儲能技術路線及目前市場前景分析
2017-5-23 10:59:00??????點擊：
儲能技術發(fā)展路線中物理儲能主要包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能，抽水是比較成熟的，所以我不重點提及。跟大家解釋一下里面面臨著哪些問題：飛輪屬于功率型儲能，目前主要適合電網(wǎng)調頻、孤島調峰、電網(wǎng)安全穩(wěn)定、電能質量治理這塊，飛輪儲能業(yè)常用于不間斷電源，重點解決儲能容量、自放電率等方面的短板。壓縮空氣的主要優(yōu)點是它的安全系數(shù)高，壽命長，黑啟動、響應速度快，重點要解決的就是它儲能系統(tǒng)當中存在的技術，包括它的膨脹機、換熱器的技術，還有系統(tǒng)集成技術，以及示范工程的調試與性能測試技術等。在超導方面，最近也做了一些推動，重點是要突破低溫制冷的技術，超導的限流技術，以及功率變換調節(jié)技術和系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控技術，等等。
化學儲能部分。鉛蓄電池在這個領域占很大的市場份額，主要應用于混合動力電車、儲能領域。在儲能領域尤其適用于電能質量改善，可靠性頻率控制，重點要突破高比表面、高導電性、耐腐蝕材料，工藝以及電池管理技術。
鋰離子電池在儲能技術中，目前是千萬兆瓦級以上的功率，由分鐘到多小時容量的技術要求，較多應用于風電場、光伏電站和分布式發(fā)電以及微網(wǎng)領域中的電網(wǎng)頻率控制、系統(tǒng)備用、電網(wǎng)擴容、系統(tǒng)穩(wěn)定以及新能源接入多個方面。下一步要重點開發(fā)新型的高安全性、低成本、長壽命、高能量密度的儲能用鋰電池，需重點突破高容量和良好循環(huán)穩(wěn)定的電極材料合成技術、電化學體系優(yōu)化技術、電源管理和熱管理等技術瓶頸。
液流電池，里面涉及的體系比較多，主要應用于備用電源、電動汽車和規(guī)模儲能。在電力系統(tǒng)的調峰、調頻以及可再生能源并網(wǎng)、分布式功能等領域都有廣泛應用。液流電池下一步要重點突破它的高性能、低成本，工程技術開發(fā)以及批量化的組裝制造技術，還有電池模塊技術。
鈉硫電池主要有陶瓷管制備、單體電池裝備技術、電池模塊成組技術和儲能系統(tǒng)集成技術構成，鈉硫電池在全球應用的規(guī)模還是不小的，尤其是日本的NGK，國內也有做一些相應的推動。鈉硫電池主要應用在削峰填谷、可再生能源輸出穩(wěn)定、應急電源、電能質量改善等多個領域。
超級電容容量大，但是它應用的領域在非電力儲能的領域，比如說軌道交通、電動汽車、風電、智能電網(wǎng)、移動通信、工業(yè)及軍事領域中已經(jīng)成熟的應用。而在電力儲能領域還處于示范應用階段，一般會結合能量型技術一起使用，優(yōu)勢互補，超級電容可以調節(jié)分布式可再生能源的功率輸出，提高電能可靠性，保障電力質量，降低對配電網(wǎng)的威脅。我們國家已經(jīng)將超級電容納入到國家長期的發(fā)展規(guī)劃中，下一步要開發(fā)的是高比電容量、高工作電壓、大比功率密度以及長循環(huán)壽命的復合電極材料。
儲熱技術，目前也是一個重要的儲能技術的解決方案，它是一種大容量的儲能技術方案，是解決電網(wǎng)調峰和可再生能源消納并實現(xiàn)清潔能源供暖的一個主要方案，同時在光熱電站和壓縮空氣儲能電站中作為一種主要部件用于提升能源系統(tǒng)效率，主要應用于電網(wǎng)的虛擬調峰，分布式能源系統(tǒng)及工業(yè)節(jié)能技術。
所以，我們認為，在實際應用中不同的儲能技術都有其優(yōu)缺點，要根據(jù)具體需求進行儲能選配，提高系統(tǒng)的靈活實用性和技術經(jīng)濟性。多種技術路線共存的局面，肯定是長期存在的。去年我在其他的場合也講過這個，在努力提高儲能技術的安全性、效率、能量密度這些指標的同時，降成本將是最為關鍵的一個因素。
市場前景方面，儲能主要應用于調頻輔助服務、分布式發(fā)電和微網(wǎng)、再生能源并網(wǎng)。
盡管目前大部分應用于電網(wǎng)的儲能項目都將調頻作為儲能要實現(xiàn)的功能之一進行設計，但是儲能調頻應用的價值若要真正實現(xiàn)還需要電力輔助服務市場。美國的調頻輔助市場也超過了100MW，有研究顯示，1MW的儲能的調頻效果相當于28MW的火電機組。目前專門針對電力調頻輔助市場的儲能項目比較有限，主要集中在美國。
這是在分布式發(fā)電和微電網(wǎng)領域的相關技術，儲能是分布式發(fā)電和微網(wǎng)的關鍵支撐技術，應用場景主要是包括工商業(yè)用戶、居民用戶、海島和偏遠山區(qū)，價值主要體現(xiàn)在節(jié)電費支出，參與需求響應、提高光伏利用水平，延緩輸配電網(wǎng)升級改造。儲能在美國、德國、澳大利亞包括日本，還有很多地區(qū)，最近在菲律賓還有泰國上的微網(wǎng)的項目都是達到40兆瓦到百兆瓦級別的，都是微網(wǎng)的項目，已經(jīng)充分實現(xiàn)了商業(yè)化，并且建立了比較成熟的商業(yè)模式。配合峰谷電價和需求電費政策，儲能安裝補貼和投資稅收優(yōu)惠政策、需求響應激勵項目，以及光伏上網(wǎng)補貼電價降低和儲能技術成本快速降低等一系列有力的外部市場條件，輔之以創(chuàng)新的金融模式和先進的智能能源管理系統(tǒng)，這個行業(yè)可能會發(fā)展的更快一些。
在海島和偏遠地區(qū)的分布式發(fā)電和微網(wǎng)系統(tǒng)更是承擔著保障電力供應的社會責任的意義，盡管儲能在其中很難通過一種量化的方式獲得收益和實現(xiàn)商業(yè)化應用，但是儲能在降低柴油發(fā)電機組運行成本、柴油消耗電量，提高光伏的利用率和降低當?shù)氐碾娋W(wǎng)改造成本方面的應用價值比較顯現(xiàn)。儲能成為了海島或者偏遠地區(qū)構建風光柴互補的微網(wǎng)系統(tǒng)的重要支撐。
這是分布式光儲商業(yè)模式的探討，與美國以及其他海外發(fā)達國家的技術相比，不同于其小型工業(yè)化和居民用戶為主的分布式商業(yè)模式，國內的分布式光伏項目主要集中在大型的工商業(yè)用戶，大型的儲能電池企業(yè)和逆變器企業(yè)主導開發(fā)，主要是用于節(jié)省工業(yè)園區(qū)的電費開支。比如江蘇這塊的用電與其他地方不一樣，70%是工業(yè)用電。
這是電動汽車儲能應用領域，電動汽車是一種電力的負荷，車載電池都是一種十分有價值的儲能的資源。雖然電動汽車的大規(guī)模推動以及規(guī)?？捎^的儲能容量，已經(jīng)成為保證和優(yōu)化電網(wǎng)運行的有效資源。這是我們提的三個方向。我們最近也做了一些交流，按照國家的規(guī)劃，到2020年，整個電動汽車的擁有量是500萬臺，500萬臺都真正的在上路運行的話，每臺車充電80度就是4億，到2030年我們國家的電動車是2千萬臺，乘以80度就是16億，是每天用電量占比的10%，這個10%的比例，我們如果推動電網(wǎng)公司來做相關的業(yè)務，在某種程度上會促使她們積極的做這方面的工作。因為你用電量增加的幅度可能比他的規(guī)劃要快一些，尤其是一線城市在電網(wǎng)改造，包括各個方面可能有一定的難度，儲能可能會幫助解決一部分的難題。
隨著電動汽車使用的時間增加，以及動力電池逐漸進入退役報廢階段，電動汽車企業(yè)、動力電池企業(yè)、廢舊電池的回收，儲能系統(tǒng)集成商已經(jīng)通過各種方式開展示范項目工作。
隨著儲能技術發(fā)展，這是幾個配套的政策，儲能技術還沒有得到大規(guī)模的應用，儲能在電力系統(tǒng)和電力市場中的定位還在進一步明確，現(xiàn)階段的儲能產(chǎn)業(yè)開發(fā)應用還存在一定的難度。
我們在“十二五”期間做過一些示范項目，國電的、張北的還有法庫的，法庫主要用的是液流電池。儲能應用的收益主要來自于削峰填谷、增加發(fā)電收益，減少棄風，獲得電網(wǎng)的優(yōu)化承諾、計劃出力、降低被考核風險等三個方面，收到儲能系統(tǒng)初始投資和運行維護費用相對較高、儲能項目容量遠小于風電場棄風量、跟蹤計劃處理效果難以有效量化評估等因素的影響，目前儲能在大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)領域的應用尚無法實現(xiàn)投資回報，由于項目初始投資高、投資回報回收困難，項目建設投資主要來自于國家示范項目的資金支持，社會資本在參與過程中仍然存在比較多的問題。儲能作為解決棄風的支撐技術，投資者能得到多大收益呢？將成為其未來發(fā)展的關鍵所在。
未來儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)深度調峰和輔助服務市場，都是增加儲能項目收益的潛在結合點，需要通過進一步準許大型風光電站的儲能系統(tǒng)參與電力的輔助服務市場，還有指定的調峰調頻補償標準一個實施風電質量獎勵機制和優(yōu)先并網(wǎng)調度機制等一系列的措施，真正增加儲能應用收益，提高大規(guī)?？稍偕茉吹牟⒕W(wǎng)消納水平，推動可再生能源的發(fā)展。
這是輔助服務領域，主要是去年6月份國家能源局發(fā)布了三北地區(qū)電力輔助服務補償機制的說明，儲能從去年6月份開始作為一個獨立的提供者，而且獲得了一定的發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)和電力用戶。目前專門針對電力調頻的輔助服務市場開展的儲能項目主要集中還是在美國。
用戶側以及售電側放開是我國本輪電改的亮點，分布式發(fā)電和微網(wǎng)領域的儲能市場必將逐步打開，未來將借鑒國外的一些商業(yè)模式，給予分布式模式的補貼，完善電價政策。分布式安裝的補貼包括完善的峰谷電價的政策、健全的需求響應工作機制和交易規(guī)則以及儲能的投資、稅收等一系列政策。在電動汽車領域，現(xiàn)在講的最多的是電動汽車的梯次利用和回收。目前電動汽車快速發(fā)展、儲能電池成本仍然相對較高，在可再生能源大規(guī)模發(fā)展帶來的電網(wǎng)對于削峰填谷和擴容等需求日益增加的雙重背景下，通過提高電動汽車應用價值、開展應用實踐并廣泛引用研究機構、企業(yè)、車企、廢舊電池的回收企業(yè)、系統(tǒng)集成商和資本，可以有效的核算相關的收益和定價機制，逐步探索出一個合適的商業(yè)模式。
鑒于儲能的成本仍然較高，降成本將是“十三五”期間各類儲能技術路線發(fā)展的重點工作，同時需要提高系統(tǒng)集成的安全性和壽命、效率等一些關鍵的考核指標。
發(fā)展目標一：在未來幾年內，圍繞風能、光伏等可再生電力并網(wǎng)、邊遠地區(qū)分布式微網(wǎng)建設，以及電網(wǎng)規(guī)模的削峰填谷，輔助服務等，將建設一批不同規(guī)模的儲能電站，爭取到2020年左右，在裝機功率和儲能容量方面均達到國際的領先水平。
發(fā)展目標二：加強儲能技術基礎研究，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的核心裝備，形成模塊化智能化的產(chǎn)品，通過技術發(fā)展和市場的驅動，在示范工程建設過程中逐步形成儲能產(chǎn)品的商業(yè)模式，通過重大裝備技術的研究、裝備的研制，示范工程的實施提供一些產(chǎn)業(yè)的技術支撐。
發(fā)展目標三：完善與規(guī)范相關標準、檢測與認證體系，突破儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術瓶頸，掌握適合我國國情、針對多種應用場景、不同規(guī)模的儲能系統(tǒng)集成技術，提高各類儲能技術的經(jīng)濟性。
隨著儲能技術成本快速下降，儲能產(chǎn)業(yè)支持政策不斷完善，儲能應用收益衡量和付費補償機制逐漸建立、電力市場日趨成熟，儲能市場機制將逐漸得到理順，儲能技術企業(yè)、系統(tǒng)集成商、電力公司、科研機構、行業(yè)組織、社會資本、金融機構都會參與到儲能市場中來，儲能應用市場的需求有望得到比較大的釋放。我們沒有做過具體的未來評估，我們去年統(tǒng)計的，僅化學電池儲能部分的規(guī)劃量已經(jīng)達到了3GW，全球在2015年底的裝機也就1GW，也就是說我們去年一年落地的項目接近1GW左右，今年會啟動更多的項目。
昨天跟幾個企業(yè)的老總聊，他們最近在關于儲能相關的項目接到很多的咨詢，項目都是比較大的，比如10MW的、40MW的甚至百兆瓦的都有。儲能在沒有政策明確的支持狀態(tài)下，今年的熱度釋放步伐加快了很多。所以我們現(xiàn)在來看，儲能市場的很多專家和業(yè)內企業(yè)都預計2017年將會是一個元年。我們目前需要技術本身的突破以及政策有力地推動，所以近期我們在北京跟有關部門要召開支持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的價格政策機制的閉門會，大家有什么建議可以反饋給我們，我們也可以反饋給國家相關部門。
文章來源：來自浙商證券鄭丹丹在2017中國國際儲能大會儲能與新能源投融資專場論壇，對中國化學與物理行業(yè)協(xié)會儲能應用分會秘書長劉勇先生的采訪。
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