储能产业序幕开启

核心提示历经多年曲折发展的储能产业终于迎来了“东风”。今年3月下旬,《“十四五”新型储能发展实施方案》《“十四五”现代能源体系规划》接连出炉,提出加快新型储能技术规模化应用,2025年步入规模化发展,2030年全面市场化发展。6月,国家发改委、国家

经过多年的曲折发展,储能行业终于迎来了“东风”。

今年3月下旬,“十四五”新能源储能发展实施方案和“十四五”现代能源体系规划相继发布,提出加快新能源储能技术规模化应用,2025年进入规模化发展,2030年全面市场化发展。

6月,国家发改委、国家能源局联合发布《关于进一步推进新能源储能参与电力市场和调度的通知》,鼓励新能源储能自主参与电力市场,解决自主储能电价问题,为顶层设计按下“加速键”。

三次点名后,a股储能概念股超过220只,分析师称之为“又一个万亿市场冉冉上涨”。

“十四五”期间,在更加完整系统的顶层设计下,储能行业在努力超越自身瓶颈的同时,将对各行各业产生深远影响,通过与社会生活的广泛互动找到新的航向。

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风的终结:潜在的储能产业

风起于清平之末。在这一热潮之前,中国储能行业已经呈现出强劲的增长趋势,努力服务于能源系统的稳定和高科技产品的发展。

2020年,新冠肺炎疫情席卷全球。储能行业虽然也遭遇了暂时的挫折,但很快逆势上扬,单年新增运营规模超过2019年的1.6倍,创下历史新高。

随着全球储能产业的快速增长,中国新投产的电化学储能项目位居世界第一,超过美国和欧洲,成为引领全球储能市场规模化发展的国家之一,在前列呈现出汹涌澎湃的增长势头。

在“双碳”背景下,随着新能源装机容量的快速增加和能源系统的分布式、智能化演进,能够缓解新能源系统波动、提高能源供应可靠性、满足终端消费需求的储能产业更是方兴未艾。

据国家能源局统计,到2021年底,我国可再生能源装机容量超过10亿千瓦,其中风电和光伏发电超过3亿千瓦。中国新投产的储能项目也是新能源发电侧装机容量最大的,超过580 MW,同比增长438%。

随着中国进一步接近“双碳”目标,能源系统将迎来更大规模、更全面的新能源接入。低碳社会需要储能技术的支撑,实现新能源发电在电源侧的友好性,促进新能源和电网在电网侧的协调优化运行,拓展新能源终端在用户侧的应用,这是储能产业的出路。

据机构测算,2020年至2025年,中国储能投资市场空将达到1.6万亿元,2030年至6万亿元,2060年至122万亿元。这是一个万亿美元的市场。

随着《方案》和《通知》的出台,中国储能产业正式步入规模化和市场化发展阶段,值得更多更持久的关注。

02

乘风破浪:“三变”之剑指三个瓶颈。

该方案重点阐述了“十四五”时期我国新能源储能发展的指导思想和基本原则,明确了主要目标和重点任务,为产业创新和可持续发展指明了方向;《通知》以市场为基础,为新能源储能规划了一套从准入到定价的市场化路线图。

总的来说,两个文件基于储能产业的发展现状,从打破产业瓶颈和满足未来需求两个角度提出了“三化”方向。

首先是前沿性,打破了储能行业面临的技术瓶颈。目前,在世界范围内储能技术的应用中,抽水蓄能仍是主流,占全球储能市场累计装机容量的90%。而抽水蓄能需要适宜的地理条件和大量的地理资源,综合效率只有75%左右,响应速度慢,所以增速明显放缓。

在此背景下,以锂离子电池为代表的电化学储能正在快速崛起。2020年,我国抽水蓄能装机容量将同比增长4.9%,电化学储能装机容量将同比增长91.2%。储能技术的全面创新和替代趋势明显。

然而,储能技术的升级目前遇到了瓶颈。技术成熟、用电成本低的抽水蓄能,实际上定义了一条储能新技术的“及格线”。只有在成本和性能上超越抽水蓄能,储能新技术才能站在起跑线上。

占据电化学储能领域90%的锂离子电池,目前成本是抽水蓄能的两倍,安全问题一直挥之不去。升流电池技术虽然寿命长,成本低,但没有解决占地面积和能效问题,仍处于商业化初期。金属空气体电池、钠离子电池等新技术仍在攻关中。

业内人士普遍认为,相对安全的磷酸铁锂电池将在未来5-10年扛起电化学储能的“大旗”,等待后起之秀的到来。

在技术突破尚需时日的背景下,方案加强新能源储能技术创新的战略布局和系统规划,推动多元化技术发展,提出RD和储备技术方向,鼓励不同技术路线“百花齐放”;《通知》引导新能源储“开源节流”,为新能源储增长提供了实实在在的营养。

今年,无论是新兴的锂电池和液流电池,还是有待探索的氢储能和超级电容,包括机械储能领域的空气体压缩和飞轮储能,都进行了“点对点”的攻关。尤其是在氢能领域,出台了第一个氢能产业发展中长期规划《氢能产业发展中长期规划》,可谓“批判时弊”,不拘一格。

由于空气体压缩储能需要地域支撑,短期内,磷酸铁锂电池和飞轮储能将成为储能行业新一轮技术研究的“排头兵”,萌芽中的液流电池和环保的氢能有望成为“双碳”时代储能行业的中坚力量。

第二个方向是市场化,即拓展储能行业的商业模式。储能行业的应用场景非常广泛,在商业模式的设计上,尤其是在客户产品上,有着广阔的想象空间空。

但目前我国储能行业的商业模式仅限于提供调峰、减少风电电量、增加电费收入、削峰填谷获取峰谷差价等辅助服务。整个商业模式依附于发电侧,与发达国家储能产业作为独立市场主体全面参与能源生产、传输和消费的商业模式有很大不同,未能充分激活储能产业的潜力。

鉴于此,《方案》和《通知》一致提出,要明确新能源储能的独立市场地位,推动新能源储能参与各类电力市场,完善与新能源储能相适应的电力市场机制,为逐步市场化发展破除体制障碍,同时努力拓宽新能源储能的收益渠道,拓展新能源储能商业模式,探索共享储能、云储能、储能聚合等商业模式的应用,注重系统价值,挖掘商业价值。创新投资运营模式,引导社会资本积极投资新型储能项目,为储能产业进一步发展做好制度和政策空准备。

《方案》为储能行业的进一步市场化铺平了道路,可以使储能行业在能源互联和碳交易方面更新商业模式,如实现传统能源和可再生能源的互联网化,建立安全可靠的多能源互补能源体系,建立基于储能技术和云平台的电力现货市场和绿色能源交易的长效机制,以促进碳交易等。但通知中有单独一段强调进一步支持用户侧储能的发展,开辟了新的市场空。

除了前沿和市场化,《方案》和《通知》也反复强调规范发展,意在维护储能行业的安全。在世界储能产业发展史上,安全问题一直是笼罩整个行业的乌云。2019年,APS在美国的储能电站爆炸事故迫使公司停止了数十个项目的建设。储能产业发达的韩国,2017年以来因20多起事故,储能装机容量出现断崖式下降;方兴未艾的中国储能行业,因为安全问题一路发展。

过去的教训告诉我们,储能行业不仅与“电池”技术和生产有关。用系统的观点看待储能设施和行业,保证系统安全,才是重中之重。为确保储能系统安全,助力产业行稳致远,《方案》和《通知》细致入微,强调因地制宜、示范先行,避免“一刀切”式规模,以稳步推进、批量实施为原则,推进先进储能技术试点示范。

同时,两个文件还强调强化标准的规范引导和安全保障功能,完善新能源储能全产业链标准体系,加快制定安全相关标准,开展多元化应用技术标准修订,要求加快建立新能源储能项目管理机制,规范行业管理,加强安全风险防范。

一系列抓系统安全的措施可谓是储能行业发展的痛点。可以预见,现有的储能技术,尤其是电化学储能技术,将迎来一轮全面的验证和“洗牌”。

除了“电池”,电力调节系统、热管理系统、消防系统等行业长期扮演“配角”的板块将在储能行业规范发展期迎来“光明时刻”,成熟的整合方案将逐渐引起市场关注。

03

风起潮落:储能行业带动多方布局

能源无处不在,储能行业方兴未艾,很多行业都是随风而动。目前储能行业上游的原材料、化工、机械制造等行业已经借势。比如磷酸亚铁锂的产业链更繁荣。此外,与储能产业关联度较高的电力辅助服务、电网建设、新能源汽车等行业也顺势展开新一轮发展,与储能产业互为助力,形成合力。

预计市场空之间近千亿元的电动辅助服务市场正在成为新的蓝海。辅助电力服务是指在基础能源系统之外,维持电力系统安全稳定运行、保证电能质量的服务,也是储能行业实现市场化的重要环节。

我国电力辅助服务行业经历了免费服务和计划有偿阶段,但市场规模仍远低于国际水平。据国家能源局初步统计,我国电力辅助服务费用约占全社会电费的1.5%;根据国际经验,这个数字一般在3%以上。

随着储能产业的进一步发展,我国辅助电力服务能力也在提高,新能源的全面普及也使得社会对辅助电力服务的需求扩大。由此看来,电力辅助行业处于建设初期,项目较少,但市场空较大,未来可期。

电网建设符合新能源和储能产业的大发展,迎来黄金期。随着新能源的大规模开发对电网消纳能力的挑战,十五期间新的电力基础设施将稳步推进,特别是数字化改造将更加深入,电网投资将明显增加。

新时期电网建设初期,新储能方案将成为迎接挑战的“及时雨”;随着电网数字化和信息化的深入,储能行业也可以借鉴和利用电网云平台、能源大数据中心、电力物联网平台等信息系统,进一步规范和系统化发展。

与储能行业有着不解之缘的新能源汽车行业,也与储能行业一起进入了新时代。因为原材料和技术的共性,储能产业的成长对鑫源汽车产业也是机会,会带来纯增量业务;对于储能产业来说,新能源汽车也是一个重要的分布式储能单元。

处于行业前沿的V2G系统,即通过充电站实现电动汽车与电网的能量交互,是储能行业正在探索的技术。在V2G系统中,电动汽车可以作为电源优化电网运行,这无疑改变了新能源汽车与储能产业的关系。

目前V2G充电站的建设还处于前期,但随着新概念的逐步落地,储能行业与新能源汽车行业将构建一种全新的互利共生关系,改变社会对储能的想象。

04

未确定的情况:储能行业面临的问题

虽然“东风”来了,但是储能行业面临的问题也不容忽视。

首先,资源约束将成为储能行业未来发展的一大制约因素。锂、钴、镍三种重要原材料首当其冲,尤其是锂的价格上涨已经威胁到电化学储能行业的发展。

2021年初,国内碳酸锂价格仅为5万元/吨。2022年初,这一数字居然超过了30万元/吨,并且趋势持续上升。作为新能源储能系统“主力军”的锂电池成本大幅上涨。

预计从全球市场来看,碳酸锂供应偏紧的局面在2023年之前难以改变,而钠离子电池、金属空气体电池、氢能等新技术仍处于探索验证阶段,新能源汽车行业对锂也有刚性需求,这意味着电化学储能降成本前景不容乐观。即使未来锂的价格下跌,新的储能技术成熟,资源约束仍将决定储能行业的上限,这一点需要牢记。

其次,安全问题仍然存在于储能行业。专家表示,新能源储能发展仍处于起步阶段,安全管理仍存在瓶颈。

在中国,储能行业的标准仍在紧锣密鼓地探索、制定和优化之中。放眼全球,储能行业规范集中在建设和运营阶段,对事故预案和科学有效的救援规范进行深入探讨和研究尚需时日。根据世界上储能事故的综合记录,储能事故比较复杂,难以规范。如何克服事故后的减灾问题,将是储能行业的一大前沿问题。

最后,储能行业的竞争领域已经超越电池技术,国际储能巨头都在致力于终端系统化储能解决方案的设计,尤其是消费级解决方案的竞争。《通知》吹响了中国更直接进入这一领域的号角。

特斯拉家用储能系统Powerwall将太阳能电池和家庭电网的剩余电量储存起来,可以作为备用电源,还可以实时监控住宅发电的用电量,优化用电。

2021年初,特斯拉推出了太阳能逆变器,与Powerwall深度结合,为家庭消费者提供了一整套光储互动控制方案,大受欢迎。2019年,松下推出EverVolt住宅储能系统,也可与太阳能组件结合;2020年,松下进一步将EverVolt与Span smart panel匹配,提供组合解决方案,提高了系统的灵活性和可控性,简化了安装流程,也有不错的表现。

在工业和商业储能领域,特斯拉Megapack高度集成了所有逆变器、电池模块、热管理系统和电力电子元件,其高能量密度、安全性和易于安装的特性进一步提高。在技术仍需突破、原材料紧张的形势下,一体化方案的优化将成为储能行业的大势所趋。

总而言之,顶层设计的到来和路线图的绘制,为中国储能行业吹起了政策的顺风。潜力巨大的中国储能产业将开启一个前沿、市场化、规范化发展的新时代。产业瓶颈能否迎来重大突破,值得期待。

储能产业带动的电力辅助服务、电网建设、新能源汽车等领域。也迎来了新的局面。虽然资源限制和安全问题仍然必须重视,但终端储能解决方案领域依然方兴未艾,百花齐放。

在适应、把握乃至引领“双碳”趋势和产业发展趋势的过程中,中国储能产业的生命力将日益凸显,助力千家万户和各行各业过上绿色生活。

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