儲(chǔ)能技術(shù)路線及目前市場(chǎng)前景分析
2017-5-23 10:59:00??????點(diǎn)擊：
儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展路線中物理儲(chǔ)能主要包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能，抽水是比較成熟的，所以我不重點(diǎn)提及。跟大家解釋一下里面面臨著哪些問(wèn)題：飛輪屬于功率型儲(chǔ)能，目前主要適合電網(wǎng)調(diào)頻、孤島調(diào)峰、電網(wǎng)安全穩(wěn)定、電能質(zhì)量治理這塊，飛輪儲(chǔ)能業(yè)常用于不間斷電源，重點(diǎn)解決儲(chǔ)能容量、自放電率等方面的短板。壓縮空氣的主要優(yōu)點(diǎn)是它的安全系數(shù)高，壽命長(zhǎng)，黑啟動(dòng)、響應(yīng)速度快，重點(diǎn)要解決的就是它儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中存在的技術(shù)，包括它的膨脹機(jī)、換熱器的技術(shù)，還有系統(tǒng)集成技術(shù)，以及示范工程的調(diào)試與性能測(cè)試技術(shù)等。在超導(dǎo)方面，最近也做了一些推動(dòng)，重點(diǎn)是要突破低溫制冷的技術(shù)，超導(dǎo)的限流技術(shù)，以及功率變換調(diào)節(jié)技術(shù)和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)，等等。
化學(xué)儲(chǔ)能部分。鉛蓄電池在這個(gè)領(lǐng)域占很大的市場(chǎng)份額，主要應(yīng)用于混合動(dòng)力電車(chē)、儲(chǔ)能領(lǐng)域。在儲(chǔ)能領(lǐng)域尤其適用于電能質(zhì)量改善，可靠性頻率控制，重點(diǎn)要突破高比表面、高導(dǎo)電性、耐腐蝕材料，工藝以及電池管理技術(shù)。
鋰離子電池在儲(chǔ)能技術(shù)中，目前是千萬(wàn)兆瓦級(jí)以上的功率，由分鐘到多小時(shí)容量的技術(shù)要求，較多應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站和分布式發(fā)電以及微網(wǎng)領(lǐng)域中的電網(wǎng)頻率控制、系統(tǒng)備用、電網(wǎng)擴(kuò)容、系統(tǒng)穩(wěn)定以及新能源接入多個(gè)方面。下一步要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)新型的高安全性、低成本、長(zhǎng)壽命、高能量密度的儲(chǔ)能用鋰電池，需重點(diǎn)突破高容量和良好循環(huán)穩(wěn)定的電極材料合成技術(shù)、電化學(xué)體系優(yōu)化技術(shù)、電源管理和熱管理等技術(shù)瓶頸。
液流電池，里面涉及的體系比較多，主要應(yīng)用于備用電源、電動(dòng)汽車(chē)和規(guī)模儲(chǔ)能。在電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻以及可再生能源并網(wǎng)、分布式功能等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。液流電池下一步要重點(diǎn)突破它的高性能、低成本，工程技術(shù)開(kāi)發(fā)以及批量化的組裝制造技術(shù)，還有電池模塊技術(shù)。
鈉硫電池主要有陶瓷管制備、單體電池裝備技術(shù)、電池模塊成組技術(shù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)構(gòu)成，鈉硫電池在全球應(yīng)用的規(guī)模還是不小的，尤其是日本的NGK，國(guó)內(nèi)也有做一些相應(yīng)的推動(dòng)。鈉硫電池主要應(yīng)用在削峰填谷、可再生能源輸出穩(wěn)定、應(yīng)急電源、電能質(zhì)量改善等多個(gè)領(lǐng)域。
超級(jí)電容容量大，但是它應(yīng)用的領(lǐng)域在非電力儲(chǔ)能的領(lǐng)域，比如說(shuō)軌道交通、電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)電、智能電網(wǎng)、移動(dòng)通信、工業(yè)及軍事領(lǐng)域中已經(jīng)成熟的應(yīng)用。而在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域還處于示范應(yīng)用階段，一般會(huì)結(jié)合能量型技術(shù)一起使用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，超級(jí)電容可以調(diào)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(zhì)量，降低對(duì)配電網(wǎng)的威脅。我們國(guó)家已經(jīng)將超級(jí)電容納入到國(guó)家長(zhǎng)期的發(fā)展規(guī)劃中，下一步要開(kāi)發(fā)的是高比電容量、高工作電壓、大比功率密度以及長(zhǎng)循環(huán)壽命的復(fù)合電極材料。
儲(chǔ)熱技術(shù)，目前也是一個(gè)重要的儲(chǔ)能技術(shù)的解決方案，它是一種大容量的儲(chǔ)能技術(shù)方案，是解決電網(wǎng)調(diào)峰和可再生能源消納并實(shí)現(xiàn)清潔能源供暖的一個(gè)主要方案，同時(shí)在光熱電站和壓縮空氣儲(chǔ)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(yīng)用于電網(wǎng)的虛擬調(diào)峰，分布式能源系統(tǒng)及工業(yè)節(jié)能技術(shù)。
所以，我們認(rèn)為，在實(shí)際應(yīng)用中不同的儲(chǔ)能技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，要根據(jù)具體需求進(jìn)行儲(chǔ)能選配，提高系統(tǒng)的靈活實(shí)用性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。多種技術(shù)路線共存的局面，肯定是長(zhǎng)期存在的。去年我在其他的場(chǎng)合也講過(guò)這個(gè)，在努力提高儲(chǔ)能技術(shù)的安全性、效率、能量密度這些指標(biāo)的同時(shí)，降成本將是最為關(guān)鍵的一個(gè)因素。
市場(chǎng)前景方面，儲(chǔ)能主要應(yīng)用于調(diào)頻輔助服務(wù)、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(yīng)用于電網(wǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目都將調(diào)頻作為儲(chǔ)能要實(shí)現(xiàn)的功能之一進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是儲(chǔ)能調(diào)頻應(yīng)用的價(jià)值若要真正實(shí)現(xiàn)還需要電力輔助服務(wù)市場(chǎng)。美國(guó)的調(diào)頻輔助市場(chǎng)也超過(guò)了100MW，有研究顯示，1MW的儲(chǔ)能的調(diào)頻效果相當(dāng)于28MW的火電機(jī)組。目前專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力調(diào)頻輔助市場(chǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目比較有限，主要集中在美國(guó)。
這是在分布式發(fā)電和微電網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，儲(chǔ)能是分布式發(fā)電和微網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，應(yīng)用場(chǎng)景主要是包括工商業(yè)用戶(hù)、居民用戶(hù)、海島和偏遠(yuǎn)山區(qū)，價(jià)值主要體現(xiàn)在節(jié)電費(fèi)支出，參與需求響應(yīng)、提高光伏利用水平，延緩輸配電網(wǎng)升級(jí)改造。儲(chǔ)能在美國(guó)、德國(guó)、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(guó)上的微網(wǎng)的項(xiàng)目都是達(dá)到40兆瓦到百兆瓦級(jí)別的，都是微網(wǎng)的項(xiàng)目，已經(jīng)充分實(shí)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(jià)和需求電費(fèi)政策，儲(chǔ)能安裝補(bǔ)貼和投資稅收優(yōu)惠政策、需求響應(yīng)激勵(lì)項(xiàng)目，以及光伏上網(wǎng)補(bǔ)貼電價(jià)降低和儲(chǔ)能技術(shù)成本快速降低等一系列有力的外部市場(chǎng)條件，輔之以創(chuàng)新的金融模式和先進(jìn)的智能能源管理系統(tǒng)，這個(gè)行業(yè)可能會(huì)發(fā)展的更快一些。
在海島和偏遠(yuǎn)地區(qū)的分布式發(fā)電和微網(wǎng)系統(tǒng)更是承擔(dān)著保障電力供應(yīng)的社會(huì)責(zé)任的意義，盡管儲(chǔ)能在其中很難通過(guò)一種量化的方式獲得收益和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但是儲(chǔ)能在降低柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行成本、柴油消耗電量，提高光伏的利用率和降低當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)改造成本方面的應(yīng)用價(jià)值比較顯現(xiàn)。儲(chǔ)能成為了海島或者偏遠(yuǎn)地區(qū)構(gòu)建風(fēng)光柴互補(bǔ)的微網(wǎng)系統(tǒng)的重要支撐。
這是分布式光儲(chǔ)商業(yè)模式的探討，與美國(guó)以及其他海外發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)相比，不同于其小型工業(yè)化和居民用戶(hù)為主的分布式商業(yè)模式，國(guó)內(nèi)的分布式光伏項(xiàng)目主要集中在大型的工商業(yè)用戶(hù)，大型的儲(chǔ)能電池企業(yè)和逆變器企業(yè)主導(dǎo)開(kāi)發(fā)，主要是用于節(jié)省工業(yè)園區(qū)的電費(fèi)開(kāi)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(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域，電動(dòng)汽車(chē)是一種電力的負(fù)荷，車(chē)載電池都是一種十分有價(jià)值的儲(chǔ)能的資源。雖然電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模推動(dòng)以及規(guī)?？捎^的儲(chǔ)能容量，已經(jīng)成為保證和優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行的有效資源。這是我們提的三個(gè)方向。我們最近也做了一些交流，按照國(guó)家的規(guī)劃，到2020年，整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)的擁有量是500萬(wàn)臺(tái)，500萬(wàn)臺(tái)都真正的在上路運(yùn)行的話，每臺(tái)車(chē)充電80度就是4億，到2030年我們國(guó)家的電動(dòng)車(chē)是2千萬(wàn)臺(tái)，乘以80度就是16億，是每天用電量占比的10%，這個(gè)10%的比例，我們?nèi)绻苿?dòng)電網(wǎng)公司來(lái)做相關(guān)的業(yè)務(wù)，在某種程度上會(huì)促使她們積極的做這方面的工作。因?yàn)槟阌秒娏吭黾拥姆瓤赡鼙人囊?guī)劃要快一些，尤其是一線城市在電網(wǎng)改造，包括各個(gè)方面可能有一定的難度，儲(chǔ)能可能會(huì)幫助解決一部分的難題。
隨著電動(dòng)汽車(chē)使用的時(shí)間增加，以及動(dòng)力電池逐漸進(jìn)入退役報(bào)廢階段，電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)、動(dòng)力電池企業(yè)、廢舊電池的回收，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商已經(jīng)通過(guò)各種方式開(kāi)展示范項(xiàng)目工作。
隨著儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展，這是幾個(gè)配套的政策，儲(chǔ)能技術(shù)還沒(méi)有得到大規(guī)模的應(yīng)用，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)和電力市場(chǎng)中的定位還在進(jìn)一步明確，現(xiàn)階段的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用還存在一定的難度。
我們?cè)凇笆濉逼陂g做過(guò)一些示范項(xiàng)目，國(guó)電的、張北的還有法庫(kù)的，法庫(kù)主要用的是液流電池。儲(chǔ)能應(yīng)用的收益主要來(lái)自于削峰填谷、增加發(fā)電收益，減少棄風(fēng)，獲得電網(wǎng)的優(yōu)化承諾、計(jì)劃出力、降低被考核風(fēng)險(xiǎn)等三個(gè)方面，收到儲(chǔ)能系統(tǒng)初始投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高、儲(chǔ)能項(xiàng)目容量遠(yuǎn)小于風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)量、跟蹤計(jì)劃處理效果難以有效量化評(píng)估等因素的影響，目前儲(chǔ)能在大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)，由于項(xiàng)目初始投資高、投資回報(bào)回收困難，項(xiàng)目建設(shè)投資主要來(lái)自于國(guó)家示范項(xiàng)目的資金支持，社會(huì)資本在參與過(guò)程中仍然存在比較多的問(wèn)題。儲(chǔ)能作為解決棄風(fēng)的支撐技術(shù)，投資者能得到多大收益呢？將成為其未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
未來(lái)儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)深度調(diào)峰和輔助服務(wù)市場(chǎng)，都是增加儲(chǔ)能項(xiàng)目收益的潛在結(jié)合點(diǎn)，需要通過(guò)進(jìn)一步準(zhǔn)許大型風(fēng)光電站的儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電力的輔助服務(wù)市場(chǎng)，還有指定的調(diào)峰調(diào)頻補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)實(shí)施風(fēng)電質(zhì)量獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制和優(yōu)先并網(wǎng)調(diào)度機(jī)制等一系列的措施，真正增加儲(chǔ)能應(yīng)用收益，提高大規(guī)模可再生能源的并網(wǎng)消納水平，推動(dòng)可再生能源的發(fā)展。
這是輔助服務(wù)領(lǐng)域，主要是去年6月份國(guó)家能源局發(fā)布了三北地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制的說(shuō)明，儲(chǔ)能從去年6月份開(kāi)始作為一個(gè)獨(dú)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(hù)。目前專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力調(diào)頻的輔助服務(wù)市場(chǎng)開(kāi)展的儲(chǔ)能項(xiàng)目主要集中還是在美國(guó)。
用戶(hù)側(cè)以及售電側(cè)放開(kāi)是我國(guó)本輪電改的亮點(diǎn)，分布式發(fā)電和微網(wǎng)領(lǐng)域的儲(chǔ)能市場(chǎng)必將逐步打開(kāi)，未來(lái)將借鑒國(guó)外的一些商業(yè)模式，給予分布式模式的補(bǔ)貼，完善電價(jià)政策。分布式安裝的補(bǔ)貼包括完善的峰谷電價(jià)的政策、健全的需求響應(yīng)工作機(jī)制和交易規(guī)則以及儲(chǔ)能的投資、稅收等一系列政策。在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，現(xiàn)在講的最多的是電動(dòng)汽車(chē)的梯次利用和回收。目前電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展、儲(chǔ)能電池成本仍然相對(duì)較高，在可再生能源大規(guī)模發(fā)展帶來(lái)的電網(wǎng)對(duì)于削峰填谷和擴(kuò)容等需求日益增加的雙重背景下，通過(guò)提高電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用價(jià)值、開(kāi)展應(yīng)用實(shí)踐并廣泛引用研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)、車(chē)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(guān)的收益和定價(jià)機(jī)制，逐步探索出一個(gè)合適的商業(yè)模式。
鑒于儲(chǔ)能的成本仍然較高，降成本將是“十三五”期間各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)路線發(fā)展的重點(diǎn)工作，同時(shí)需要提高系統(tǒng)集成的安全性和壽命、效率等一些關(guān)鍵的考核指標(biāo)。
發(fā)展目標(biāo)一：在未來(lái)幾年內(nèi)，圍繞風(fēng)能、光伏等可再生電力并網(wǎng)、邊遠(yuǎn)地區(qū)分布式微網(wǎng)建設(shè)，以及電網(wǎng)規(guī)模的削峰填谷，輔助服務(wù)等，將建設(shè)一批不同規(guī)模的儲(chǔ)能電站，爭(zhēng)取到2020年左右，在裝機(jī)功率和儲(chǔ)能容量方面均達(dá)到國(guó)際的領(lǐng)先水平。
發(fā)展目標(biāo)二：加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)基礎(chǔ)研究，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝備，形成模塊化智能化的產(chǎn)品，通過(guò)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，在示范工程建設(shè)過(guò)程中逐步形成儲(chǔ)能產(chǎn)品的商業(yè)模式，通過(guò)重大裝備技術(shù)的研究、裝備的研制，示范工程的實(shí)施提供一些產(chǎn)業(yè)的技術(shù)支撐。
發(fā)展目標(biāo)三：完善與規(guī)范相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)與認(rèn)證體系，突破儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，掌握適合我國(guó)國(guó)情、針對(duì)多種應(yīng)用場(chǎng)景、不同規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)，提高各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。
隨著儲(chǔ)能技術(shù)成本快速下降，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)支持政策不斷完善，儲(chǔ)能應(yīng)用收益衡量和付費(fèi)補(bǔ)償機(jī)制逐漸建立、電力市場(chǎng)日趨成熟，儲(chǔ)能市場(chǎng)機(jī)制將逐漸得到理順，儲(chǔ)能技術(shù)企業(yè)、系統(tǒng)集成商、電力公司、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)組織、社會(huì)資本、金融機(jī)構(gòu)都會(huì)參與到儲(chǔ)能市場(chǎng)中來(lái)，儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)的需求有望得到比較大的釋放。我們沒(méi)有做過(guò)具體的未來(lái)評(píng)估，我們?nèi)ツ杲y(tǒng)計(jì)的，僅化學(xué)電池儲(chǔ)能部分的規(guī)劃量已經(jīng)達(dá)到了3GW，全球在2015年底的裝機(jī)也就1GW，也就是說(shuō)我們?nèi)ツ暌荒曷涞氐捻?xiàng)目接近1GW左右，今年會(huì)啟動(dòng)更多的項(xiàng)目。
昨天跟幾個(gè)企業(yè)的老總聊，他們最近在關(guān)于儲(chǔ)能相關(guān)的項(xiàng)目接到很多的咨詢(xún)，項(xiàng)目都是比較大的，比如10MW的、40MW的甚至百兆瓦的都有。儲(chǔ)能在沒(méi)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(lái)看，儲(chǔ)能市場(chǎng)的很多專(zhuān)家和業(yè)內(nèi)企業(yè)都預(yù)計(jì)2017年將會(huì)是一個(gè)元年。我們目前需要技術(shù)本身的突破以及政策有力地推動(dòng)，所以近期我們?cè)诒本└嘘P(guān)部門(mén)要召開(kāi)支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的價(jià)格政策機(jī)制的閉門(mén)會(huì)，大家有什么建議可以反饋給我們，我們也可以反饋給國(guó)家相關(guān)部門(mén)。
文章來(lái)源：來(lái)自浙商證券鄭丹丹在2017中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)儲(chǔ)能與新能源投融資專(zhuān)場(chǎng)論壇，對(duì)中國(guó)化學(xué)與物理行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉勇先生的采訪。
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