2022年6月7日,国家发改委和国家能源局联合发布《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》,进一步明确新型储能市场定位,建立完善相关市场机制、价格机制和运行机制,提升新型储能利用水平和效益,引导行业健康快速发展。
新型储能具有响应快、配置灵活、建设周期短等优势,可在电力运行中发挥顶峰、调峰、调频、爬坡、黑启动等多种作用,是构建新型电力系统的重要组成部分,也是助力“双碳”目标实现的关键。
储能定义与分类
储能是指将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,类似一个大型“充电宝”。与传统化石能源相比,风电、光伏发电存在不稳定、间歇性的问题,需要通过储能设备的调峰、调频能力来解决。
按照能量储存方式,储能可分为物理储能、化学储能、电磁储能三类,其中物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等,化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等,电磁储能主要包括超级电容器储能、超导储能。新型储能项目是除抽水蓄能外的储能项目,目前常见的为锂电池储能和氢能储能。
行业发展现状
多线并行发展 电化学储能发展迅速
储能行业整体处于多种技术路线并存的阶段,抽水蓄能发展最为成熟、装机最多,电化学储能是新型储能中发展最迅速的技术。不同新型储能技术根据其输出功率、能量密度、储能容量、充放电时间等特点,在不同的应用场景发挥最优储能效果。
抽水蓄能和压缩空气适用于长时间大规模能量调配的储能场景,主要应用于大规模可再生能源并网、电网侧电力辅助服务等来实现长时段能源管理;铅酸电池、液流电池、锂电池等电化学储能的功率范围在千瓦至兆瓦级,放电时间灵活,适用于短时电网调频和能量调度等场景;飞轮、超级电容储能技术响应速度快,具有高度的灵活性,一般用于应急不间断供电等领域。
抽水蓄能发展现状
为了实现“双碳”目标,我国已提出将严控煤电项目,并要求“十四五”时期严控煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少。而风、光等新能源的高比例大规模发展成为必然,作为接纳新能源发电能力最优方式之一,抽水蓄能有了“用武之地”。
根据《规划》,到2025年,抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上;到2030年,投产总规模1.2万亿千瓦左右;到2035年,满足新能源高比例大规模发展需求。为此,除了积极推进在建项目建设、加快新建项目开工建设外,《规划》还要求因地制宜开展中小型抽水蓄能建设。根据《中国可再生能源发展报告2020》,截至2020年底,我国抽水蓄能电站已建3149万千瓦,在建5373万千瓦,开发规模居世界首位。但考虑电力系统的需求,中长期我国抽水蓄能电站装机规模仍将大幅提升。
压缩空气储能技术发展现状
压缩空气储能技术具有储能容量大、储能周期长、系统效率高、运行寿命长、投资小等优点,是非常适用于长时储能的大规模物理储能技术之一。近3年来,压缩空气储能技术在系统集成示范方面,国内相关科研机构与企业取得了显著的成绩。中国科学院工程热物理研究所储能研发团队于2021年9月在山东肥城建成了国际首套10MW盐穴先进压缩空气储能商业示范电站;该电站已顺利通过发电并网验收,并正式并网发电,系统效率达 60.7% 。位于贵州毕节的10MW先进压缩空气储能系统于2021年10月完成并网发电12。在河北张家口市张北县建设国际首套 100MW先进压缩空气储能国家示范项目,已完成系统研制与示范系统集成建设,正开展系统调试,计划于2022年底投入商业运行。
锂电子储能发展现状
按照储能项目投运分布来看,中国、美国和欧洲占据2020年全球储能市场的主导地位,三者合计占全球新增投运总规模的86%。其中,中国的新增投运项目占比最大,占总规模的33%。
在新能源汽车不断推广以及电池技术不断进步的背景下,我国电化学储能发展迅速。目前,电化学储能主要以锂电池为主,市场份额约为90%。2018-2020年国内储能市场处于示范应用期,此阶段电力储能商业模式仍在探索中,受到中国“新基建”的推动,以及海外需求市场的刺激,储能锂电行业进入起步期,示范应用项目加快建设。随着政策对新型储能支持力度加大、电力市场商业化机制建立、储能商业模式清晰、锂电池成本的持续下降,储能电池出货量将持续上升。
行业发展趋势
新型储能技术优势明显 促进可再生资源消纳
储能技术是解决以风、光为主的新能源系统波动性、间歇性的有效技术。未来能源系统将是以新能源为主体、多种形式能源共同构成的多元化能源系统。风力发电、光伏发电本身的波动性和间歇性决定了灵活性将是新的能源系统必不可少的组成部分。
而从技术属性来看,储能正好能够满足新的能源系统对灵活性的需求。因此,通过储能技术实现可再生能源大规模接入,从而推动能源低碳转型的技术路径被业界寄予厚望。新型储能则可实现能量转移,在电网负荷低时充电并在负荷高峰放电,降低负荷高峰,填补发电低谷,促进可再生能源的消纳,有效降低弃风弃光率。
国家战略布局 储能市场化再提速
2022年2月,国家发展改革委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件;到2030年,新型储能全面市场化发展,全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。国家级政策强调了新型储能对实现“双碳”目标的重要意义,明确了新型储能产业各阶段发展目标,对于产业发展具有指导性作用。
新能源发电市场需求旺盛 行业高速发展
近年来,随着可再生能源的不断发展,尤其是“双碳”(碳达峰、碳中和)目标确立后,构建新型电力系统迫切性提升,我国储能产业发展进程加快。2010年以来,我国新能源装机容量不断上升,2021年达到63,741MW,2010至2021年CAGR达32.1%。新能源装机容量占全国总装机容量比重逐年稳步上升,2021年达26.7%,《2021中国新能源发电分析报告》预测,2030年该占比将达41%。