中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：非化石能源消費(fèi)占比大幅提升是發(fā)展儲(chǔ)能的根本原因。2020年9月22日，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上向國(guó)際社會(huì)作出碳達(dá)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(jì)工作會(huì)議也首次將做好碳達(dá)峰、碳中和工作列為年度重點(diǎn)任務(wù)之一。
根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國(guó)能源電力發(fā)展展望》，我國(guó)未來(lái)要實(shí)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(dá)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(chǔ)能將成為新型電力系統(tǒng)中的重要支撐。多種儲(chǔ)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(guó)內(nèi)外多國(guó)實(shí)行了多項(xiàng)推動(dòng)、鼓勵(lì)儲(chǔ)能發(fā)展的政策。2017-2021年受益于電價(jià)定價(jià)體系、能源結(jié)構(gòu)的差異性以及政府給予適當(dāng)補(bǔ)貼，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能發(fā)展迅速。中國(guó)2021年7月提出到2025年國(guó)內(nèi)裝機(jī)達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上，到2030年實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展，利好政策不斷出臺(tái)。
儲(chǔ)能的空間有多大？
隨著新能源發(fā)電占比越來(lái)越高以及儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)到來(lái)，儲(chǔ)能市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)，預(yù)計(jì)到2025年全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到130.9GW/318.1GWh,2021-2025年復(fù)合增速為79%，到2030年新增儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到535.8GW/1575.0GWh,2021 -2030年復(fù)合增速為55%，中國(guó)、美國(guó)、歐洲將是最大增量市場(chǎng)。
有哪些形式的儲(chǔ)能？
儲(chǔ)能的方式較多，根據(jù)能量存儲(chǔ)方式的不同，主要分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、光熱儲(chǔ)能，以及氫儲(chǔ)等，其中物理儲(chǔ)能在存儲(chǔ)過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)變化，可細(xì)分為抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能與飛輪儲(chǔ)能，電化學(xué)儲(chǔ)能根據(jù)不同的儲(chǔ)能介質(zhì)可分為鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池等 6 種細(xì)分種類。目前抽水儲(chǔ)能占據(jù)累計(jì)裝機(jī)主要份額，但逐年下降。
基于IEA（國(guó)際能源機(jī)構(gòu)）發(fā)布的“Energy Storage Technology Roadmap”中對(duì)各類技術(shù)成熟度的分析可知，各類儲(chǔ)能技術(shù)在成熟度方面也呈現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)。
主流儲(chǔ)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(shì)，目前已成為應(yīng)用最廣泛的一種儲(chǔ)能電池技術(shù)；
鉛蓄電池是具有較長(zhǎng)發(fā)展歷史的一種化學(xué)儲(chǔ)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(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)、容量大、循環(huán)周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)成為先進(jìn)大容量電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的代表，備受大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)示范項(xiàng)目的青睞；
超級(jí)電容和高速飛輪儲(chǔ)能已在軌道交通、制動(dòng)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(huì)與能量型儲(chǔ)能技術(shù)配合應(yīng)用，以充分發(fā)揮其功率性能優(yōu)勢(shì)；
抽水蓄能和傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)相對(duì)成熟，適合百兆瓦及以上規(guī)模的儲(chǔ)能應(yīng)用，并已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用；超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還不成熟，距離規(guī)模化應(yīng)用仍需要一定的時(shí)間。
儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景
儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)景:
1)發(fā)電側(cè): 火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻，穩(wěn)定輸出功率;新能源發(fā)電配儲(chǔ)，平抑出力波動(dòng)，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(dòng)等;
3)用戶側(cè): 峰谷套利、需量管理、動(dòng)態(tài)擴(kuò)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(yuǎn)的無(wú)電、弱電地區(qū)，需要自建電網(wǎng)，可采用可再生能源與儲(chǔ)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(chǔ)能的發(fā)展現(xiàn)狀
目前全球的儲(chǔ)能方式占比來(lái)看，抽水蓄能依然是一家獨(dú)大，占比超過(guò)了 90%，而占比第二大的是電化學(xué)儲(chǔ)能，約占4%左右，而在電化學(xué)儲(chǔ)能中占比最大的是鋰離子電池儲(chǔ)能，約占80%左右。
值得一提的是，我國(guó)的抽水蓄能技術(shù)將迎來(lái)較快的發(fā)展。2021年9月，國(guó)家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》，按照能核盡核、能開(kāi)盡開(kāi)的原則，在重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目庫(kù)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(dá)到6200萬(wàn)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(dá)到1.2億千瓦左右，推動(dòng)抽水蓄能進(jìn)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(bǔ)充，其建設(shè)節(jié)奏有望自“十四五”期間起迎來(lái)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(chǔ)能正在逐漸成為新增主流，鋰電池響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、適應(yīng)場(chǎng)景多，優(yōu)勢(shì)凸顯。由于電化學(xué)儲(chǔ)能的使用場(chǎng)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(chǔ)能占全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)比例分別為17%/66%/80%/51%，占中國(guó)新增儲(chǔ)能裝機(jī)比例分別為3%/28%/58%/46%；前三年呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。
2020年有所下降，原因?yàn)?020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(duì)當(dāng)年電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)占比產(chǎn)生較大影響。電化學(xué)儲(chǔ)能逐漸成為新增儲(chǔ)能項(xiàng)目中的主流技術(shù)，預(yù)計(jì)2021年將繼續(xù)保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。
電化學(xué)儲(chǔ)能中，鋰電儲(chǔ)能由于能量/功率密度更高、使用與循環(huán)壽命更長(zhǎng)、響應(yīng)時(shí)間更快、適應(yīng)場(chǎng)景多等優(yōu)勢(shì)，2020年全球/中國(guó)鋰電儲(chǔ)能占新增電化學(xué)儲(chǔ)能 96%/92%，而20203Q 新增規(guī)劃/在建電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目幾乎全部應(yīng)用鋰電池。預(yù)計(jì)鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)將成為未來(lái)主流儲(chǔ)能技術(shù)。
全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)持續(xù)增長(zhǎng)，累計(jì)達(dá)16.5GW/33.1GWh：2020年全球新增電化學(xué)儲(chǔ)能5.3GW/10.7GWh，同比+57%，主要得益于中國(guó)（新增1.2GW/2.3GWh，同比+168%）和美國(guó)（新增1.1GW/2.6GWh，同比+207%）儲(chǔ)能市場(chǎng)的迸發(fā)。截至2020年底全球已投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)16.5GW/33.1GWh，同比+57%，占光伏累計(jì)裝機(jī)的2.3%。
分國(guó)家來(lái)看，2020年新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中國(guó)（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(guó)（新增1.1GW/2.6GWh，同比+207%）分列全球第二、第三，合計(jì)裝機(jī)達(dá)3.5GW/6.8GWh，同比+107%，占全球新增的63%。另外，韓國(guó)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(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
美國(guó)市場(chǎng)，過(guò)去十年，加州貢獻(xiàn)54%儲(chǔ)能裝機(jī)，45%儲(chǔ)能用于表前能量時(shí)移；過(guò)去五年家庭儲(chǔ)能規(guī)模迅速增長(zhǎng)。BNEF數(shù)據(jù)，2010-2020年全美電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)約2.8GW，加州、PJM和德州位列裝機(jī)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(guó)主要的儲(chǔ)能場(chǎng)景，累計(jì)裝機(jī)占比分別為45%和27%；但過(guò)去五年表后家庭儲(chǔ)能需求興起，2015-2020年CAGR達(dá)到227%。
2010年以來(lái)，歐洲市場(chǎng)安裝數(shù)量和裝機(jī)容量均在高速增長(zhǎng), 2011年歐洲新增裝機(jī)容量?jī)H為2MW，截至2020年底累計(jì)裝機(jī)容量4.14GW，2016-2020 CAGR達(dá)49.2%。
2010-2020年德國(guó)貢獻(xiàn)48%儲(chǔ)能裝機(jī)，40%項(xiàng)目用于家用儲(chǔ)能。細(xì)分功能場(chǎng)景，家用儲(chǔ)能、能量時(shí)移、輔助服務(wù)是主要應(yīng)用場(chǎng)景，累計(jì)裝機(jī)占比分別為40%、25%和25%。從地區(qū)來(lái)看，德國(guó)和英國(guó)是歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)領(lǐng)先者，累計(jì)裝機(jī)占比分別為48%和32%。
為什么海外的儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展較快？引用中金電新團(tuán)隊(duì)的觀點(diǎn)，有三個(gè)要素起到關(guān)鍵的支撐，分別是電力市場(chǎng)機(jī)制、政策以及經(jīng)濟(jì)性：
1）電力市場(chǎng)機(jī)制：海外具備較成熟的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，多元化的電力品種為儲(chǔ)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(chǔ)能發(fā)展的底層邏輯，同時(shí)通過(guò)補(bǔ)貼、允許儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)交易等激發(fā)配儲(chǔ)需求；
3）經(jīng)濟(jì)性：在高收益、政策補(bǔ)貼和儲(chǔ)能成本下降的驅(qū)動(dòng)下，海外儲(chǔ)能項(xiàng)目已具備較高的經(jīng)濟(jì)性。分區(qū)域看，美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐洲和澳洲是主要儲(chǔ)能市場(chǎng)，其中美國(guó)表前/表后市場(chǎng)發(fā)展比較均衡、在可再生能源目標(biāo)以及持續(xù)補(bǔ)貼下有望延續(xù)高增長(zhǎng)；日本、歐洲、澳洲聚焦戶用儲(chǔ)能、Fit退坡有望驅(qū)動(dòng)戶用儲(chǔ)能需求持續(xù)市場(chǎng)；韓國(guó)在RPS目標(biāo)及RECs政策激勵(lì)表前市場(chǎng)有望保持較高增速。
總 結(jié)
儲(chǔ)能是新能源發(fā)展的必經(jīng)之路，未來(lái)的成長(zhǎng)空間巨大，未來(lái)5年的年均復(fù)合增速可能達(dá)到70%+，未來(lái)10年的年均復(fù)合增速可能達(dá)到50%+，是一條不可多得的超級(jí)成長(zhǎng)賽道。儲(chǔ)能的形式多種多樣，電化學(xué)儲(chǔ)能有望成為其中最為看好的技術(shù)路線之一。海外的儲(chǔ)能發(fā)展比國(guó)內(nèi)要更加成熟，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能在探索中前進(jìn)，有望在未來(lái)迎來(lái)更加快速的發(fā)展。
