電網側儲能電站政策 發電側儲能

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本篇文章給大家談談電網側儲能電站政策,以及發電側儲能對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。

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海南首個電網側獨立儲能項目開工,這將對當地的發展帶來哪些助力?

對當地會帶來很多有力電網側儲能電站政策的影響電網側儲能電站政策,有助于提高電網電網側儲能電站政策的穩定性、可靠性,促進消納清潔能源等。

儲能電站并網為什么不會倒送電

儲能電站并網不會倒送電是因為被禁止了。2018年8月,國網江蘇公司修訂《客戶側儲能系統并網管理規定》,明確禁止儲能電站用戶向電網倒送電。

儲能:新能源發展+政策雙輪驅動,三條主線收益,行業步入快車道

獲取本報告PDF版請見文末

一是: “碳達峰”、“碳中和”以及國內2030年非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右目標明確,可再生能源將加速發展,光伏、風電接入應用比例提升;同時,分布式電站、充電樁、微電網等應用衍生新型生態系統,發電側、電網側、用戶側儲能均將迎來新增應用需求。

二是: 儲能相關配套政策逐步完善,包括明確規模目標、市場地位、商業模式、優化電價機制以及鼓勵配套等方面,為儲能創造有效的電力市場及政策支持環境。

基于以上觀點,我們將在本篇討論以下內容:

什么是儲能技術 儲能的應用場景 全球和中國的儲能發展現狀 “碳中和”趨勢下的儲能發展機遇 國內儲能政策的持續完善 國內電化學儲能發展空間。

電儲能是實現電力存儲與轉換的技術,電化學儲能是未來發展的重要方向。

儲能即能量的存儲;電儲能是實現電力存儲且包含電能與其他能量形式單向或雙向轉換的技術(本篇內容主要討論電儲能)。

電儲能按照存儲原理的不同又分為電化學儲能和機械儲能兩種:

電化學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。

電化學儲能不受自然條件影響,特別是鋰電池儲能,具有充電速度快、放電功率大、系統效率高等優點。

我們認為,隨著系統成本的不斷下降,電化學儲能是未來儲能產業重要的發展方向。

電力系統是儲能領域的主要的應用場景

電力系統中儲能可提供: 調頻、備用、黑啟動、調峰、需求響應、峰谷放沖等多種服務,是儲能的重要應用領域。

儲能在電力系統中根據應用場景可分為: 發電側、輸配電側和用戶側;CNESA根據電力儲能項目的主要用途進一步細化,將儲能應用場景劃分為:電源側、輔助服務、集中式可再生能源并網、電網側和用戶側。

除電力系統外,儲能在其他應用領域也具備增長空間

通信: 儲能在通信基站、數據中心和UPS等領域起到備用電源的作用,并可利用峰谷電價差進行套利以降低設備用電成本。

據GGII統計,2020年中國通信儲能鋰電池出貨量為7.4GWh,同比增長23.3%,未來5G基站建設規模加大有望打開通信儲能市場空間。

數據中心: 隨著移動互聯網的快速發展及新基建、數字經濟等建設推動,數據中心行業有望持續快速發展。

據36氪研究院統計,2020年我國數據中心市場規模為1958億元,預計到2025年有望接近6000億元。儲能作為數據中心的備用電源,前期數據中心的應用以鉛酸電池為主,隨著鋰離子電池性價比持續提升,未來有望逐步取代鉛酸電池成為數據中心主流的儲能形式。

其他: 儲能應用領域多樣,例如,軌道交通領域配置儲能可實現列車再生制動能量的高效利用等。

全球儲能項目規模持續增長,抽水蓄能是過去最廣泛的儲能形式

累計裝機規模方面: 根據CNESA全球儲能項目庫的不完全統計,截至2020年底,全球已投運儲能項目累計裝機規模191.1GW;

已投運抽水蓄能項目累計裝機規模為172.5GW,占比達90.3%,是過去最廣泛的儲能應用形式;

已投運電化學儲能項目累計裝機規模為14.3GW,占比為7.5%;

其中,已投運鋰離子電池儲能項目累計裝機規模為13.1GW,占電化學儲能項目規模的的92.0%,是最主要的電化學儲能形式。

電化學儲能增長迅速,鋰離子電池儲能是主要的新增儲能形式

新增裝機規模方面: 2020年全球儲能項目新增裝機規模6.5GW,同比增長80.6%。

抽水蓄能新增裝機規模為1.5GW,占新增儲能項目裝機規模的23.0%;

電化學儲能新增裝機規模為4.73GW,同比增長63.1%,占新增儲能項目裝機規模的72.8%;

其中鋰離子電池儲能新增裝機規模4.65GW,同比增長69.6%,占電化學儲能新增裝機規模的98%。

中國是全球最大的新增電化學儲能市場之一,未來有望持續領先

據CNESA全球儲能項目庫統計,在2020年全球電化學儲能新增的4.73GW中,

地區結構:中國、美國和歐洲占據2020年全球儲能市場的主導地位,投運規模占比分別為33%、30%和23%,合計占比達86%,且均突破GW級大關。

項目結構:輔助服務、新能源發電側、用戶側安裝較多,占比分別為29.3%、28.8%和27.3%,電網側為14.7%;

在2020年全球電化學儲能新增的1.56GW中,新能源發電側裝機規模超0.58MW,同比增長438%,未來隨著中國新能源裝機規模的不斷擴大,中國儲能發展將持續全球領先。

累計裝機規模方面: 根據CNESA全球儲能項目庫的不完全統計,截至2020年底,中國已投運儲能項目累計裝機規模35.6GW;

已投運抽水蓄能項目累計裝機規模為31.8GW,占比達89.3%,是過去應用最廣泛的儲能形式;

已投運電化學儲能項目累計裝機規模為3.27GW,占比為9.2%;

其中,已投運鋰離子電池儲能項目累計裝機規模為2.90GW,占電化學儲能項目規模的的88.8%,是最主要的電化學儲能形式。

電化學儲能高速發展,新增貢獻接近一半

新增裝機規模方面: 2020年中國儲能項目新增裝機規模3.2GW,同比增長190.9%。

抽水蓄能新增裝機規模為1.49GW,2020年全球新增的抽水蓄能項目幾乎都來自中國;

電化學儲能新增裝機規模為1.56GW,同比增長144.9%,占中國全部新增儲能項目的48.8%;其中鋰離子電池儲能新增裝機規模1.52GW,同比增長146.0%,占電化學儲能新增裝機規模的97.4%,是主要的電化學儲能項目新增方式。

氣候變化威脅形勢嚴峻,“碳中和”勢在必行

隨著工業的發展和人類活動規模的擴大,對化石能源和自然資源的過度開發利用導致溫室氣體排放顯著增長,造成全球溫升和自然災害。

2016年4月,175個國家和地區的領導人簽署《巴黎協定》,成為全球應對氣候變化的標志性事件之一;

2018年,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布《全球1.5 升溫特別報告》指出,要將全球變暖限制在1.5 C,到2030年,全球人為二氧化碳凈排放量必須比2010年的水平減少約45%,到2050年左右實現“凈零”排放,即“碳中和”。

根據ECIU的統計,除了已經達成“碳中和”的蘇里南和不丹外,已有超50個國家和地區已經公布“碳中和”相關目標,以應對全球氣候變化的威脅。

新能源應用是碳減排的重要實現方式,儲能有望同步受益

據CAIT,2018年全球能源活動排放量占全球溫室氣體總排放量的76.1%,是碳排放的主要來源。推動清潔能源轉型、加大新能源應用比例是未來能源發展的主要方向。

2020年12月,進一步宣布“到2030年,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右”、“風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上”等目標。

據IRENA預測,到2050年全球49%的能源消費將來自電力,其中86%來自可再生能源,預計將以風電和光伏為主;到2050年全球光伏和風電的累計裝機容量將有望超過8500GW和6000GW,光伏、風電裝機規模具備可觀發展空間。

新能源應用規模加大,新生態下電力系統對儲能配備需求加大

新能源具備隨機性、間歇性、波動性等特點,大規模新能源接入會對電力系統帶來挑戰。

儲能配置將助力新能源消納,并有效保障電網的穩定運行,我們預計未來隨著新能源應用規模加大,儲能技術將迎來高速發展。

儲能在新能源比例提升的新型電力系統中可發揮多重作用:

發電側:新能源發電側配儲能可以對新能源的波動性、間歇性等進行平滑,提升新能源的電網友好性,推動新能源的高質量發展。

電網側:可提供調峰、調頻、調壓等功能,提升電網的新能源消納能力,利于電網的穩定運行;

用戶側:隨著峰谷電價差的拉大及分時電價政策的不斷完善,分布式電站、充電樁、微電網等應用衍生出新型生態系統,將打開市場儲能配置需求,以實現降低綜合用電成本、促進電能優化配置利用、提高電力自發自用率、支撐微電網穩定運行等功能。

地方儲能相關政策陸續出臺

目前國內多地加大對可再生能源配套儲能的支持政策或相關要求,多省份要求儲能容量配比在10%-20%、儲能時長在2小時及以上。

此外,青海省對“新能源+儲能”、“水電+新能源+儲能”項目中自發自儲設施所發售的省內電網電量,給予0.10元/Kwh運營補貼。

各省對于儲能政策落實將進一步加大儲能在新能源發電側的應用,有望加快儲能系統的發展。

國家級儲能政策密集發布,為儲能的規?;l展鋪平道路

近期國家發改委、國家能源局針對新型儲能、分時電價、以及新能源消納等政策進行了完善。

新型儲能的商業模式和市場地位進一步明確。

7月15日,國家發展改革委、國家能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,其中提出“到2025年裝機規模達3000萬千瓦以上”的目標,以及從“明確新型儲能獨立市場主體地位”、“健全新型儲能價格機制”以及“健全‘新能源+儲能’項目激勵機制”三個方面進行政策機制完善。

拉大峰谷電價差,推動用戶側儲能發展。

7月26日,國家發改委發布《關于進一步完善分時電價機制的通知》,其中提出了“合理確定峰谷電價價差,上年或當年預計最大系統峰谷差率超過40%的地方,峰谷電價價差原則上不低于4:1;其他地方原則上不低于3:1”的要求,以及建立尖峰電價機制、健全季節性電價機制,優化分時電價機制,并提出建立動態調整機制等。

明確新增新能源并網消納規模和儲能配比,發電側儲能配套作用凸顯。

8月10日,國家發改委、國家能源局發布《關于鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模的通知》,其中明確:“每年新增的并網消納規模中,電網企業應承擔主要責任,電源企業適當承擔可再生能源并網消納責任”,并在電網企業承擔風電和太陽能發電等可再生能源保障性并網責任以外,仍有投資建設意愿的可再生能源發電企業,提出“鼓勵發電企業自建儲能或調峰能力增加并網規?!?、“允許發電企業購買儲能或調峰能力增加并網規?!?,并對自建調峰資源的“超過電網企業保障性并網以外的規模初期按照功率15%的掛鉤比例(時長4小時以上)配建調峰能力,按照20%以上掛鉤比例進行配建的優先并網?!?/p>

我們認為,隨著光伏、風電等新能源裝機規模的不斷增長以及分布式能源應用擴大,無論是發電側、電網側還是用戶側配備儲能的必要性和需求均大幅上升,政策的逐步完善將為儲能發展創造良好的市場環境,有利于推動儲能產業的高速發展。

國內電化學儲能裝機規模預計迎來可觀增長空間

我們認為,隨著可再生能源裝機規模的持續增長、儲能及電價相關政策的不斷完善,以鋰電池為主的新型儲能技術有望在相關機制的推動下迎來高速發展契機。

國家能源局發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》明確了2025年新型儲能裝機規模達3000萬千瓦以上的目標。以此計算,2020-2025年均復合增長率將超50%。

據CNESA預測:

保守場景下,2025年中國電化學儲能累計投運規模有望達35.5GW; 隨著“碳達峰”和“碳中和”目標和儲能相關政策的推動,理想場景下2025年中國電化學儲能累計投運規模有望達55.9GW。

據賽迪智庫預測:到2025年我國鋰電儲能累計裝機規模有望達50GW;到2035年我國鋰電儲能累計裝機規模有望達600GW。

我們認為,在新能源大規模接入的新型電力系統體系下,儲能有望迎來大規模發展機遇:

“碳達峰”、“碳中和”以及2030年非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右目標明確,可再生能源將加速發展,同時分布式電站、充電樁、微電網等應用衍生新型生態系統,發電側、電網側、用戶側儲能均將迎來新增應用需求;

國家級及地方相關政策進一步完善,2025年儲能裝機規模目標、市場地位、商業模式得到明確;峰谷電價價差的拉大有望推動用 戶側配置儲能,項目經濟性提升將加大儲能市場需求;鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模利于進一步擴 大儲能在發電側的需求和應用空間。行業相關政策的逐步完善將有利于推動儲能產業的高速發展。

儲能發展機遇下的鋰電池、逆變器、儲能系統集成三條主線:

鋰電池:儲能系統裝機規模的快速增長將直接推動鋰電池需求,具備性能成本優勢、銷售渠道以及技術實力的企業有望受益;

逆變器:PCS與光伏逆變器技術同源性強,且用戶側儲能與戶用逆變器銷售渠道較為一致,逆變器技術領先和具備渠道優勢的企業有望受益;

儲能系統集成:儲能系統集成看重集成商的集成效率、成本控制以及對零部件和下游應用的理解,在系統優化、效率管理、成本管控以及應用經驗具備競爭優勢的供應商有望受益于市場規模擴大。

行業公司:陽光電源、錦浪 科技 、德業股份、科士達、寧德時代、億緯鋰能、鵬輝能源、國軒高科、派能 科技 等。

儲能裝機不及預期;

儲能政策不及預期;

設備安全性風險;

儲能成本下降速度不及預期等。

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報告屬于原作者,我們不做任何投資建議!

報告原名:《 新能源發展+政策雙輪驅動,國內儲能行業邁入快車道 》

作者、分析師: 華西證券 楊睿 李唯嘉

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碳中和——未來40年最大的機遇(二)

我國的雙碳目標為在2030年前碳達峰,在2060年前實現碳中和,這個目標相對于目前世界上的幾大主要經濟體而言,是要求最高,時間最緊迫的。

而目前我國的能源結構中,非化石能源占比僅僅為15.9%,清潔能源(包括水電)發電量占比36%,煤炭占比52%。

為助力實現雙碳目標,在能源的供給端,提高可再生能源在電力供應和終端消費中的占比,是實現雙碳目標最有效的途徑。

但以風電、光伏為代表的電源側可再生能源波動性強,不能持續穩定提供電能,這就引出了下一個亟待解決的問題——儲能。

2.1 儲能的必要性

近年來,隨著光伏組件的成本進一步下探,無補貼下光伏電站已經可以盈利,大量資本涌入光伏產業,從生產到運營,整個光伏行業規模大幅度增長,但同時也帶來了一個問題,那就是光伏只能在白天發電,晚上怎么辦?風機只能在有風的情況下轉動,沒風的時候又怎么辦?

每日風速波動較大

隨著可再生能源(風電光伏)的用電量占比不斷提升,風電和光伏的不穩定性帶來的不單單是短時的無電可用,其波動性對于電網的沖擊會引起配電網潮流變化,影響電能質量(電壓、頻率、波形),對電網側和用戶側都有較大的影響。

在10年前,各地電網尚未像現在這般強大時,對于風電、光伏之類的垃圾電,電網公司向來是拒絕的,這也是為何在用電量較少的省份,棄風棄光限電的情況很多。

而將短時超發(用不完)的電儲存起來,在沒電的時候(晚上或者無風的時候)將這部分電能持續輸出上網,就可以避免出現上述情況。

2.2 儲能如何盈利

儲能以前一直是政治任務,因為掙不了錢啊,但目前技術已經達到了將要盈利的瓶頸,國家就開始往儲能行業里加火了。

隨后沒過幾天,又出臺了提高分時電價的政策:

文件的主旨就是繼續拉開平峰和高峰時期的電價,條件具備區域,分時電價差距可達到4倍。 這兩份文件一明一暗,都是在鼓勵發展儲能行業,在技術變革的前夕,政策層層加碼,相信儲能行業實現全面盈利只是時間問題。

目前大型電站并網側的儲能電站,在財務測算上,已經能實現盈利,只是以目前峰谷電的差價,盈利能力大概和存定期差不多。

2.3 電網側儲能

電網側儲能的主要作用就是調峰調頻,保證用戶用電質量,而最常見的用來調峰調頻的手段就是抽水蓄能電站。

8月6日,國家能源局綜合司印發關于征求對《抽水蓄能中長期發展規劃(2021-2035年)》(征求意見稿)的函,提出到2035年我國抽水蓄能裝機規模將增加到3億千瓦,相對2020年將增長10倍,遠超市場預期。此前業內預期2030年我國抽水蓄能總裝機達到1.13億千瓦,到2060年底總裝機達到1.8億千瓦。這意味著,到2030年投產總規劃就將遠遠超過此前2060年的目標。抽水蓄能迎發展窗口期。

大規模的抽水蓄能電站投運,將大大增強現有電網的調峰能力,增加電網對可再生能源的消納能力,最終提高我國電網用電中的清潔能源占比。

抽水蓄能是當前最成熟、裝機最多的主流儲能技術,在各種儲能技術中度電成本最低,如上圖所示,抽水蓄能電站由2個高度不同的水庫組成,連接上下兩個水庫的是輸水系統和發電機組。

在電網負荷低谷時段,電站利用廉價的谷電,將下水庫里的水抽到上水庫中儲存起來,也就是將電能轉化為重力勢能。而等到電網負荷的高峰時段,電站再放出上水庫的蓄水發電,這樣就能以高價賣電。

抽水蓄能電站的缺點也顯而易見,受地形影響較大,在地形復雜的情況下,建設成本會大幅上升,工期大約持續5-8年,而且電站建成后,由于長距離的管道輸送和多個水輪機配合,機械能量損失較高,能量儲存效率約70%。

目前國內做抽水蓄能電站的主要是各大地方電網公司,電站建設過程中所需的設計、施工或者總包方,幾乎由一家央企壟斷——中國電建。

中國電建公司囊括了中國幾乎所有的頭部水電系設計院,其中最為著名的是位于杭州的華東勘測設計研究院,其一年的營收就在百億往上,超過了大部分上市公司。

其抽水蓄能市場占有率在國內達到了80%,全球達到了50%,可以說是當之無愧的 中國水電建設 第一股。

抽水蓄能電站的主設備為水輪機,在這方面,傳統的汽輪機廠都有較為實力沉淀,比如東方電氣和哈爾濱電氣,但水輪機作為成熟的發電設備,技術已經較為成熟,在價格上少有溢價。

2.3 電源側儲能

2.3.1 其他儲能形式

抽水蓄能電站屬于機械儲能的一種,其他較為成熟的機械儲能方式還有:飛輪儲能、壓縮空氣儲能等等。

而根據儲能介質不同,儲能還可以分為電化學儲能、化學儲能、熱儲能及電磁儲能等,但截至目前,機械儲能依舊是其中最成熟,成本最低的儲能方式。

電化學儲能 的應用目前最為廣泛也最有前景,新能源車產業鏈的核心部件,動力電池就是電化學儲能應用的一種,按照介質不同,可分為鋰離子電池、鉛酸電池、鈉離子電池等。

化學儲能 概念簡單,但操作過程異常復雜。顧名思義就是將電能轉換為化學能儲存起來,最常見的就是電解水制氫。

熱儲能 ,典型的應用就是光熱電站,將陽光聚集后,把作為介質的熔鹽融化,吸收大量熱量,熔鹽再繼續加熱水,形成水蒸氣,推動汽輪機發電。太陽下山后,電站可以繼續利用融化的熔鹽所儲存的熱量來發電, 光熱電站是為數不多的可以穩定供能的新能源電站。

某50MW光熱電站效果圖

電磁儲能 ,主要有超導儲能、電容儲能、超級電容器儲能等,其儲能效率高,但距離實際應用還相當遙遠。

目前電源側的儲能主要以電化學儲能和化學儲能為主,分別對應了并網型電站和分布式電站兩種電站形式。

2.3.2 電化學儲能

目前各地新上的集中式(并網型)新能源電站都要求適配儲能,這部分儲能主要是為在新能源電站波動較大時儲能使用,由于集中式電站的上網電價均是固定的,其不存在利用峰谷電價差價盈利的情況,主要是增加電站上網電量,提高電站營收。

同時,在電網側,也有大量的儲能電站上馬,其作用和抽水蓄能相同,調峰調頻,其盈利模式就是對電能的低買高賣。

圖片摘自某券商研報

這部分儲能主要以電化學儲能為主,而電化學儲能中較為有前景的是:鋰離子電池和鈉離子電池。

以鋰離子電池為代表,簡單講一下電化學儲能的優劣:

1、成本下降迅速

在政策利好的推動下,這幾年鋰電的度電成本下降飛快,目前已經有成熟的鋰電儲能電站應用,在特定電價條件下,儲能電站的內部收益率(IRR)可以達到8%,已經夠著了大部分國企央企投項目的最低標準。

2、 幾乎不受場地條件約束

化學儲能需要較大的場地和較高的安全生產標準,而鋰電儲能因為能量密度相對較低,體積也較小,對場地要求較低,適合在工業園區、充電站、高端儀器設備等場所應用。

3、成本下降恐怕進入瓶頸

鋰礦資源有限,可以預見,按照目前的速度發展,不遠的將來,鋰電將會由于上游材料價格的上漲,而進入瓶頸,鋰電的度電成本不可能保持目前的趨勢下降。

4、能量密度提升陷入瓶頸

雖然鋰電的能量密度在過去的幾年已經得到了大幅度提升,但相較于人類對能源的利用量來說,依舊太小,而鋰電能量密度提升的速度并不像半導體那樣成指數式增長,而是緩慢得正比例提高,鋰電能量密度的提升可能跟不上人類對儲能容量的需求。

鈉離子電池相較于鋰離子電池的優勢在于成本低,且鈉的儲量遠大于鋰(已探明儲量約是鋰的420倍),未來有大規模應用的可能,但鈉離子電池目前的可重復充放電使用的次數仍然偏低,能量密度較小,還不具備經濟性。

而鋰電池的優勢在于,隨著新能源車的普及未來電動車所裝備的動力電池退役后,可以繼續用作儲能電池使用。

在電化學儲能領域,寧德時代是當之無愧的絕對龍頭,其不但在近期發布了鈉離子電池,且中報顯示寧德時代的儲能業務相比2020年,增長超過了7倍。

從寧德時代的身上,我們足以預見,未來的電化學儲能市場將極為廣闊。

2.3.3 化學儲能

化學儲能主要以制氫儲能為主,對于氫儲能,比較直接的盈利模式是由化工企業投資新建分布式光伏電站,利用光伏制氫,而氫氣正好是大部分化工企業的制造原材料,比如氫制乙烯。

在光照條件不錯又富含水資源的區域,化工企業很容易降低制造成本,從而盈利。

此外,還有海上風電制氫應用于沿?;S生產的,電解水制氫制甲醇作為燃料電池燃料的,盈利能力完全取決于自然條件(風/光資源以及運輸管道長度)。

關于氫能產業鏈的分析由于篇幅不再展開,感興趣的可以看往期文章,在未來新能源+氫儲能的分布式電站建設,一定是一個重要的發展方向:

未來尚遠——氫能源產業鏈簡析

2.4 用戶側儲能

用戶側儲能目前以電化學儲能為主,隨著應用端電動車的普及,用戶側儲能的需求缺口會越來越大。

做個簡單的計算題:現在很多人都用上了電動車,一臺電動車如果使用快充,大概1小時就能達到其電量的75%,而充電樁的功率大約為100-200kw,也就是1小時100度到200度電,在電動車尚沒有全面普及前,這點小功率對于電網灑灑水而已。

但要是當一個幾十萬(百萬)人口的十八線小縣城全面普及電動車后,幾千(萬)輛車同時充電的場面,瞬時功率會達到一個恐怖的數值,大部分縣一級的電網都承受不住如此高功率的沖擊。

因此一些分布式的充電樁運營公司就應運而生,比如寧德時代投資的主打儲充檢一體化運營的快卜 科技 。

將光伏、電化學儲能、充電樁結合在一起,不但可以大幅度降低充電站的運營成本(不需要向電網買電),還可以縮短充電站的建設審批時間(不需要獲得電網配電許可),不過新增的光伏組件和電化學儲能設備也會大幅度增加充電站的建設成本。

其他用戶側的應用,比如大型設備UPS,工業園區儲能電站等,還有很多,就不一一舉例了。

儲能形式多樣,這里主要分析最具前景的電化學儲能產業鏈。

3.1 電化學儲能系統原理

其中PCS:儲能變流器,連接電池系統與電網,實現直流和交流電的雙向轉換。

BMS:電池管理系統,用于電池的充放電管理。

BS:電池組,核心部件,主要成本就在電池上。

EMS:能量管理系統。

電化學儲能系統的成本如上圖所示,其中EPC指的電化學儲能電站建造的總承包費用占成本的比重,可以看到整個系統中電池成本占據了一半以上,其次是PCS儲能變流器,而這兩項也是儲能系統中技術含量最高,壁壘最厚的版塊。

3.2 各板塊龍頭

儲能電池代表企業:寧德時代 、 派能 科技 、 比亞迪 、 億緯鋰能 。

寧德時代:無可爭議的絕對龍頭,中報顯示儲能業務同比增長7倍以上,在電池領域擁有絕對的話語權。

億緯鋰能:在5G和風光電站儲能方面發展迅速,但依舊屬于二線電池廠中的第一位。

比亞迪:全產業鏈覆蓋,技術沉淀深厚,海外市場亮眼,但主業是整車,儲能業務彈性可能一般。

派能 科技 :儲能業務純正,專注用戶側儲能,目前業績釋放一般。

PCS(儲能逆變器):陽光電源、固德威、錦浪 科技

陽光電源:儲能逆變器和儲能系統雙龍頭,在全球逆變器市場都處于龍頭地位。

固德威:和派能 科技 類似,專注于用戶側儲能逆變器市場。

錦浪 科技 :逆變器領域的新秀,發展沒幾年就從陽光電源手下搶來不少國內市場,后市可期。

系統集成:盛弘股份。

EPC:永福股份,垃圾,就是個破設計院,要不是寧德時代入股,就是個渣渣。

今天文章寫得有點長,產業鏈部分簡單了些,儲能截止目前是在政策扶持下,剛剛能夠實現國企投資需求的水平(大概就比定期強一點的收益率),離全面爆發尚遠。

如果要投資儲能領域,最先爆發的必然是價值量最高的電池和逆變器,至于其他,盡量別碰。

風力發電是如何儲能的?

儲能發展可以說是實現雙碳的必由之路。儲能,簡單來說就是將能量儲存起來,以便在需要的時候釋放使用的過程。為了實現“30·60”碳達峰、碳中和目標,我國決定將逐步建立新能源為基礎的新型電力系統。近年來我國的可再生能源發電的發展迅速,裝機占比已經從2011年27.7%提升至2021年45.4%。根據國家能源局的目標,到2025年我國新能源裝機占比將進一步提升至50%以上,新能源發電的地位越發重要。

一方面,通過配置儲能可以實現可再生能源發電的削峰填谷,即將風光發電高峰時段的電量儲存后再移到用電高峰釋放,從而可以減少棄風棄光率;另一方面,儲能系統可以對隨機性、間歇性和波動性的可再生能源發電出力進行平滑控制,從源頭降低波動性,滿足可再生能源并網要求,為未來大規模發展應用打好基礎。

那么儲能的應用場景還包括電網側、用戶側,隨著電網靈活性需求的增加和商業模式逐漸理順,也將一同驅動儲能的規?;l展。在電網側,儲能電站目前主要用于提供電力市場輔助服務,比如系統調頻。由于電網頻率的變化會對電力設備的安全高效運行以及壽命產生影響,儲能、尤其是電化學儲能的調頻效率較高,能在電網側發揮重要保障作用。除了提供輔助服務以外,儲能設備還可以緩解電網阻塞、提高電網輸配電能力從而延緩設備升級擴容等。

智能風電解決方案

為了使風力發電得到集中化管控,提升用戶企業數字化、智能化水平,實現數據可視化管理,打造一套適配新能源的三維可視化集中管理模塊就成了新的主流趨勢。Hightopo實現可交互式的 Web 風力發電數字孿生三維場景??筛鶕r間和天氣接口實現白天、黑夜、晴、陰、雨的切換,呈現出與現實世界一致的時空狀態。

1、升壓站監測

風電場升壓站是指將風電機組的輸出電壓升高到更高等級電壓并送出的設施。由于風機大多為異步發電機,風電場在發出有功功率的同時會吸收無功功率,且風電機組大多不能進行持續有效的有功、無功調節,如不采取相應的控制措施,可能對電網的無功、電壓穩定性造成影響,或者增加電網的網絡損耗。

為解決大規模風電場并網運行時帶來的送出系統電壓穩定問題,風電場匯集升壓站內無功補償方式一般采用靜止無功發生器(SVG)和并聯電容器組聯合運行的方式。點擊升壓站三維模型可跳轉至升壓站視角,展示站內主要觀測數據,如環境信息、負荷統計、風功率預測、消防檢查信息、巡檢車信息等。

2、環境信息

圖撲軟件數字孿生三維可視化系統中的升壓站環境信息監測主要整合了整個風電基地的天氣、平均溫度、主要風向、平均風速數據,方便實施把控風場大環境信息。

3、風功率預測

用圖撲軟件豐富得可視化圖表組件,雙曲線圖的形式展現風電基地整體實時功率與預測功率,方便管理人員隨時進行決策分析,有效進行節能減排。

4、配電室

點擊 Hightopo 智慧風電監管平臺的 3D 升壓站內配電室建筑模型,可跳轉至配電室內部,主場景采用寫實風格還原配電室的內部布局,點擊相應配電柜可顯示不同主變高壓側測控的數據。

5、生產監測

風力發電機因風量不穩定,且對電力系統運行的支撐能力不如其他發電領域,所以對風電基地設施的監測數據更需要具備時效性。將風電場的關鍵生產數據集中于界面的左右兩側,為管理人員提供直觀的數據展示,及時掌控。

圖撲軟件三維可視化技術采用 B/S 架構,頁面自適應多種分辨率,用戶可通過 PC 、 PAD 或是智能手機,只要打開瀏覽器可隨時隨地訪問三維可視化系統,實現遠程監查和管控。

利用圖撲軟件的可視化場景將智能設備的實時運行參數接入兩側的 2D 面板,將項目概況、實時指標、機組狀態、環境參數、發電統計、節能減排等復雜、抽象的數據以豐富的圖表、圖形和設計元素展現,實現集中管控。通過對歷史數據的融合分析,管理者可實現資源的優化配置,構建智慧風電管理系統。

6、實時指標

通過圖撲軟件 HT 2D 面板可以實時觀測整個風電場總的風電負荷,從“風機預警處理率”以及“未處理風機數”可及時進行事件決策與處理。

7、環境參數

風速及風向的變化對大型風力發電機的發電量有較大的影響,可將環境監測系統接入圖撲軟件的可視化場景,完成對能見度、降水量、風速、溫度的實時監測,在惡劣天氣來臨前做好應對措施。

8、發電統計

發電量是生產監測模塊管理人員最關注的數據,面板中展示了當日發電量、當月發電量以及累計發電量;用柱狀圖的形式展現了所有風力發電機日發電量排行情況。

9、節能減排

通過圖撲軟件的可視化系統遠程監測風電基地氮氧化合物的排放數據并作統計,可遵循規律達到節能減排的最優解。

10、機組狀態數量

運用圖撲軟件的多樣化圖表形式,顯示正常發電、帶病發電、待機、自身限功率、計劃停機、通訊中斷的風力發電機數量,方便實時獲取全場風機的運行狀態。

短期來看,政策是我國儲能裝機發展的主要驅動力,而系統經濟性的提升才能打開中長期規?;l展的空間。因而,隨著市場機制的逐步改善。儲能系統經濟性的拐點也在“漸行漸遠”。

新能源長期穩定提供電力保障的能力較差,且受氣象數據滾動更新影響,新能源功率預測仍然與實際結果存在偏差。新能源大規模接入使既有常規電源和抽蓄調節能力消耗殆盡,“源隨荷動”的平衡模式難以為繼,系統平衡調節能力亟待提升,需加快構建“源網荷儲”互動的新型電力系統。

尷尬“身份”引熱議 業界呼吁儲能市場主體地位需明確

2020年儲能產業巨頭躍躍欲試,各路資本摩拳擦掌。伴隨可再生能源發電進入平價時代,以及儲能度電成本的持續下降,儲能行業的“春天”仿佛又一次來臨。

然而,冷靜審視這一行業,商業模式尚不完整,技術標準還不統一,獨立市場主體地位仍未確定,成功項目案例寥寥無幾……一場不期而遇的疫情,又給剛剛燃起的市場熱情潑了一盆冷水。

第十屆中國國際儲能大會會議現場

“整個儲能行業剛剛起步,仍需付出極大地努力,不論是服務于智能化的電子產品的消費電池儲能,還是服務于移動機具的動力電池儲能,以及服務于電力系統的電源儲能,都要不斷地創新和技術進步?!?月24日,在中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會舉辦的第十屆中國國際儲能大會上,中國能源研究會常務理事、國家氣候戰略中心原主任李俊峰寄語。

可喜的是,繼用戶側、電網側、發電側的儲能項目先后“引爆”市場,“可再生能源+儲能”成為今年國內儲能市場發展的主要動力。各類儲能“元年”概念層出不窮,儲能應用熱點切換頻繁。數據顯示,2020年裝機達吉瓦級的儲能項目將投運。

“要完善儲能發展支持政策和市場環境,給予儲能獨立主體地位,完善價格機制,全局衡量儲能的價值?!彼娝巹澰O計總院總工程師彭才德建議。不少業內專家呼吁,如何明確儲能的功能定位,使其具備獨立的市場身份,是目前行業發展解決的首要難題。

“身份”認同迫在眉睫

儲能并非新技術,與電力工業和大電網相伴而生的抽水蓄能,已有百余年 歷史 。但與全球不少國家相比,我國儲能“身份”認同卻相對滯后。浙江南都能源互聯網運營有限公司副總經理于建華表示,在完善儲能參與電力市場規則時,應不斷明確儲能功能定位,讓其獲得參與電力市場的合理身份。

2018年,美國將儲能列為獨立的電力資產;2019年6月,英國對儲能定義進行修訂,將儲能系統歸類為發電設施。近年來,英國允許儲能參與容量市場,德國、澳大利亞等國降低進入市場的儲能裝機規模要求,縮短結算周期等,使得小型儲能供應商有機會參與市場,并防止大儲能電站拆分成小單元參與競價。這些國家總體上是降低儲能參與市場的門檻,以鼓勵儲能發揮在電力系統中的多重作用。

“在商業模式方面,儲能沒有獨立的市場身份,儲能規?;挠行虡I模式盈利能力相對薄弱,如開展共享儲能,為新能源場站提供調峰輔助服務,缺乏調度政策制度保障,基本上是一事一議、一場一策,收益存在很大不確定性?!庇诮ㄈA說,“建議應在‘十四五’規劃中,將儲能納入能源或電力的頂層設計,明確儲能規劃配置、標準體系、運營管理,推動儲能產業規?;瘧?。與此同時,加快推進電力市場建設,建立電力現貨市場下的儲能價格形成機制。完善輔助服務價格機制,給予儲能電站獨立身份,允許儲能作為獨立主體參與輔助服務交易,推動儲能進入輔助服務市場,逐步形成‘按效果付費、誰受益誰付費’市場化儲能定價機制,由市場平衡疏導儲能投資?!?

儲能的不明確身份,直接導致其在計量和結算方面,衍生出諸多問題。電網側儲能方面,受《輸配電定價成本監審辦法》的管制條件,儲能無法進入輸配店家向下游疏導,電網側儲能投資急停;電源側儲能目前主要依托調頻輔助服務的合同能源管理模式盈利,輔助服務目前“零和”的結算機制和市場不定期調價,導致盈利的不確定性風險較大;用戶側儲能之前通過峰谷電價套利的方式制定的商業模式,受近兩年“降電價”和現貨市場峰谷電價不確定影響,致恐慌情緒增加;2020年以來,可再生能源配置儲能應用大熱,但由于目前仍屬于強制發電企業承擔儲能投資成本,發電企業除了利用發電效益進行補貼儲能外,并無其他收益,導致對此抵觸情緒很大。

“首先因為參與電力系統的身份無法確認導致尚未形成并網體系,各地方鮮有明晰的落地政策和執行文件,導致各部門尚難對儲能系統項目進行綜合認定;其次,并網環節流程,標準尚未建立。在沒有統一標準和制度的情況下經常會出現執行環節找不到主管部門的情況,使得儲能的建設、并網過程管理不確定性較高?!敝袊戏诫娋W電力調度中心主管王皓懷分析。

在其看來,一方面,標準化、制度化應給予儲能公平的準入;另一方面,市場化環境也應給予儲能合理的商業模式?!皯龠M儲能項目的電力系統運營主體身份確認,并網流程上實現標準化和制度化。還應依托電力現貨市場、輔助服務市場、區域電力市場建設等機遇,考慮促進儲能發展的因素,建立健全電力市場體系,讓儲能在市場環境中尋求自身的商業機會?!蓖躔呀ㄗh。

“面粉有了,雞蛋有了,奶油也有了,但是蛋糕還沒出來。這就好比儲能應從政策層面開始就把這一塊蛋糕清晰地畫出來,這樣投入產出就會很清楚。該降成本的降成本,該提高產品的功能、特點和集成就要提高?!鄙夏茈姎鈨δ苁聵I部總經理姜正茂形象比喻。繼國家發改委、國家能源局等五部委2017年印發《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》后,今年5月,國家能源局正式設立能效和儲能處,開展《 科技 創新儲能試點示范項目》征集,進一步加快推進儲能技術推廣應用。此外,儲能還被列為能源技術革命創新行動計劃等多個規劃的重點任務,以及促進儲能技術與產業發展的指導意見等年度行動計劃中。作為能源轉型的核心技術和顛覆性技術,儲能發展被正納入國家頂層設計與規劃中。

市場模式亟待清晰

儲能產業大規模發展的前提,是商業模式的清晰。當前,國內儲能相關政策與市場機制相對滯后,盡管應用場景廣泛,但絕大部分缺少盈利模型,業主投資儲能的收益無法保障,導致國內儲能應用進程緩慢、業主不愿主動配置。

“在美國,近兩年包括未來三五年的儲能發展路徑非常明確。但在國內,儲能商業模式并不清晰?!笨脐戨娮?科技 股份有限公司副總經理周涵分析。

對此,深圳市盛弘電氣股份有限公司儲能微網事業部總經理范小波表示認同。在其看來,電網側和電源側儲能價格定位已經清楚,但在工商業和用戶側,儲能項目落地依然困難。

“對于峰谷波差的盈利方式,唯一受困的因素是成本。但不能簡單的理解成本下降就能取得好的收益,質量仍是制約盈利的關鍵因素。第二類商業模式是把熱響應、熱啟動全部疊加下來,這一模式在華北、廣東、安徽等地,已經率先落地。需求側響應很簡單,就是把用電負荷需要用電的時候就負荷平移一下,從而得到一定的補償。但這一模式至今,并未真正落地用到。此外,通過儲能進行充電站擴容的項目多數都在開發和落地,微電網、移動儲能供電商業模式盡管盈利途徑清晰,但僅僅依靠價格或坐等成本下降,盈利的途徑處于表面?!狈缎〔ǚ治?,“美國和歐洲現貨市場通過儲能改變現貨收益,已經取得非常好的盈利,我認為未來中國可能產生的商業模式,應該包括現貨交易、光伏消納及PPA,以及一次調頻?!?

伴隨應用生產導向時代的到來,不同的使用條件、場景、環境,將產生各種便利,差異化的商業模式,正備受儲能業界期待。

中國化學與物理電源行業協會今年7月全國產能產業巡回走訪調研發現,光儲充電站由單純的充電功能逐漸轉變為大型移動智能終端、儲能和數字空間,兼有健身 娛樂 、數字消費、公共服務等多樣化的功能。光儲充電站成為電動出租車司機生活新模式的重要載體。

不過,盡管多家逆變器企業在“531新政”頒布后都提出了“光儲一體化”概念,但實際應用普遍在海外,國內有大規模儲能應用的只有陽光電源、科華恒盛、寧德時代等少數幾家企業,且多數項目都依靠行政命令強制推進,與海外大量自愿安裝建設形成鮮明對比。光儲充電站實現真正落地尚需時日。不少受訪者表示,從儲能項目的實踐來看,電池是儲能項目商業模式的核心,也是制約儲能項目實施的關鍵和瓶頸。

“從儲能系統出廠測試和現場運行來看,不同廠家電芯的一致性、容量保持率、數據采集的可靠性等方面差異較大,部分廠家電池在實際運行過程中的故障率偏高?!眹W平高集團有限公司黨委副書記、總經理程利民分析,“希望業界重視產品質量、重視標準建設、重視行業培育?!?

期成本低、使用年限長等復合特點的儲能技術,現有儲能技術難以支撐大規模商業化推廣應用。

“儲能技術相應的商業模式目前還不成熟,很多 社會 資本對儲能的投資仍呈觀望狀態。不斷進步的儲能技術與清晰的商業模式,是儲能產業今后能否 健康 發展的關鍵?!痹怯屡袛?。

還應看到,技術性之外,安全性問題也是制約儲能項目投資遲遲無法回收的根結所在。

華夏銀行綠色金融中心副主任彭凌分析,儲能項目因未來收入的不確定性,導致其投資回收期相對較長。站在傳統銀行的角度,儲能還不算銀行特別青睞的領域,技術儲能雖然在進步,成本也在下降,清晰的經濟模型卻尚未完全建立起來。

“我國正在大規模的鋪設5G和新基建的建設,中國擁有全球最大的儲能市場,伴隨應用市場導向時代的真正到來,按照不同使用條件、場景、環境會產生很多便利化、差異化的商業模式,儲能系統將不斷升級與進化,產品功能和使用方式也將發生深刻變革?!睂τ趦δ馨l展的前景,中國化學與物理電源行業協會秘書長劉彥龍信心十足。

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最后編輯于:2022/12/10作者:中國移動

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