車將成為一個移動儲能點(diǎn),也是一個移動微電源,通過儲能與可再生能源有效結(jié)合。儲能是解決可再生能源間歇性的根本途徑,可再生能源、儲能和電動車三者是相輔相成的關(guān)系。
未來的電動車因其數(shù)量龐大,總體有強(qiáng)大的儲電容量,足以保障可再生能源的充分發(fā)展。 除動力電池梯次利用的逐步推廣, V2G、有序充電的技術(shù)都會使儲能的經(jīng)濟(jì)性漸顯。 經(jīng)測算,當(dāng)鋰電池單體價格低于1元/wh時,電動車的全生命周期成本低于燃油車,而隨著油價的上升,可再生能源和儲能的成本不斷降低,新能源和新能源汽車的融合將加速到來,市場也將以強(qiáng)大的力量推動這場汽車革命和能源革命,實現(xiàn)綠色出行、綠色生活。
責(zé)任編輯:滄海一笑
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