近日,COP29本届气候大会主席穆赫塔尔·巴巴耶夫表示:“我们今天与国际能源署一同发布了行动呼吁,希望所有缔约方在2030年将储能增加至当前6倍。”
11月12日,国际能源署署长法提赫·比罗尔(Faith Birol)在致辞中强调,扩大储能和电网规模是实现2030年可再生能源装机容量达到3倍的关键支持措施,要实现这一目标,全球储能装机到2030年需要增加至1500GW,其中包括1200GW的电池储能,这相当于当前的近15倍增长。“为了确保可再生能源的装机变成发电,传输至消费者,还需要两个条件:电网和储能,因此我们呼吁各方在本届气候大会结束时能达成储能和电网承诺。”
古特雷斯向出席联合国气候大会的各国代表表示,清洁能源革命已经到来,“没有团体、企业或政府能够阻止”。如今,可再生能源正以惊人的速度融入能源系统,全球多地的新风能和太阳能电力成本已低于化石燃料能源,清洁能源转型的潮流已不可逆转。
中国已提前六年完成气候大会承诺目标:截至今年9月底,中国风电、光伏装机合计达到12.5亿千瓦,提前6年实现了“到2030年中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上”的目标。随着新能源的量越来越大,对新型储能的需要也更加迫切。
近年来,中国能源转型不断加速,清洁能源发展进入快车道,中国能源含“绿”量不断提升。截至今年9月底,中国风电、光伏装机合计达到12.5亿千瓦,提前6年实现了习近平主席在2020年气候雄心峰会上宣布的,到2030年中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上的目标。随着新能源的量越来越大,对新型储能的需要也更加迫切。
目前我国新型储能领域做得怎样呢?
10月18日,山西省运城市,全国首个百兆瓦级混合储能调频项目线路全线贯通,正式进入并网试运行阶段。
这个新型储能项目共包括25个飞轮储能单元和15个磷酸铁锂电池储能单元。飞轮就相当于一个高速旋转的陀螺,需要储能时,通过电力驱动巨大的飞轮高速旋转,把电力变为强大的机械能,需要用电时,再通过高速旋转的飞轮,驱动发电机,把飞轮的机械能转化为电能。
目前,我国正在推进多种新型储能设施的建设,而像这种通过飞轮和电池相结合的储能项目,只是其中之一。
那么,什么是新型储能?
储能是指通过各种方式把能量以某种形式存储起来,在需要时再以特定的形式释放出来的过程。储能分为传统储能和新型储能,传统储能的主要代表就是抽水蓄能电站。
新型储能是除抽水蓄能外,以输出电力为主要形式的储能技术,具有建设周期短、选址简单灵活、调节能力强的特点。
新时代以来,我国坚持走生态优先、绿色低碳的发展道路,坚定不移贯彻落实能源安全新战略,能源转型发展不断迈上新台阶。绿色能源供给能力大幅提升。截至今年9月末,中国风电、光伏装机合计达到12.5亿千瓦,非化石能源发电装机历史性超过火电。可再生能源年发电量达到3万亿千瓦时左右,约占全社会用电量的1/3,其中,风电光伏发电量超过全国城乡居民生活用电量。
中国能源研究会储能专委会主任、中科院工程热物理研究所所长 陈海生:可再生能源相对于化石能源存在两个问题,一个就是可再生能源的能量密度比较低,比如说风能、太阳能,这就需要转换成更加强有力的能源形式,比如说我们通过风力发电、光伏发电转化成电。另外一方面就是可再生能源存在着间歇性、不稳定性,就是我们通常所说的靠天吃饭,这就需要储能,将可再生能源转化成连续稳定的能源,就对新型储能提出了重大的需求。
我国高度重视新型储能技术产业发展。近年来,国家层面相继出台了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》《关于加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”新型储能发展实施方案》等一系列相关政策,健全顶层设计,开展创新示范,大力加强行业管理。
利好政策推动下,新型储能发展步入快车道。
专家认为,新型储能持续增长的态势已经形成,但过程中仍有一些痛点问题需要解决。
中国能源研究会储能专委会主任、中科院工程热物理研究所所长 陈海生:对新型储能的要求主要包括6个方面:大规模、长寿命、低成本、高安全性、高效率和资源不受限制,就好像一个“六边形战士”。目前不同技术路线的新型储能技术各有优缺点,还不存在某一种储能技术,能够在这6个方面都强。比如说锂电池,随着电力系统的发展,对它的功率和容量的要求越来越高,所以说单体的电池做的也越来越大,这就带来另外一个问题,就是安全性的挑战越来越高。
如何突破这些瓶颈?现阶段,技术创新是新型储能突破发展瓶颈的内生动力。我国正在这个领域以多种技术路线进行推进。按储存的方式,新型储能可以分为两类:一类是储存能量,把电转化为机械能、热能等能量存起来,需要时再转化为电力释放出来;另一类是电池储电,通俗讲,就是把电量充进电池,需要时由电池来放电。其中,技术相对较为成熟的就是电池储能的方式,这在我国很多地方已经投入实际使用。
广东佛山市电力供应的“大脑中枢”——电力调控中心,控制着全市430多万用户的生产生活用电,实时根据电力需求的变化调节电网负荷。
作为新型储能设施,整个储能电站起到的正是“超级充电宝”的作用。
南网储能公司科技公司运营中心总经理 王劲:电网用电负荷低谷时,把电厂发出的多余的电储存到250个电池储能柜内,用电高峰时,把电池储能柜里的电能释放出来支持电网的电力供应。
目前,电池储能已成为我国新型储能的主导方式,国家能源局公布的数据显示,截至2023年底,已投运新型储能装机规模中,锂离子电池储能占比97.4%,为我国打造新型电力系统发挥重要作用。与此同时,区别于电池储能,以能量转化为路径的新型储能技术也正在快速发展。
压缩空气储能是什么原理呢?
中国科学院工程热物理研究所储能研发中心副主任 李文:利用多余的电来驱动电动机,带动压缩机把空气压缩到高压状态,最后存储到储气装置中,在有需要的时候,我们利用所存储的高压空气来驱动膨胀机,带动发电机进行做功发电。
光热储能电站是怎么运转的?
电站通过高精度智能定日镜,实时跟踪太阳的运动,将太阳直接辐射光反射聚集到吸热塔上,将吸热塔内的熔盐加热到560多℃的高温,将高温的熔盐进行储存,在需要发电时再通过高温熔盐与水进行热交换,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。
2023年以来,新型储能技术百花齐放,300兆瓦等级压缩空气储能项目、兆瓦级飞轮储能项目、大型锂离子电池储能电站相继开工建设,重力储能、液态空气储能等新技术也加速落地实施。我国新型储能得到了高速发展,市场呈现前所未有的繁荣,新型储能装机规模连年大幅攀升。
截至2024年6月,新型储能累计装机首次超过百吉瓦时,比去年底增长40%。中国新增新型储能项目数量同比增长95%,新增规模同比增长71%。
新型储能不仅是能源转型和构建新型电力系统的重要支撑,更是拓展了新能源的全产业链。国家能源局公布的数据显示,“十四五”以来,新增新型储能装机直接推动经济投资超1000亿元,带动产业链上下游进一步拓展,成为我国经济发展“新动能”。而这个“新动能”是如何推动相关产业发展的呢?
以目前在我国新型储能技术路线使用比较广泛的锂离子电池为例,仅宝塘储能站对锂电池的需求量就达到了近67万个——这是一个急剧扩增的庞大市场。
位于重庆铜梁的海辰储能重庆制造基地,总投资130亿元。近年来,重庆铜梁区着力培育壮大新型储能产业链,加快建设中国西部新型储能产业新高地。
与此同时,铜梁区与重庆大学等科研机构合作,建立了新型储能的研发平台,以产业的需求引导研发,以研发的成果助力发展。
像重庆铜梁高新区这样的储能电池制造基地只是我国新型储能产业集群中的一个缩影,目前全国各地都在大力发展和积极布局新型储能。截止到今年上半年,全国已有26个省区出台了相应的支持政策和举措,推动着新型储能产业的建设稳步驶入宽广的快车道。据统计,我国已经建成了全球最大、最完整的新能源全产业链研发设计和制造体系。
中国宏观经济研究院能源研究所能源系统分析中心副主任 刘坚:中国现在已经形成了非常完整的新兴储能产业链,在产业规模,产品造价方面,在国际上面也是很有竞争力的。现在接近大约一半的新兴储能产品向海外出口,形成了一个走出去的非常重要的名片。
储能是新型能源体系不可或缺的一部分。目前中国储能产业已经具备较强的竞争力,但是依然面临核心技术仍需提升、政策机制不够健全等问题,而且储能项目普遍面临盈利难。新能源新储能还需要新机制的支持。通过政策机制的设计来推动这一产业的发展,并且通过产业的发展来加速技术的迭代升级,这样新能源储能产业的发展才会更加动力十足,从而加速新型能源体系的建设。
全球长时储能委员会(LDES Council)发布2024年度报告,再次强调了发展长时储能的必要性和紧迫性。
长时储能委员会在报告中明确了支撑长时储能发展的七大核心要素,包括:提高对长时储能技术的认识、长时储能需求评估、设立长时储能目标、项目融资、确保市场准入并提供长期的收入可预测性、推行高效的电网定价机制、实现电网的快速便捷接入等,以上需要各利益相关方的共同努力,最终推动长时储能装机的快速增长。
推动全球能源系统脱碳对于实现社会经济的可持续发展及有效缓解气候变化影响至关重要。在此过程中,可再生能源电力,尤其是光伏发电和风力发电,正扮演着举足轻重的角色——它们不仅直接引领电力部门实现碳减排,还为特定的供热领域及工业应用脱碳提供有力支撑。
在2023年12月结束的COP28会议上,各方达成了“阿联酋共识”,共识提出了到2030年将可再生能源装机容量提高三倍(至少达到11TW)的目标。在此基础上,国际可再生能源署(IRENA)预测,在将全球气温升幅限制在不超过1.5°C的情景下,全球可再生能源将由当下的3.8 TW递增至2030年的11TW,至2050年进一步增加至28 TW。
2024年8月,国家能源局发布《中国的能源转型》白皮书,公布了“绿电成绩单”:2023年,中国风光发电量超过了城乡居民生活用电量,中国全社会每消费3度电中就有1度电是绿电,这亮眼成绩的背后是中国在能源转型方面的全力以赴。
在应对气候变化上,中国是体系化地向前推动。“正是因为中国的坚持,现在无论是太阳能、风能等方面的新能源,还是像电动汽车、电池、储能这样的具体应用,我们都走到了世界前列,这些都代表着先进生产力,谁不走谁就没有未来。”
到2025年,中国新型储能累计装机将达到100 GW,行业总产值将超过万亿元;到2030年,新型储能累计装机将达到220GW,行业总产值将超过3万亿元。
欧盟科学院院士孙金华则在2024世界储能大会“院士论道”环节表示,预计到2030年,中国储能装机量将达到3亿千瓦(300GW),中国的储能产业规模将达到2万亿—3万亿元。
显然,在未来五到十年,储能产业发展空间巨大、市场前景广阔,不仅对构建新型电力系统至关重要,也是整个经济发展新动力、稳增长、保就业的重要新兴产业,因此,多位行业专家都表示看好储能这个3万亿级的超级赛道。
然而,快速崛起的储能产业也面临诸多问题和挑战。对此,工业和信息化部装备工业发展中心副主任片飞指出,当前我国储能产业尤其是新型储能产业整体还处于发展初期,价格内卷、低水平同质化竞争、支撑体系不健全等问题突出,亟须围绕行业痛点开展相关工作,共同破解产业发展难题。
针对如何解决行业难题、实现高质量发展,宁德时代董事长曾毓群认为,首先,高可靠是行业发展的根基。他表示,高可靠不是“拍胸脯”的乱承诺,需要扎实的理论模型和真实的数据支撑和全面的测试验证。
其次,高价值是行业良性发展的内驱力。曾毓群强调,能源安全关系国计民生,一旦整个行业被打上“低质低价”的标签,那就是生死存亡的大问题。只有聚焦价值竞争,创造“高价值”产品,才能走上良性发展的道路。他认为,储能行业不仅要创造高价值,还要探索新价值,在未来电力市场开放的大环境下,让电池成为优质投资品。
最后,储能全场景应用,让能源转型无死角。曾毓群表示,储能行业的未来,不能只局限在某个场景下卖产品,而要提供全场景、一体化的解决方案,赋能千行百业,为自己、为客户、为全球的能源转型布好局。
对于低水平同质化竞争问题,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇认为,当下要重点梳理新型储能产业的投资运行情况,进行产能优化布局,对低端产能和同质化产品要逐步淘汰或战略性重组。
中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士徐政和表示,市场对高质量、高能量、高安全性能电池的需求非常大,在这样的背景下,如何综合解决好不同路线的性能、成本、安全和关键原材料保障等问题,已经成为储能产业的重要课题。
可以说,随着过去十年储能装机容量的高速增长,整个储能产业已经从“浪花”发展成为“浪潮”,而能够解决上述行业难题的企业,才能成为勇立“潮头”的弄潮儿。
光储融合发展大势所趋,光伏企业家是最早意识到储能重要性的群体之一,截至目前,排名前十名的除隆基和通威外,所有的组件巨头都在发力储能业务。
不止是制造端,在光伏开发领域,时任黄河水电董事长谢小平和北控清洁能源执行总裁王野也是储能领域的拓荒者。
2013年王野作为中广核太阳能开发有限公司任技术总监参与建设的曲麻莱储能电站项目,是当时世界上最大的光伏储能离网项目,2015年开始担任北控清洁能源集团有限公司执行董事、执行总裁,2018年北控清洁能源以系统集成+投资运营的模式在西藏羊易建设了4.5MW/20.7MWH的储能系统;谢小平所在的黄河水电2018年相继在共和光伏实证基地与共和、乌兰风电基地开展了多个储能配套项目的探索实践,2018年黄河水电储能装机接近130MWh,成为当时青海乃至中国西部的一大储能高地。
光伏与储能的结合具有天然的优势,不仅能够提高能源利用效率,还能应对各种用电需求,确保电力供应的稳定性和可靠性。但2018年的“531政策”打乱了很多光伏企业布局储能的节奏,有的被迫收缩战线,有的因为高管和团队动荡导致前期的积累没有沉淀下来。
经过短暂的蛰伏后,光伏企业们对储能发起了新一轮的攻势,其中天合光能和晶科能源更是将未来的储能营收规划到了千亿级别。
光伏企业是国内最早走向海外的“新三样”代表,从曾经的“三头在外”到如今“三项世界第一”,光伏逐渐成为“举足轻重的主力能源”。
组件环节是终端产品代表着品牌,这是组件企业的先天优势。如今深陷内卷的光伏正在加速筑底,光伏企业加速“出海” ,储能成为为客户提供解决方案的关键力量。
“去国外的很多地方,从早晨9点到下午6点,只要太阳一出来全是负电价,没有客户说我就要买光伏,不买储能。”一位光伏企业高管表示。
储能作为“第二曲线”已成为大多数组件巨头的共识,全球实现1TWh的储能装机可能比光伏实现1TW的装机来得更快。不过,如今的储能产业竞争的规模和惨烈程度不亚于当年的光伏,布局力度的强弱,市场节奏的快慢,决定着“第二曲线”是否奏效。
目前,光伏行业尽管负面缠身,但永远值得相信,如今的光伏组件巨头们已经历过两次经济危机的洗礼和数次的技术升级,能存活下来并发展壮大的企业已拥有超强的适应能力,也有足够的韧性来迎接未来的星辰大海。
巅峰储能盘点各组件巨头的储能布局,他们如何站稳产业风口?靠的是什么技术和产品?不同企业各有自己的优势和答案。
晶科能源
晶澳科技
协鑫集团
阿特斯
天合光能
东方日升
正泰集团
隆基绿能
新型储能制造业发展路线图
新型储能制造业作为电子信息制造业的新兴领域,是现代化产业体系的重要组成部分,也是加快制造强国建设、推动新能源高效开发利用的基础环节。
11月6日,工信部电子信息司发布《新型储能制造业高质量发展行动方案(征求意见稿)》,行动方案明确了到2027年新型储能制造业发展路线图,将在2024-2027年重点开展6项专项行动,持续深化新型储能供给侧结构性改革,推动新型储能制造业高质量发展,引导产业加快技术进步和转型升级。
比如在“实施新型储能技术创新行动”方面聚焦新型储能本体、系统集成及智慧调控、安全三个技术创新方向制定了专项行动,对锂电池、钠电池、液流电池、超级电容器、铅炭电池、飞轮储能、压缩空气储能等储能路线给出了技术创新方向;系统集成侧重于提升大型储能系统集成效率,鼓励电池模块化开发、柔性连接、智能组串式、高压直流等集成创新技术方向;在安全技术创新方面,则强调攻关生命周期多维度安全技术。
储能行业竞争持续深化。
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