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能源危机产生的原因究竟是什么?储能革命可否解决能源困局呢?

2021-10-14 18:44
芯锂话
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9月份,多地爆出拉闸限电的消息,一度打乱了居民们的正常生活。

在10月8日召开的专项会议上,国家明确部署做好今冬明春电力和煤炭等供应。针对部分地区用电缺口,会议提出用上浮定价上限的方式来代替一刀切式的停产限产,确保群众基本生活和经济平稳运营。

落实到执行层面,在确保居民电价不变的基础上,上浮定价将突破目前市场交易电价上下浮不超过10%、15%的范围,调整为不超过20%,对于高耗能行业将进一步放开上限,采用市场交易形成价格。用电价来调节能耗,表明目前制约发电量的并非能力问题,依然还是成本。

实际上,并不是只有我们面临能源短缺的问题,除中国缺电外,欧洲缺气,英国缺油,新一轮能源危机的前奏已经奏响。

能源奇缺导致大宗商品价格持续攀升,目前布伦特原油突破80美元大关,欧洲天然气也已经达到历史高位。这轮能源危机并非我国单独面临的区域性短缺,而是全球市场共振的危机。

究竟是何原因造成的能源危机呢?这场潜在的能源危机又给我们带来哪些启示呢?

/ 01 /

预期差造成的困局

在历史的长河中,如今的能源危机只能算是一波涟漪。

上世纪70年代,世界曾连续爆发了两次更加猛烈的“能源危机”,直接促使原油价格由1.2美元/桶飙升至40美元/桶。

这两次“能源危机”过后,全球陷入二战后最严重的经济“大通胀”,当时几大经济强国十年间的CPI增速都在10%左右,韩国甚至一度出现复合年化率16.6%的“超级通胀”。70年代的“能源危机”也被经济学家称为20世纪全球经济两大黑暗时刻之一。

历史交汇的拐点:能源危机与储能革命

鉴于那两次能源危机对经济的破坏力,虽然当下的“危机”远没有过去两次严重,但依然值得全球投资者警惕。

追根溯源,当时的能源危机诱因主要是地缘政治带来的原油断供。因为美国被阿拉伯国家抵制,因此造成石油产能缺口。不同于此前能源危机的“暗战”,当下危机的诱因更像是由预期差所引起的困局。

全球大力发展新能源产业,这已经是人人皆知的事情,因此对于传统能源的投资就开始大幅减少。尤其在去年疫情爆发的情况下,停产停工让企业对于能源的需求进一步削减,导致投资者一度将传统能源当成是被抛弃的行业。

在疫情肆虐的时候,能源需求没有那么大,新能源产业弥补了传统能源减产带来的缺口。然而在今年疫情逐渐平息后,全球各产业均开始复苏,对能源的需求自然也就显著增加,这就造成了部分地区出现短暂的能源供需紧张。

实际上,当下全球能源市场理论上的总供给是足够的,但由于新能源产业过于依赖自然状况,具有很大的波动性,因此造成发电周期的巨大波动。

在波峰的时候,光伏、风电等新能源可以转化成大量的电能,然而由于这部分电能难以储存,并网又是瞬时的,整体消纳有限,因此造成很多的弃电现象,2020年全国弃光率为2.0%、弃风率为3.5%;在波谷的时候,新能源又因为自然因素而发电不足,从而产生能量缺口。

历史交汇的拐点:能源危机与储能革命

数据来源:中国能源网、国家能源局,东吴证券研究所

一方面是疫情复苏后能源需求的迸发,另一方面是新能源发电的波动性,从而造成间歇性的用电缺口。

由此来看,解决这次全球能源危机的方法很简单,要不重新增加对于传统能源的投资,要不想办法解决新能源发电周期性波动的问题。重新追加传统能源投入可以解决一时之忧,但无疑又让人类距离碳“碳中和”的目标更远了,因此想办法解决新能源的波动性才是当务之急。

储能作为资本市场最火热的概念,其定义是通过介质或设备把能量存储起来,并在需要时再释放。在全球危机面前,似乎储能已经成为备选答案之一。

那么备受期待的储能是否可以解决当下全球能源困局呢?

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锂电掀起的储能革命

面对大自然的无常,人类自古就有秋收冬藏的习惯,那么能源能否储存起来以备不时之需呢?这正是储能的由来。

虽然储能最近才走红资本市场,但严格意义而言,它其实是一个已经发展了139年的成熟行业。早在1882年,瑞士就兴建了世界上第一座抽水蓄能电站,时至今日抽水蓄能依然是人类最主要的储能手段。

按照储能方式的不同,储能可以划分为热储能、电储能和氢储能三大类。其中,电储能最为成熟,抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能、飞轮蓄能等均属于电储能。

历史交汇的拐点:能源危机与储能革命

抽水蓄能是目前最受欢迎的储能方式,最核心的原因还是技术成熟。抽水蓄能电站的原理是在电力负荷低谷时,利用多余的电能抽水至水库高层,并在电力负荷高峰期,放水发电并网。能够将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能。

数据显示,2020年全球90%以上的储能装机为抽水蓄能,电化学储能以7.5%的市场占比排名第二。

历史交汇的拐点:能源危机与储能革命

除技术成熟外,抽水蓄能还具有储能时间长的优势。行业中往往将储能时长超过4小时的储能方式称为长期储能,类似的长期储能还有压缩空气储能、储氢等,可以用来进行电网调峰、备用容量。

尽管抽水蓄能有如此多的优势,但其却有着最大的短板,那就是必须依赖于地形优势,需要丰富的水资源。经过100多年的发展,具备新建抽水蓄能电站的地方已经并不多了。

基于这样的背景,储能行业急需一场革命。人类必须找到新的储能方式来进一步改变储能行业发展趋势,而近来火热的电化学储能就被公认为是抽水蓄能的最优替代方案。

一来是因为动力电池发展迅猛,锂电池已经成为极为成熟的储能手段。在所有电化学储能市场中,接近92%的份额来自于锂电池储能,约13.1GW。同时,电化学储能拥有更高的效率,且已经成功商业化。

历史交汇的拐点:能源危机与储能革命

二来电化学储能安装方便,几乎不受地理因素限制,能够布局在各种应用场景。同时,建设周期短,能够很快就投入应用中。

电力归根结底是一门生意,成本依然是无可避免的话题。

很长一段时间,水力发电都是成本最低的一种发电形式,但随着我国光伏技术突飞猛进的发展,光伏发电成本已经降至与水电相接近,陆上风电成本更是降至水电之下。

历史交汇的拐点:能源危机与储能革命

作为光伏发电和风电的储能方案,电化学储能成为储能行业中最主要的增长力量。在传统储能无法完全供给电力消耗的情况下,核心增量电化学储能就几乎成为了唯一的答案。

储能行业正在经历一场由电化学储能掀起的产业革命。

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