新型储能:是否已站上市场“风口”?

创业   2024-07-12 08:40   北京  

引 言


双碳战略指引下,新能源装机量不断攀升,新型储能产业也迎来快速发展,用“烈火烹油来形容也许再恰当不过:是热烈,也是焦灼;充满机会,竞争又十分激烈。国家和地方纷纷出台相关政策,支持新型储能产业发展,鼓励相关项目落地。对新型储能产业来说,发展前景如何?能否说它正站在市场“风口”?


  





 · 什么是新型储能





丨新型储能的概念

根据国家能源局文件,新型储能是指除抽水蓄能外,以输出电力为主要形式,并对外提供服务的储能技术。主要包括电化学储能、压缩空气储能、重力储能等路径。新型储能具有建设周期短、布局灵活、响应速度快等优势,可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能,是构建新型电力系统的重要支撑技术。

新型储能可改变电力系统传统的即发即用方式,有利于促进新能源开发消纳和电力系统安全稳定运行,是构建新型电力系统的重要技术和基础装备,是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑,也是催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域。
储能是新型电力系统的“压舱石”。以光伏、风电为主的新能源大规模发展,必须要有具备“储电”和“放电”功能的储能技术参与调节。可以说,储能成本的快速下降及火电的有序退出是新能源大规模发展的前提和结果。

新型储能概念分类

图源:中国工程咨询杂志,参考文献1
新型储能按照技术路线可划分为电化学储能(锂离子电池、钠离子电池、铅炭电池、液流电池、钠硫电池等)、机械储能(压缩空气、液态空气、飞轮、重力储能等)、电磁储能(超级电容器、超导磁储能等)、化学储能(合成氢气、天然气等)、热(冷)储能(熔盐储热、冰蓄冷等)等几十种不同的储能技术。

丨新型储能的发展态势

国家能源局数据显示,2023年,我国新型储能建设规模实现爆发式增长,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时,平均储能时长2.1小时。2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时,较2022年底增长超过260%,近十倍于“十三五”末装机规模。规划、在建、运行的新型储能项目达到2500个,较2022年增长46%,其中,百兆瓦级项目数量增速明显,投运100多个,规划、建设550多个,较2022年分别增长370%、41%。
另据国家能源局数据,截至2024年一季度末,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3530万千瓦/7768万千瓦时,较2023年一季度末增长超过210%。

我国新型储能市场累计装机规模(MW,%

图源:《储能产业研究白皮书2024》,参考文献2
中关村储能产业技术联盟(CNESA预计,保守场景下,到2030年,中国新型储能市场累计装机规模将达221.2GW,2024-2030年复合增长率30.4%。其中,2028年新型储能累计装机规模将达到168.7GW,2024-2028年复合年均增长率为37.4%;理想场景下,预计2030年新型储能累计装机规模将达到313.9GW,2024-2030年复合年均增长率为37.1%。
丨新型储能的市场细分
当前,锂离子电池储能占绝对主导地位,压缩空气储能、液流电池储能、飞轮储能等技术快速发展,2023年以来,多个300兆瓦等级压缩空气储能项目、100兆瓦等级液流电池储能项目、兆瓦级飞轮储能项目开工建设,重力储能、液态空气储能、二氧化碳储能等新技术落地实施,总体呈现多元化发展态势。
截至2023年底,已投运锂离子电池储能占比97.4%,铅炭电池储能占比0.5%,压缩空气储能占比0.5%,液流电池储能占比0.4%,其他新型储能技术占比1.2%。
我国新型储能已投运类型(%
数据来源:国家能源局,参考文献3

 · 区域布局及政策支持





分区域看,华北、西北地区新型储能发展较快,装机占比超过全国50%,其中西北地区占29%,华北地区占27%。

截至2023年底,新型储能累计装机规模排名前5的省区分别是:
——山东398万千瓦/802万千瓦时;
——内蒙古354万千瓦/710万千瓦时;
——新疆309万千瓦/952万千瓦时;
——甘肃293万千瓦/673万千瓦时;
——湖南266万千瓦/531万千瓦时;
——宁夏、贵州、广东、湖北、安徽、广西等6省区装机规模超过100万千瓦。


2024年4月30日,山东肥城国际首套300兆瓦/1800兆瓦时先进压缩空气储能国家示范电站并网发电成功。这个目前国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低的新型压缩空气储能电站,被称为“地表最强空气充电宝”。

图源:中国科学报,参考文献5


6月30日,大唐湖北100兆瓦/200兆瓦时钠离子新型储能电站科技创新示范项目一期工程建成投运,项目所用的钠离子电芯由中科海钠提供,是目前全球最大的钠离子电池储能项目,实现了钠离子新型储能技术在全球的首次大规模商业化应用。


图源:中科海纳,参考文献6


政策支持:重创新、强示范


我国新型储能顶层设计不断加强。国家陆续印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》(发改能源规〔2021〕1051号)、《“十四五”新型储能发展实施方案》(发改能源发〔2022〕209号),指明新型储能的发展路线;《新型储能标准体系建设指南》(国标委联〔2023〕6号)规范了相关技术要求;《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》《关于促进新型储能并网和调度运用的通知》(国能发科技规〔2024〕26号)发挥市场机制作用、完善电网调度方式,为促进新型储能利用水平提高创造了条件;《关于加强发电侧电网侧电化学储能电站安全运行风险检测的通知》(国能综通安全〔2023〕131号)在新型储能安全方面提出了要求。
随着储能产业发展和市场不断扩大,各省市自治区也陆续发布政策规划推动储能产业特别是新型储能产业发展。
据统计,2023年,各地方出台政策500多项,涵盖新能源配储、储能规划、储能补贴、市场交易等方面。
从规划目标方面,河南、宁夏、河北浙江地等对储能装机规模提出了指标性的要求,安徽、江苏等地对储能电池材料产业及储能关键技术发展指明方向。

各省市自治区新型储能及相关产业规划目标:

  • 河南:到2025年,新型储能规模达到500万千瓦以上,力争达到600万千瓦。
  • 宁夏:到2025年,力争新型储能装机规模达到500万千瓦以上。
  • 河北:到2025年,布局建设新型储能规模400万千瓦以上。
  • 浙江:到2025年,新型储能装机规模达到300万千瓦,储能电池产能达到100GWh
  • 安徽:到2025年,储能电池材料产业总产值达到1000亿元以上。
  • 江苏:发展新型储能产业,推动液流电池、固态电池等新型储能关键技术突破,推动高功率密度电池产业化。



产业链:中游整合资源与应用


从应用上看,储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、输、配、用”任意一个环节。按应用场景可分为用户侧(自发自用、峰谷价差套利),发电侧(可再生能源并网、减少弃光弃风)、电网侧(电力调峰、调频)、输配侧以及辅助服务(5G基站备用电源)等多种用途。
新型储能产业链上游为储能电池、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、空气压缩机、换热器、膨胀机、制氢等原材料及核心设备供应;中游为储能系统的集成,包括电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、储氢、热储能等;下游为储能系统的应用,分为发电侧、电网侧、用户侧。

新型储能产业链和代表企业

制图:华夏幸福产业研究院


  • 上游:重点赛道储能电池领域,主要是锂离子储能电池,代表企业有宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等,其上游还有一系列正负极材料、隔膜、电解液等供应体系。储能变流器代表企业有阳光电源、科华数能、比亚迪、南瑞继保等;电池管理系统代表企业有宁德时代、国轩高科、派能科技、科工电子、高特电子、高泰昊能等;能量管理系统代表企业有国电南瑞、中天科技、易事特等。

  • 中游重点赛道在电化学储能领域,主要是锂离子电池储能,一般是由系统集成商对整个储能系统的设备进行选型,外购或自行生产储能电池系统、储能变流器及其他电气设备后,匹配集成给安装商,安装商安装施工后最终交付用户。
  • 下游重点赛道主要是发电侧和电网侧的应用,其中发电侧应用主要是风光新能源电站的储能应用

 · 产业风口:需关注的问题





行业发展有其自身的规律,也面临着或新或老的问题。风口之下,大批入局者涌现是常态,但越是火热时候,越需要冷静下来。分析行业现状和可能存在的风险,了解自身的优劣势,明细切入路径和战略选择。

1

现有新型储能装机利用率不高

尽管要求“风、光+储能”,按照一定比例配置储能,但新型储能实际作用仍低于预期。特别是新能源配置的储能一般是在有弃电时段进行充放运行,至多“一充一放”运行,部分区域配置的电化学储能基本未调用。

相关统计显示,2023年上半年,我国电化学储能电站(占新型储能装机98%以上)平均日等效充放电次数0.58次(相当于1.7天完成1次完整充放电),实际利用率仅34%,还未达到设计利用率的一半。

2

新型储能成本仍然较高

新型储能成本高于火电灵活性改造、抽水蓄能等技术,新能源配储投资成本无法满足收益率要求,投资回报机制尚不清晰。储能项目造价大多在1500~3000元/千瓦时之间,发电企业在被动接受配储的同时仍需支付辅助服务费用,目前新能源电价约在0.3元/千瓦时左右即仅仅依靠回收弃电,远远不能满足收益率要求。因此,发电侧、电网侧新型储能项目大部分“稳赔不赚”

3

新型储能技术路线存多种可能

尽管当前新型储能以锂离子电池储能为绝对优势,但从示范项目情况看,包括钠离子、压缩空气储能、氢气储能等也占有一席之地,产业整体处于风口,细分路径也有红海和蓝海的差异,未来市场会做出怎样的选择,还有待技术的升级和时间的验证。


华夏幸福产业研究院持续研究新能源领域细分行业和重点赛道,双碳政策、低碳零碳园区、风电、光伏、氢能等相关研究成果和讲座培训也将持续展开,敬请关注


丨参考资料:

1、严超等. 我国新型储能规模化发展的现状、挑战和对策建议. 中国工程咨询杂志.
https://mp.weixin.qq.com/s/WQAtcLLqsE0Tax-5Cf954w

2、中关村储能产业技术联盟. 《储能产业研究白皮书2024》
http://www.cnesa.org/information/detail/?column_id=1&id=6296

3、国家能源局新闻发布会.
https://www.nea.gov.cn/2024-01/25/c_1310761952.htm

4、叶春等. 新能源配储能的现状、挑战及发展建议.  中国电力企业管理.
http://www.chinapower.com.cn/zx/zxbg/20230203/186424.html

5、中国科学报. 肥城300兆瓦先进压缩空气储能电站并网发电.
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/4/521931.shtm

6、中科海纳. 全球最大钠离子电池储能系统投运!
https://www.hinabattery.com/index.php?id=222


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