中國儲能網(wǎng)訊：非化石能源消費占比大幅提升是發(fā)展儲能的根本原因。2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向國際社會作出碳達峰、碳中和的鄭重承諾。
隨后，這一3060目標(biāo)被納入“十四五”規(guī)劃建議，中央經(jīng)濟工作會議也首次將做好碳達峰、碳中和工作列為年度重點任務(wù)之一。
根據(jù)國網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國能源電力發(fā)展展望》，我國未來要實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，一次能源低碳化轉(zhuǎn)型明顯,非化石能源占一次能源比重在2025、2035、2050和2060年分別有望達到22%、40%、69%和81%。
傳統(tǒng)電網(wǎng)難以滿足以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，儲能將成為新型電力系統(tǒng)中的重要支撐。多種儲能措施并舉將在新型電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、供能穩(wěn)定等方面扮演關(guān)鍵的角色。
國內(nèi)外多國實行了多項推動、鼓勵儲能發(fā)展的政策。2017-2021年受益于電價定價體系、能源結(jié)構(gòu)的差異性以及政府給予適當(dāng)補貼，國內(nèi)外儲能發(fā)展迅速。中國2021年7月提出到2025年國內(nèi)裝機達3000萬千瓦以上，到2030年實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，利好政策不斷出臺。
儲能的空間有多大？
隨著新能源發(fā)電占比越來越高以及儲能經(jīng)濟性拐點到來，儲能市場迎來爆發(fā)，預(yù)計到2025年全球新增儲能裝機達到130.9GW/318.1GWh,2021-2025年復(fù)合增速為79%，到2030年新增儲能裝機達到535.8GW/1575.0GWh,2021 -2030年復(fù)合增速為55%，中國、美國、歐洲將是最大增量市場。
有哪些形式的儲能？
儲能的方式較多，根據(jù)能量存儲方式的不同，主要分為物理儲能、電化學(xué)儲能、電磁儲能、光熱儲能，以及氫儲等，其中物理儲能在存儲過程中不發(fā)生化學(xué)變化，可細分為抽水儲能、壓縮空氣儲能與飛輪儲能，電化學(xué)儲能根據(jù)不同的儲能介質(zhì)可分為鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池等 6 種細分種類。目前抽水儲能占據(jù)累計裝機主要份額，但逐年下降。
基于IEA（國際能源機構(gòu)）發(fā)布的“Energy Storage Technology Roadmap”中對各類技術(shù)成熟度的分析可知，各類儲能技術(shù)在成熟度方面也呈現(xiàn)出了不同的特點。
主流儲能技術(shù)成熟度如下圖所示。鋰離子電池憑借自身能量密度大、功率性能高、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢，目前已成為應(yīng)用最廣泛的一種儲能電池技術(shù)；
鉛蓄電池是具有較長發(fā)展歷史的一種化學(xué)儲能技術(shù)，由于性能穩(wěn)定、成本低廉，在分布式發(fā)電和微網(wǎng)領(lǐng)域有大量應(yīng)用案例；
液流電池和鈉硫電池由于具有儲能時間長、容量大、循環(huán)周期長等優(yōu)勢，目前已經(jīng)成為先進大容量電化學(xué)儲能技術(shù)的代表，備受大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)示范項目的青睞；
超級電容和高速飛輪儲能已在軌道交通、制動能量回收等非電力系統(tǒng)領(lǐng)域中得到成熟應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中通常會與能量型儲能技術(shù)配合應(yīng)用，以充分發(fā)揮其功率性能優(yōu)勢；
抽水蓄能和傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術(shù)相對成熟，適合百兆瓦及以上規(guī)模的儲能應(yīng)用，并已實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用；超導(dǎo)儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還不成熟，距離規(guī)?；瘧?yīng)用仍需要一定的時間。
儲能的應(yīng)用場景
儲能應(yīng)用場景豐富，在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景廣闊，具體應(yīng)用領(lǐng)域可分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)三大類以及多種子場景:
1)發(fā)電側(cè): 火儲聯(lián)合調(diào)頻，穩(wěn)定輸出功率;新能源發(fā)電配儲，平抑出力波動，提高消納等;
2)電網(wǎng)側(cè): 調(diào)峰、二次調(diào)頻、冷備用、黑啟動等;
3)用戶側(cè): 峰谷套利、需量管理、動態(tài)擴容，用戶主要分為家庭、工業(yè)、商業(yè)、市政等；
4)微電網(wǎng): 主要為離主電網(wǎng)絡(luò)較遠的無電、弱電地區(qū)，需要自建電網(wǎng)，可采用可再生能源與儲能作為解決方案；
5)分布式離網(wǎng): 4G/5G 基站供電、風(fēng)景區(qū)驛站供電、森林監(jiān)控站供電、油田采油站供電、高速加油站供電等。
儲能的發(fā)展現(xiàn)狀
目前全球的儲能方式占比來看，抽水蓄能依然是一家獨大，占比超過了 90%，而占比第二大的是電化學(xué)儲能，約占4%左右，而在電化學(xué)儲能中占比最大的是鋰離子電池儲能，約占80%左右。
值得一提的是，我國的抽水蓄能技術(shù)將迎來較快的發(fā)展。2021年9月，國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》，按照能核盡核、能開盡開的原則，在重點實施項目庫內(nèi)核準(zhǔn)建設(shè)抽水蓄能電站。
1、規(guī)劃到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上;
2、2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達到1.2億千瓦左右，推動抽水蓄能進入快速發(fā)展階段。因此，抽水蓄能作為電源電網(wǎng)側(cè)的大容量電能調(diào)配的重要補充，其建設(shè)節(jié)奏有望自“十四五”期間起迎來集中釋放，直接利好主站設(shè)備和電站系統(tǒng)供應(yīng)商。
電化學(xué)儲能正在逐漸成為新增主流，鋰電池響應(yīng)快、壽命長、適應(yīng)場景多，優(yōu)勢凸顯。由于電化學(xué)儲能的使用場景更多，受地理環(huán)境等外部因素影響較小。
2017-2020年電化學(xué)儲能占全球新增儲能裝機比例分別為17%/66%/80%/51%，占中國新增儲能裝機比例分別為3%/28%/58%/46%；前三年呈現(xiàn)逐年上升趨勢。
2020年有所下降，原因為2020年有新增的抽水蓄能投入使用，一座抽水蓄能電站容量大，對當(dāng)年電化學(xué)儲能裝機占比產(chǎn)生較大影響。電化學(xué)儲能逐漸成為新增儲能項目中的主流技術(shù)，預(yù)計2021年將繼續(xù)保持增長趨勢。
電化學(xué)儲能中，鋰電儲能由于能量/功率密度更高、使用與循環(huán)壽命更長、響應(yīng)時間更快、適應(yīng)場景多等優(yōu)勢，2020年全球/中國鋰電儲能占新增電化學(xué)儲能 96%/92%，而20203Q 新增規(guī)劃/在建電化學(xué)儲能項目幾乎全部應(yīng)用鋰電池。預(yù)計鋰電池儲能技術(shù)將成為未來主流儲能技術(shù)。
全球電化學(xué)儲能裝機持續(xù)增長，累計達16.5GW/33.1GWh：2020年全球新增電化學(xué)儲能5.3GW/10.7GWh，同比+57%，主要得益于中國（新增1.2GW/2.3GWh，同比+168%）和美國（新增1.1GW/2.6GWh，同比+207%）儲能市場的迸發(fā)。截至2020年底全球已投運電化學(xué)儲能累計裝機16.5GW/33.1GWh，同比+57%，占光伏累計裝機的2.3%。
分國家來看，2020年新增電化學(xué)儲能裝機中國（新增1.2GW/2.3GWh，同比+168%）躍居首位，歐洲（新增1.2GW/1.9GWh，同比+19%）、美國（新增1.1GW/2.6GWh，同比+207%）分列全球第二、第三，合計裝機達3.5GW/6.8GWh，同比+107%，占全球新增的63%。另外，韓國新增0.85GW/2.24GWh，同比+30%，日本新增0.55GW/0.98GWh，同比+36%，居全球第四、第五。
海外的儲能發(fā)展現(xiàn)狀
美國市場，過去十年，加州貢獻54%儲能裝機，45%儲能用于表前能量時移；過去五年家庭儲能規(guī)模迅速增長。BNEF數(shù)據(jù)，2010-2020年全美電化學(xué)儲能累計裝機約2.8GW，加州、PJM和德州位列裝機前三，分別占比54%、14%和10%。從功能看，能量轉(zhuǎn)移和輔助服務(wù)是美國主要的儲能場景，累計裝機占比分別為45%和27%；但過去五年表后家庭儲能需求興起，2015-2020年CAGR達到227%。
2010年以來，歐洲市場安裝數(shù)量和裝機容量均在高速增長, 2011年歐洲新增裝機容量僅為2MW，截至2020年底累計裝機容量4.14GW，2016-2020 CAGR達49.2%。
2010-2020年德國貢獻48%儲能裝機，40%項目用于家用儲能。細分功能場景，家用儲能、能量時移、輔助服務(wù)是主要應(yīng)用場景，累計裝機占比分別為40%、25%和25%。從地區(qū)來看，德國和英國是歐洲儲能市場領(lǐng)先者，累計裝機占比分別為48%和32%。
為什么海外的儲能技術(shù)發(fā)展較快？引用中金電新團隊的觀點，有三個要素起到關(guān)鍵的支撐，分別是電力市場機制、政策以及經(jīng)濟性：
1）電力市場機制：海外具備較成熟的電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，多元化的電力品種為儲能提供收益支撐；
2）政策：海外政策支持可再生能源發(fā)電是儲能發(fā)展的底層邏輯，同時通過補貼、允許儲能參與電力市場交易等激發(fā)配儲需求；
3）經(jīng)濟性：在高收益、政策補貼和儲能成本下降的驅(qū)動下，海外儲能項目已具備較高的經(jīng)濟性。分區(qū)域看，美國、日本、韓國、歐洲和澳洲是主要儲能市場，其中美國表前/表后市場發(fā)展比較均衡、在可再生能源目標(biāo)以及持續(xù)補貼下有望延續(xù)高增長；日本、歐洲、澳洲聚焦戶用儲能、Fit退坡有望驅(qū)動戶用儲能需求持續(xù)市場；韓國在RPS目標(biāo)及RECs政策激勵表前市場有望保持較高增速。
總 結(jié)
儲能是新能源發(fā)展的必經(jīng)之路，未來的成長空間巨大，未來5年的年均復(fù)合增速可能達到70%+，未來10年的年均復(fù)合增速可能達到50%+，是一條不可多得的超級成長賽道。儲能的形式多種多樣，電化學(xué)儲能有望成為其中最為看好的技術(shù)路線之一。海外的儲能發(fā)展比國內(nèi)要更加成熟，國內(nèi)儲能在探索中前進，有望在未來迎來更加快速的發(fā)展。
