新型储能具有提升电力系统灵活调节能力的重要功能,是构建以新能源为主体的新型电力系统的关键手段,有利于保障传统化石能源有序退出,实现新能源大规模安全可靠替代。这给我国对外承包工程企业带来更多绿色转型的机遇。

新型储能产业发展背景

在全球低碳经济蓬勃发展的背景下,全球经济大国纷纷加快碳中和长远布局,积极部署电力低碳转型的战略规划并制定行动目标。在今后较长时期里,全球电力清洁化必将加快推进,以风电和光伏为主的新能源将迎来加速发展。面对可再生能源占比越来越高的电力系统,新型储能是支持系统稳定性的关键技术之一。在促进全球电力低碳转型中,储能将发挥越来越重要的作用,且其在电力系统中的应用场景非常丰富。

储能具有调峰、调频、事故备用和黑启动等功能,是电力系统灵活调节电源,对电力系统稳定安全、经济高效运行具有重要作用。在电力系统中,储能配置分为电源侧配置、电网侧配置和用户侧配置,不同位置的蓄能储能设施发挥不同的功能作用。在电源侧,储能可单独或与风光电站共建,起到电力调峰、系统调频、辅助动态运行等,可以克服新能源发电的间歇性、波动性和不确定问题,实现电力平滑输出作用。在电网侧,储能可与传统电站一同参与电网侧调峰调频,以缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等问题。在用户侧,储能可以结合分布式能源,帮助用户实现错峰用电以节约电费,还可以作为备用电源。

新型储能产业政策导向及发展现状、趋势

一、我国新型储能产业政策导向

新型储能在“双碳”目标中已经占据了纲领性的地位。截至2021年底,国家出台了一系列政策支持新型储能发展。

2021年国务院印发了《 2030年前碳达峰行动方案》,其中提到储能共13次;发改委、能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》给出了对于储能发展的具体方向,明确目标至2025年,国内新型储能(除抽水蓄能外的储能系统,如压缩空气储能、飞轮储能、超导磁储能、电池储能等)装机总规模达30GW以上,文件对发电侧、输电侧和用户侧储能的发展均做出了强调,分别为“大力推进电源侧储能项目建设”“积极推动电网侧储能合理化布局”“积极支持用户侧储能多元化发展”。而后,中美在第26届联合国气候变化大会期间发布《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》。这3个文件明确了在高比例可再生能源的大环境下储能的重要地位,并且着重强调了储能在发电侧与可再生能源的结合应用。国家政策的不断完善,将带动不同技术路线的新型储能市场需求的快速释放。

二、全球储能产业政策推动行业发展

除中国外,日本、韩国、美国、澳大利亚、德国、英国也掀起了一轮发展高潮,日本在“面向2030年能源环境创新战略”、美国能源部(DOE)发布了“储能大挑战路线图”、欧盟委员会发布“2030电池创新路线图 ”、澳大利亚提出了一系列投资计划和补贴用于规范户用与商用储能市场发展,均系统提出了未来储能发展的战略目标。整体来看,各国储能相关政策主要集中在如下几个方面:

1.在储能尚未推广或刚刚起步的国家或地区,发展储能逐渐被纳入国家战略规划,政府开始制定储能的发展路线图。

2.在储能已具备一定规模或产业相对发达的国家或地区,政府多采用税收优惠或补贴的方式,以促进储能成本下降和规模应用(尤其是用户侧的应用)。

3.在储能逐步深入参与辅助服务市场的国家或地区,政府通过开放区域电力市场,为储能应用实现多重价值、提供高品质服务创造平台。

三、全球新型储能市场前景预判

1.市场规模

2020年下半年开始,成规模的百兆瓦量级的新型储能项目在全球范围频繁出现。根据Bl oomberg-NEF在2021年11月发布的《全球储能市场展望》调查报告,2020年全球部署的新型储能系统的规模为17GW/34GWh,绝大多数都是应用在风光发电侧的项目;未来10年将有2620亿美元的资金投资建设新型储能系统,到2030年全球累计部署量将达到358GW/1028GWh;中美两国将主导全球储能市场,预计至2030年两国的储能总部署容量将占全球储能容量的54%。

2.技术路线

在常规电化学储能领域,目前多国致力于研究降低化学电池成本和提升电池使用寿命,因此展开了多个项目进行技术研发,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,涉及的储能技术有三元电池、锂电池、镍氢电池等。在其他新型储能领域的技术发展也开始加速,压缩空气储能、飞轮储能、液流电池、钠离子电池、热储能电池等,都实现了一定装机规模的突破,同样有望实现技术经济性。

电力建设企业的储能实践现状与面临挑战

中国电力建设企业已成为世界新能源的领军企业,当前已在国内外承接了大量的新能源EPC项目。越来越多的企业深刻认识到可再生能源替代传统能源趋势不可阻挡,也意识到现有新型储能的局限性和对高比例可再生能源应用的必要性,确立了要成为新能源与储能行业引领者和龙头企业的雄心壮志。

但是,目前大部分中国企业在国外储能领域的业绩相对偏少;与此同时,更多海外新能源项目在招标资审阶段(尤其是非洲世行光伏储能项目招标)也要求具备一定规模的储能业绩。加之现阶段储能本身造价偏高,企业对储能厂商的报价亦无议价能力,且储能项目履约经验和技术储备不足,造成储能方案设计合理性不强,使得企业在这类投议标项目中处于劣势。

另外,能源存储与消纳问题、对电网的冲击仍是制约全球新能源迅速普及的关键因素之一。日益增长的电力需求与新能源发电特性之间存在矛盾,例如中东北非、南美洲、东南亚等风光资源富集区域和非洲无电区域和电网薄弱地区。因此发展新型储能,平滑新能源发电出力及时间限制、打破传统电网主架构、减少弃风弃光问题,对于促进新能源的项目落地具有重要作用。随着全球能源革命的持续推进,新能源市场规模将会迎来迅猛增长,尤其是涉及新型储能参与的的并/离网系统运行、多能互补、智能微电网领域和区域综合能源管理等领域。

新型储能业务发展方向与策略

一、多技术路线递进布局

从各国发布的各项政策来看,新型储能发展的过程中,降本增效是核心。电化学储能还处于暴发初期,依靠单一技术路线在降本方面将很快出现瓶颈。此外,综合考虑到电化学储能原材料上涨以及资源安全等挑战,也必须要积极布局新技术。从原材料、储能寿命和安全性角度看,液流电池占有一定优势;从储能形式来看,机械储能和电化学电相结合的方式可积极探索并推广。据悉,近年“飞轮储能(尤其是磁悬浮飞轮储能技术)+锂电混合储能”模式在火电及新能源场站调峰调频领域的应用取得实质性进展,在国内已有示范项目落地。综上,多点开花、加强多技术路线研发、相关产业链建设形成规模效应才是健康发展新型储能的路径。

二、加强核心规范标准研究,推动中国标准国际化

可加强与全球科研机构、优势企业等外部交流合作,利用好内外资源,针对全球不同区域特点,深入研究“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”等核心技术,对标研究全球新能源行业主要适用的规范规则,体现“人无我有、人有我优”的核心竞争能力。

促进完善关键技术标准和行业规范,研究发布综合能源管理标准,推动综合能源管理系统标准化、信息化和智能化。推动国际标准对标和案例研究,促进技术进步和成本下降。

三、研究海外新型储能市场,明确核心市场布局方向

研究新型储能市场在电源侧、输电侧、配电侧和用户侧的需求,重点在国外寻找适合新型储能先期发展的市场及相应的需求特点,分析重点国家和地区的储能市场规模、潜在竞争对手,为下一步对储能市场的布局方向、商业模式、相应的配套技术研究提供参考和建议。

四、切入电力市场辅助服务领域,形成新能源新的增长点

建立以新能源为主体的电力系统,不应简单依靠发电侧配置储能,还需要打通储能参与辅助服务的通道,才能有效疏导新型储能的成本。延伸新能源发电产业领域,拓展储能在电网侧辅助服务业务(调频服务、调峰服务、备用电站,维护电力系统安全稳定运行)。近年来随着美国、英国、德国、澳大利亚等欧美发达国家陆续出台调频辅助服务招标采购市场政策,调峰调频需求激增,且营造了较高经济效益机制。

五、创新新型储能项目开发模式,担当综合能源服务商

在电力低碳转型过程中,限制风电、光伏以及未来新型储能发展规模的不是规划中的数字指标,而是产业本身技术的发展、降本增效和商业模式的创新。企业在建设新能源储能电站时,还可以考虑切入电站投资和整体运营。通过实现谷时充电蓄能、峰时放电供能及智慧用能管理,一方面通过峰谷价差套利为客户节约电费,另一方面进行负荷与发电预测以及能量调度,使用户的用电负荷趋于均衡,实现电能的精细化管理与优化。