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荐读:储能的技术路线以及目前市场前景的简单分析

聚行业--智能电网 shupeidian.bjx.com.cn   2017-05-18 09:40

智能电网-全文略读:所以我们现在来看,储能市场的很多专家和业内企业都预计2017年将会是一个元年。我们目前需要技术本身的突破以及政策有力地推动,所以近期我们在北京跟有关部门要召开支持储能产业发展的价格政策机制的闭门会,大家有什么建议可以反馈给我们,我们也可以反馈给国家...

 

智能电网--荐读:储能的技术路线以及目前市场前景的简单分析

 

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荐读:储能的技术路线以及目前市场前景的简单分析关键词: 储能 分布式发电 储能产业

 

北极星储能网讯:各位来宾,早安。欢迎来到2017中国国际储能大会,储能与新能源投融资专场论坛。我是来自浙商证券的郑丹丹。感谢主办方中国化学与物理电源行业协会储能应用分会的厚爱与支持,去年我们团队就承办了投融资论坛,今年继续联合主办这个论坛,深感荣幸。希望今天的活动能带给大家收获!

 

储能和新能源产业的发展可以说是密不可分的,今天上午的论坛将从投融资的角度来对这两大产业的发展和各位做个探讨。

 

郑丹丹:

 

在我们今天论坛刚开始的时候,我们非常荣幸地请到了本次储能大会的主办方——中国化学与物理行业协会储能应用分会的秘书长刘勇先生,来为我们今天的活动做开篇演讲。大家欢迎!

 

刘勇(中国化学与物理行业协会储能应用分会秘书长):

 

各位,早上好!最近很多的券商和业内同仁都想对储能产业做一个初步的了解,我就简单说一下我自己的看法,不一定正确,请大家多提宝贵意见。今天我们主要讲的是储能的技术路线和对目前市场前景的简单分析,以及现在存在的问题。

 

首先是中国化学与物理电源行业协会的简介。

 

(编者注:为使读者更直观地理解刘勇先生的演讲内容精要,我们将部分演讲内容笔录略去,替换为现场演讲使用的图文材料。)

 

这是我们给能源局的十三五重大课题报告。

 

这是去年6月份给发改委价格司做的储能产业发展价格政策的初步建议。

 

之前在其他场合我梳理过2015年到2016年8月份的政策,这个是从2016年8月份以后,对相关政策的梳理。最右边的是我们未来15年的储能技术路线图。

 

这个是克强总理做的推动储能技术发展的讲话。

 

在《国家电力示范项目管理》中,储能也被列入其中予以支持了。

 

《东北电力辅助服务市场专项改革试点方案》中,包括了储能的规则和运行细则,虽然还有很多可以做的空间,但是也存在很多技术问题,支持政策还需要进一步推动。

 

这是《“十三五”可再生能源规划》,在第七章里面提出了推动储能技术在可再生能源当中应用的示范建议。

 

这是国家发改委关于能源十三五的规划,在这个政策里面也提到了关于加快优质调峰电源建设,积极发展储能。

 

这是关于多能互补的工程,在应用方向和技术方面上做了一些技术和路线的规划。

 

这个四大部委联合发布的关于动力电池的文件。

 

这是能源局发布的文件,昨天多位专家和业内的企业、领导在做相关的演讲当中已经提到了具体的指导意见,对储能这块提出了一些很重要的方向,尤其是今年启动了很多示范项目的建设。我们初步了解了一下,大概60%到70%左右的项目基本都在江苏。

 

这是国家能源局关于推动储能技术产业发展的指导意见,是今年加快推动储能领域的具体政策。

 

从推动储能技术商业化方面,我们给了一些相关建议。虽然国家能源局和发改委,从报告上面作出了一系列的支持政策,但是储能都是包含在各项规划政策当中,没有具体单独性的政策。储能的补贴政策没有落地,所以我们认为要借鉴一些国际经验,同时也要符合我们国家国情,来做一个适合推动储能产业发展的相关政策建议。

 

储能技术发展路线中物理储能主要包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能,抽水是比较成熟的,所以我不重点提及。跟大家解释一下里面面临着哪些问题:飞轮属于功率型储能,目前主要适合电网调频、孤岛调峰、电网安全稳定、电能质量治理这块,飞轮储能业常用于不间断电源,重点解决储能容量、自放电率等方面的短板。压缩空气的主要优点是它的安全系数高,寿命长,黑启动、响应速度快,重点要解决的就是它储能系统当中存在的技术,包括它的膨胀机、换热器的技术,还有系统集成技术,以及示范工程的调试与性能测试技术等。在超导方面,最近也做了一些推动,重点是要突破低温制冷的技术,超导的限流技术,以及功率变换调节技术和系统动态监控技术,等等。

 

下面是化学储能部分。铅蓄电池在这个领域占很大的市场份额,主要应用于混合动力电车、储能领域。在储能领域尤其适用于电能质量改善,可靠性频率控制,重点要突破高比表面、高导电性、耐腐蚀材料,工艺以及电池管理技术。

 

锂离子电池在储能技术中,目前是千万兆瓦级以上的功率,由分钟到多小时容量的技术要求,较多应用于风电场、光伏电站和分布式发电以及微网领域中的电网频率控制、系统备用、电网扩容、系统稳定以及新能源接入多个方面。下一步要重点开发新型的高安全性、低成本、长寿命、高能量密度的储能用锂电池,需重点突破高容量和良好循环稳定的电极材料合成技术、电化学体系优化技术、电源管理和热管理等技术瓶颈。

 

液流电池,里面涉及的体系比较多,主要应用于备用电源、电动汽车和规模储能。在电力系统的调峰、调频以及可再生能源并网、分布式功能等领域都有广泛应用。液流电池下一步要重点突破它的高性能、低成本,工程技术开发以及批量化的组装制造技术,还有电池模块技术。

 

钠硫电池主要有陶瓷管制备、单体电池装备技术、电池模块成组技术和储能系统集成技术构成,钠硫电池在全球应用的规模还是不小的,尤其是日本的NGK,国内也有做一些相应的推动。钠硫电池主要应用在削峰填谷、可再生能源输出稳定、应急电源、电能质量改善等多个领域。

 

超级电容容量大,但是它应用的领域在非电力储能的领域,比如说轨道交通、电动汽车、风电、智能电网、移动通信、工业及军事领域中已经成熟的应用。而在电力储能领域还处于示范应用阶段,一般会结合能量型技术一起使用,优势互补,超级电容可以调节分布式可再生能源的功率输出,提高电能可靠性,保障电力质量,降低对配电网的威胁。我们国家已经将超级电容纳入到国家长期的发展规划中,下一步要开发的是高比电容量、高工作电压、大比功率密度以及长循环寿命的复合电极材料。

 

储热技术,目前也是一个重要的储能技术的解决方案,它是一种大容量的储能技术方案,是解决电网调峰和可再生能源消纳并实现清洁能源供暖的一个主要方案,同时在光热电站和压缩空气储能电站中作为一种主要部件用于提升能源系统效率,主要应用于电网的虚拟调峰,分布式能源系统及工业节能技术。

 

所以,我们认为,在实际应用中不同的储能技术都有其优缺点,要根据具体需求进行储能选配,提高系统的灵活实用性和技术经济性。多种技术路线共存的局面,肯定是长期存在的。去年我在其他的场合也讲过这个,在努力提高储能技术的安全性、效率、能量密度这些指标的同时,降成本将是最为关键的一个因素。

 

市场前景方面,储能主要应用于调频辅助服务、分布式发电和微网、再生能源并网。

 

(编者注:为使读者更直观地理解刘勇先生的演讲内容精要,我们将“可再生能源并网领域的商业化发展探讨”部分的演讲内容笔录略去,替换为现场演讲使用的图文材料,如下。)

 

尽管目前大部分应用于电网的储能项目都将调频作为储能要实现的功能之一进行设计,但是储能调频应用的价值若要真正实现还需要电力辅助服务市场。美国的调频辅助市场也超过了100MW,有研究显示,1MW的储能的调频效果相当于28MW的火电机组。目前专门针对电力调频辅助市场的储能项目比较有限,主要集中在美国。

 

这是在分布式发电和微电网领域的相关技术,储能是分布式发电和微网的关键支撑技术,应用场景主要是包括工商业用户、居民用户、海岛和偏远山区,价值主要体现在节电费支出,参与需求响应、提高光伏利用水平,延缓输配电网升级改造。储能在美国、德国、澳大利亚包括日本,还有很多地区,最近在菲律宾还有泰国上的微网的项目都是达到40兆瓦到百兆瓦级别的,都是微网的项目,已经充分实现了商业化,并且建立了比较成熟的商业模式。配合峰谷电价和需求电费政策,储能安装补贴和投资税收优惠政策、需求响应激励项目,以及光伏上网补贴电价降低和储能技术成本快速降低等一系列有力的外部市场条件,辅之以创新的金融模式和先进的智能能源管理系统,这个行业可能会发展的更快一些。

 

在海岛和偏远地区的分布式发电和微网系统更是承担着保障电力供应的社会责任的意义,尽管储能在其中很难通过一种量化的方式获得收益和实现商业化应用,但是储能在降低柴油发电机组运行成本、柴油消耗电量,提高光伏的利用率和降低当地的电网改造成本方面的应用价值比较显现。储能成为了海岛或者偏远地区构建风光柴互补的微网系统的重要支撑。

 

这是分布式光储商业模式的探讨,与美国以及其他海外发达国家的技术相比,不同于其小型工业化和居民用户为主的分布式商业模式,国内的分布式光伏项目主要集中在大型的工商业用户,大型的储能电池企业和逆变器企业主导开发,主要是用于节省工业园区的电费开支。比如江苏这块的用电与其他地方不一样,70%是工业用电。

 

(编者注:为使读者更直观地理解刘勇先生的演讲内容精要,我们将“推动国内分布式商业模式发展的建议”部分的演讲内容笔录略去,替换为现场演讲使用的图文材料,如下。)

 

这是电动汽车储能应用领域,电动汽车是一种电力的负荷,车载电池都是一种十分有价值的储能的资源。虽然电动汽车的大规模推动以及规模可观的储能容量,已经成为保证和优化电网运行的有效资源。这是我们提的三个方向。我们最近也做了一些交流,按照国家的规划,到2020年,整个电动汽车的拥有量是500万台,500万台都真正的在上路运行的话,每台车充电80度就是4亿,到2030年我们国家的电动车是2千万台,乘以80度就是16亿,是每天用电量占比的10%,这个10%的比例,我们如果推动电网公司来做相关的业务,在某种程度上会促使她们积极的做这方面的工作。因为你用电量增加的幅度可能比他的规划要快一些,尤其是一线城市在电网改造,包括各个方面可能有一定的难度,储能可能会帮助解决一部分的难题。

 

随着电动汽车使用的时间增加,以及动力电池逐渐进入退役报废阶段,电动汽车企业、动力电池企业、废旧电池的回收,储能系统集成商已经通过各种方式开展示范项目工作。

 

随着储能技术发展,这是几个配套的政策,储能技术还没有得到大规模的应用,储能在电力系统和电力市场中的定位还在进一步明确,现阶段的储能产业开发应用还存在一定的难度。

 

我们在“十二五”期间做过一些示范项目,国电的、张北的还有法库的,法库主要用的是液流电池。储能应用的收益主要来自于削峰填谷、增加发电收益,减少弃风,获得电网的优化承诺、计划出力、降低被考核风险等三个方面,收到储能系统初始投资和运行维护费用相对较高、储能项目容量远小于风电场弃风量、跟踪计划处理效果难以有效量化评估等因素的影响,目前储能在大规模可再生能源并网领域的应用尚无法实现投资回报,由于项目初始投资高、投资回报回收困难,项目建设投资主要来自于国家示范项目的资金支持,社会资本在参与过程中仍然存在比较多的问题。储能作为解决弃风的支撑技术,投资者能得到多大收益呢?将成为其未来发展的关键所在。

 

未来储能系统参与电网深度调峰和辅助服务市场,都是增加储能项目收益的潜在结合点,需要通过进一步准许大型风光电站的储能系统参与电力的辅助服务市场,还有指定的调峰调频补偿标准一个实施风电质量奖励机制和优先并网调度机制等一系列的措施,真正增加储能应用收益,提高大规模可再生能源的并网消纳水平,推动可再生能源的发展。

 

这是辅助服务领域,主要是去年6月份国家能源局发布了三北地区电力辅助服务补偿机制的说明,储能从去年6月份开始作为一个独立的提供者,而且获得了一定的发电企业、售电企业和电力用户。目前专门针对电力调频的辅助服务市场开展的储能项目主要集中还是在美国。

 

用户侧以及售电侧放开是我国本轮电改的亮点,分布式发电和微网领域的储能市场必将逐步打开,未来将借鉴国外的一些商业模式,给予分布式模式的补贴,完善电价政策。分布式安装的补贴包括完善的峰谷电价的政策、健全的需求响应工作机制和交易规则以及储能的投资、税收等一系列政策。在电动汽车领域,现在讲的最多的是电动汽车的梯次利用和回收。目前电动汽车快速发展、储能电池成本仍然相对较高,在可再生能源大规模发展带来的电网对于削峰填谷和扩容等需求日益增加的双重背景下,通过提高电动汽车应用价值、开展应用实践并广泛引用研究机构、企业、车企、废旧电池的回收企业、系统集成商和资本,可以有效的核算相关的收益和定价机制,逐步探索出一个合适的商业模式。

 

鉴于储能的成本仍然较高,降成本将是“十三五”期间各类储能技术路线发展的重点工作,同时需要提高系统集成的安全性和寿命、效率等一些关键的考核指标。

 

发展目标一:在未来几年内,围绕风能、光伏等可再生电力并网、边远地区分布式微网建设,以及电网规模的削峰填谷,辅助服务等,将建设一批不同规模的储能电站,争取到2020年左右,在装机功率和储能容量方面均达到国际的领先水平。

 

发展目标二:加强储能技术基础研究,发展具有自主知识产权的核心装备,形成模块化智能化的产品,通过技术发展和市场的驱动,在示范工程建设过程中逐步形成储能产品的商业模式,通过重大装备技术的研究、装备的研制,示范工程的实施提供一些产业的技术支撑。

 

发展目标三:完善与规范相关标准、检测与认证体系,突破储能产业发展的技术瓶颈,掌握适合我国国情、针对多种应用场景、不同规模的储能系统集成技术,提高各类储能技术的经济性。

 

随着储能技术成本快速下降,储能产业支持政策不断完善,储能应用收益衡量和付费补偿机制逐渐建立、电力市场日趋成熟,储能市场机制将逐渐得到理顺,储能技术企业、系统集成商、电力公司、科研机构、行业组织、社会资本、金融机构都会参与到储能市场中来,储能应用市场的需求有望得到比较大的释放。我们没有做过具体的未来评估,我们去年统计的,仅化学电池储能部分的规划量已经达到了3GW,全球在2015年底的装机也就1GW,也就是说我们去年一年落地的项目接近1GW左右,今年会启动更多的项目。

 

昨天跟几个企业的老总聊,他们最近在关于储能相关的项目接到很多的咨询,项目都是比较大的,比如10MW的、40MW的甚至百兆瓦的都有。储能在没有政策明确的支持状态下,今年的热度释放步伐加快了很多。所以我们现在来看,储能市场的很多专家和业内企业都预计2017年将会是一个元年。我们目前需要技术本身的突破以及政策有力地推动,所以近期我们在北京跟有关部门要召开支持储能产业发展的价格政策机制的闭门会,大家有什么建议可以反馈给我们,我们也可以反馈给国家相关部门。

 

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