2020年9月,我國在第75屆聯(lián)合國大會提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,2060年前實現(xiàn)碳中和。伴隨碳中和國家大戰(zhàn)略的出爐,未來可再生能源將成為能源主力。
到2020年末,全國光伏發(fā)電裝機容量253.43GW,并網(wǎng)風(fēng)電裝機容量281.53萬GW,考慮到我國將在2060年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo),新能源還有廣闊的增長空間。經(jīng)財經(jīng)網(wǎng)不完全統(tǒng)計,目前至少已經(jīng)有15個省份,以各種方式對外披露“十四五”期間的新能源裝機規(guī)模新增計劃,15個省份累計新增裝機規(guī)模已經(jīng)達到219.99GW。
值得一提的是,新能源發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點。“十三五”期間,消納問題是制約新能源產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的瓶頸。隨著十四五期間新能源裝機容量的不斷提高,由此引發(fā)的消納問題將日益凸顯。新能源消納需要協(xié)同電力系統(tǒng)各方綜合解決,對電力系統(tǒng)管理提出了新的要求,也給儲能行業(yè)發(fā)展帶來了新機遇。
儲能,即能量的存儲。從現(xiàn)有的商業(yè)模式看,儲能的價值創(chuàng)造路徑包括參與調(diào)峰、調(diào)頻獲得輔助服務(wù)補償;減少棄風(fēng)棄光電量增加電費收入;以及削峰填谷獲得峰谷價差。據(jù)全國新能源消納監(jiān)測預(yù)警中心數(shù)據(jù),2020年全國棄風(fēng)電量166.1億千瓦時(風(fēng)電發(fā)電量4760億千瓦時),風(fēng)電利用率96.5%,棄風(fēng)率3.5%;棄光電量52.6億千瓦時(光伏發(fā)電量2630億千瓦時),光伏發(fā)電利用率98.0%,棄光率2%。若配置10%儲能,可增加消納風(fēng)電16.6億千瓦時、光伏5.26億千瓦時,可分別提高棄風(fēng)率、棄光率0.36pcts、0.2pcts。
我國已經(jīng)出臺了不少產(chǎn)業(yè)政策鼓勵儲能發(fā)展。截止2020年底,有18個省市出臺了鼓勵或要求新能源配儲能的有關(guān)文件。湖南、湖北、內(nèi)蒙、山東、山西、河北、貴州明確規(guī)定了儲能配比,配置儲能的比例從5%到20%不等。遼寧、河南、西藏三地雖并未要求具體儲能配置比例,但文件明確在新能源項目審核過程中“優(yōu)先考慮”新能源配置儲能項目。
國務(wù)院辦公廳在2020年11月2日發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》中提到要促進新能源汽車與可再生能源高效協(xié)同,鼓勵“光儲充放”(分布式光伏發(fā)電—儲能系統(tǒng)—充放電)多功能綜合一體站建設(shè)。“十四五”規(guī)劃中也指出要發(fā)展新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);推進能源革命,完善能源產(chǎn)供儲銷體系;建設(shè)智慧能源系統(tǒng),優(yōu)化電力生產(chǎn)和輸送通道布局,提升新能源消納和存儲能力。2021年3月,國家發(fā)改委下發(fā)的《關(guān)于推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導(dǎo)意見》中明確提出,對于存量新能源項目,結(jié)合新能源特性、受端系統(tǒng)消納空間,研究論證增加儲能設(shè)施的必要性和可行性。對于增量風(fēng)光儲一體化,優(yōu)化配套儲能規(guī)模,充分發(fā)揮配套儲能調(diào)峰、調(diào)頻作用,最小化風(fēng)光儲能綜合發(fā)電成本,提升綜合競爭力。
根據(jù)能量存儲形式的不同,儲能包括電儲能、熱儲能和氫儲能三類。電儲能是最主要的儲能方式,按照存儲原理的不同又分為電化學(xué)儲能和機械儲能兩種技術(shù)類型。其中,電化學(xué)儲能是指各種二次電池儲能,主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉硫電池等;機械儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等。
抽水儲能,是指在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫時將電能轉(zhuǎn)化成重力勢能儲存起來,在負荷高峰時利用反向水流發(fā)電的形式,綜合效率在70%到85%之間,且僅有0.21-0.25元/kWh的度電成本,在各種儲能技術(shù)中度電成本最低。因此,抽水蓄能也是目前裝機量最大的技術(shù),占全球儲能累計裝機規(guī)模的90%以上。但是,抽水蓄能存在受地理資源條件的限制,能量密度較低,總投資較高等問題。
相比抽水蓄能,電化學(xué)儲能受地理條件影響較小,建設(shè)周期短,可靈活運用于電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)及其他各類場景中。同時,隨著成本持續(xù)下降、商業(yè)化應(yīng)用日益成熟,逐漸成為儲能新增裝機的主流。截止至2019年底,我國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模32.3GW,占全球18%,同比增長3.2%。其中抽水蓄能累計裝機占比最大,為93.7%,比去年同期下降2.1個百分點。電化學(xué)儲能累計裝機規(guī)模為1.59GW,占比4.9%,比去年同期增長1.5個百分點。鋰離子電池儲能裝機規(guī)模1.27GW,在電化學(xué)儲能中占比79.7%,其次是鉛蓄電池,占比18.60%。
儲能系統(tǒng)主要由電芯、電器元件、熱管理系統(tǒng)、儲能變流器(PCS)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)共同組成。隨著碳中和政策的積極落實,國家以及地方政府有望進一步重視儲能項目的投資建設(shè),產(chǎn)業(yè)鏈公司將迎來發(fā)展機遇。
原標(biāo)題:碳中和大戰(zhàn)略,儲能市場有望快速發(fā)展