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一文读懂国内电化学储能商业化现状

导读: 储能作为新能源发电的缓冲区,可以改善电能质量;作为输电端的“蓄水池”,可以用于削峰填谷;作为分布式能源的“仓库”,可以实现发电+储能的新型用电模式。储能成为第三次工业革命的支柱之一,对于实现能源互联互通,它的配套发展正如引擎于奔驰的汽车一样重要。

在过去的一百多年间,电网没有储能也照样运行。但现在情况已经有所改变,储能作为新能源发电的缓冲区,可以改善电能质量;作为输电端的“蓄水池”,可以用于削峰填谷;作为分布式能源的“仓库”,可以实现发电+储能的新型用电模式。储能成为第三次工业革命的支柱之一,对于实现能源互联互通,它的配套发展正如引擎于奔驰的汽车一样重要。

在中关村储能产业技术联盟(CNESA)秘书长张静看来,储能将在“十三五”期间由规模示范期走向商业化应用初期。

目前,中国应用的储能技术主要分为三类:以抽水蓄能和压缩空气储能为主的物理储能;以熔融盐为主的储热技术和电化学储能。相较于前两者的大体量应用和高成熟度,电化学储能技术还稍显稚嫩。而随着电动汽车动力电池市场容量的快速扩大,规模化生产带来电池成本的快速下降;另一方面,钠硫电池、燃料电池等新技术的不断进步,将为储能产业的发展带来无限可能。业界普遍认为,储能产业尤其是电化学储能领域,将在2020年前后迎来产业化发展的高潮。

政策利好 但补贴方案短期难产

“十三五”时期是我国推动能源革命的蓄力加速期,作为“十三五”的开局之年,2016年中国电力市场化改革持续深入推进,配售电放开、构建灵活价格机制和辅助服务市场试点建设等为储能打开了市场化应用的空间。

2017年3月,《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(征求意见稿)》发布,首次明确了储能的战略定位:“储能是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术”,“是构建能源互联网、促进能源新业态发展的核心基础”,“是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段”。据国家能源局能源节约和科技装备司副司长修炳林透露,目前已经完成了意见征求阶段,正在修改、完善,争取尽快发布。

但是,针对储能产业,国家仍无针对性的补贴方案。征求意见稿也仅仅提到“将先进储能纳入可再生能源发展、配电网建设、智能电网等专项基金支持范围,根据不同应用场景研究出台针对性补偿政策”。电池中国网分析认为,短期内出台储能专项补贴方案的可能性仍然较小,建议监管部门从财税等调节机制入手来促进当前行业的健康有序发展。据电池中国网观察,双登集团、猛狮科技、中天储能等一批领军企业已在没有补贴的情况下,积极探索储能商业化新模式。

市场利好 体量增速迅猛

据CNESA项目库不完全统计,截至2016年年底,全球投运电化学储能项目的累计装机规模达1769.9MW,近5年(2012-2016)的年复合增长率达32%。

2016年中国投运电化学储能项目的累计装机规模达243MW。其中,新增投运电化学储能项目的装机规模为101.4MW,同比增长299%。从应用分布来看,可再生能源并网仍然是2016年中国新增投运电化学储能项目应用规模最大的领域,占比55%。

未来,随着储能在工商业用户侧、可再生能源电力调峰、调频辅助服务等领域的应用价值日益清晰,项目快速规划部署,可以预见中国储能产业将继续保持强劲增长势头。权威数据预测,到2020年年底,中国电化学储能技术的累计装机规模将达到2GW。

国内电化学储能技术概况

尽管装机量不大,但电化学储能是全球发展最为迅速,增速最快,也是当前运行项目数最多的技术。目前电化学储能技术是各国储能产业研发和创新的重点领域,主要包括铅酸蓄电池技术、液流电池技术、钠硫电池技术、锂离子电池技术等。

短期来看铅酸蓄电池成本最低,中长期看锂电池潜力最大。从应用领域来看,钠硫电池、锂电池领域最为广阔,包括新能源并网,削峰填谷、分布式应用等。从成本比较来看,铅酸蓄电池成本低于其他电化学储能技术;受益于规模效应和产业集群效应,锂电成本下降速度更快,未来潜力最大;而钠硫电池仍面临成本高的难题,所以现在尚未在全球实现大规模应用。

从实际应用来看,2016年中国新增投运的电化学储能项目几乎全部使用锂离子电池和铅酸蓄电池,两类技术的新增装机占比分别为62%和37%。

具有长寿命和高安全特征的液流电池,也是国内电化学储能技术的一个重要发展方向。比如,大连融科储能公司总工程师张华民带领团队成功研发全钒液流储能技术,不仅在全世界率先实现储能电池项目的产业化,还让我国成为这一领域国际标准的制定者。

国外储能商业化参考

德国、美国、中国、韩国、日本、英国、澳大利亚是2016年全球储能市场最活跃的国家,这7个国家2016年新增投运电化学储能项目规模占全球市场97%的份额。这些国家是怎么发展电化学储能的?

美国:最早开始推广电化学储能示范项目

2009年以来,美国政府相继拨款22亿美元用于支持包括大规模储能在内的电池技术研发。美国能源部在2011年发布的“战略计划”中,已明确将储能上升到战略层面,并通过政府直接投资、调整税收、支持技术创新等手段促进储能研发和应用。2013年下半年开始,美国已开始小范围试水调峰储能市场。

德国:直接补贴支撑光伏储能

德国在推动储能产业方面的动作较大,2013年和2014年共计划投资5000万欧元,对新购买储能系统的用户直接进行补贴,有效地促进了户用储能市场的发展。据预测,由于这一储能补贴计划的出台,德国在未来5年的储能装机容量有望达到2GWh。

日本:电化学储能提高弥补核电空缺

日本自福岛事故后开始对电化学储能行业进行重点扶持,开展了许多项目降低储能成本。包括风电项目、车载电池、固定式储能电池、电池材料技术评价等,涉及的储能技术有锂电池、镍氢电池和钒电池等。2014年3月,日本经产省发起了新一轮针对锂离子电池储能系统的补贴计划,共划拨了100亿日元,给予购买者购买系统价格2/3的资金补贴。

韩国:最大的燃料电池发电市场

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)在韩美等国的大型发电设备中使用较多,规模达到60MW。韩国也成为目前最大的燃料电池发电市场。计划到2022年,韩国每年将新增装机规模700MW。在这样的大背景下,韩国在燃料电池储能领域不断实现突破,并涌现出一股投资固体燃料电池的热潮,仅2013年就有数十个兆瓦级燃料电池项目上线。据悉,到2022年韩国氢燃料电池发电的市场规模更有望攀升至150亿美元。

东南亚:无电人口面积大亟需储能发展

印度、马来西亚、印尼等东南亚国家是微电网的新兴市场。这些地区海岛众多,无电人口比例大,有些岛屿的无电人口覆盖率甚至高达70%。鉴于这些岛屿的地理因素和经济状况,微电网成为唯一的解决方式,其对包括储能在内的微网技术的需求正在增加。

一个灵活的市场环境决定了未来储能商业化应用的走向,但在电力市场化改革初期,还需要一定的产业政策扶持,产业政策的着力点便是给予储能公平参与市场的机会,在政府的监管下,让储能的价值真正变成企业的现金流。

展望“十三五”,中国储能产业和市场的快速发展,将离不开能源政策支持、电改配套措施落地、可再生能源装机及发电比例增加、储能成本下降、可持续商业模式建立、资本放心进入等因素的驱动。

电池中国网分析认为,虽然储能产业目前处于示范阶段,但是对于企业布局来讲正当时,建议国内企业跟随“一带一路”建设的脚步,重点关注以可再生能源并网、微网及分布式能源为代表的用户侧储能市场以及动力电池的梯次利用等环节。另外,在商业模式上,建议关注“投资+运营”模式、储能项目PPP模式、以及综合能源解决方案等适合中国国情的创新模式。

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