中國儲能網(wǎng)訊：2022是動蕩的一年，地緣沖突激烈，大國博弈加劇，經(jīng)濟高通脹，引發(fā)全球能源行業(yè)深層影響，供需格局步入調(diào)整階段，能源安全備受關注。國際能源署（IEA）發(fā)布的《2022年世界能源展望》報告指出，雖然短期內(nèi)多國選擇回歸化石能源保安全，但從長遠看，新能源尤其是清潔能源仍是解決人類能源問題的關鍵，儲能更是不可或缺的一環(huán)?；仡?022年，國際儲能市場在動蕩的國際形勢和由此引發(fā)的能源危機影響下，依然“大”放異彩。
多國發(fā)布儲能規(guī)劃目標，表前項目“大”型化仍是主流
隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速，各國碳中和方案相繼落地，新能源的快速發(fā)展對儲能的需求愈發(fā)強烈。2022年，海外多個國家和地區(qū)發(fā)布儲能采購計劃或路線圖，指導儲能的快速部署和發(fā)展方向。
美國：紐約州調(diào)高儲能采購目標，由2030年3GW調(diào)至6GW；密歇根州設置2025年1GW、2040年4GW儲能采購目標，成為美國第十個確立采購計劃的州。
歐洲：歐洲儲能協(xié)會（EASE）發(fā)布路線圖，2030年需部署187GW、2050年部署600GW儲能。
澳大利亞：澳大利亞能源市場運營商（AEMO）提出未來30年發(fā)展路線圖，2050年部署46GW/640GWh可調(diào)度儲能，平均時長10小時以上。
加拿大：加拿大儲能協(xié)會（ESC）建議2035年前安裝8-12GW儲能，以滿足2050年凈零需求。
印度：印度儲能聯(lián)盟（IESA）預測到2030年至少需160GWh儲能，以實現(xiàn)其可再生能源目標。
在實現(xiàn)裝機目標的過程中，特別是表前市場，單個項目規(guī)模屢創(chuàng)新高，大規(guī)模項目仍是22年國際儲能市場的主基調(diào)。這些大型項目仍以鋰電技術路線為主，擬建最大鋰電項目規(guī)模突破4GWh，2-4小時的鋰電項目逐漸增多，這一年的典型項目主要有：
美國最大獨立電池儲能項目上線運行，儲能規(guī)模350MW/1400MWh，已簽訂長期容量合同。
澳大利亞最大電池儲能項目啟動建設，儲能規(guī)模909MW/1915MWh，提供備用傳輸能力和提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。
歐洲最大電池儲能項目投入運營，儲能規(guī)模98MW/196MWh，最大限度提高海上風電效率，減少棄風時段。
東南亞最大電池儲能項目投運，儲能規(guī)模200MW/200MWh，前兩年主要提供旋轉(zhuǎn)備用，第三年起主要用于頻率服務。
全球待建規(guī)模最大鋰電儲能項目，儲能規(guī)模4-4.5GWh，與光伏電站配合使用提供服務。
美國給予清潔能源最“大”支持，獨立儲能首獲ITC資格
2022年8月16日，拜登總統(tǒng)簽署《通貨膨脹削減法案》(IRA)，其中為清潔能源和氣候相關的項目提供近3700億美元的激勵措施，這是美國對于清潔能源迄今為止支持力度最大的法案。未來十年，美國的清潔能源安裝量的增速將空前增大，碳排放在2005年水平的基礎上減少約40%，并將增加近100萬個清潔能源領域的工作崗位。預計2022-2030年間，美國清潔能源的新增安裝量將達到525-550GW，隨之拉動5500-6000億美元的投資，這些項目的建設還會產(chǎn)生超9000億美元的經(jīng)濟活動，美國GDP也將在未來十年內(nèi)增加近5000億美元。
IRA出臺后，雖然在全球貿(mào)易層面有很多爭議的聲音，但不可否認的是這項舉措將會加速全球清潔能源領域的變革，對于美國的清潔能源發(fā)展來說也將會是個拐點的機會，打破了美國多年來對于清潔能源政策搖擺不定的局面。具體來說，IRA針對清潔能源的支持，可以說覆蓋了新能源行業(yè)的多個細分領域，包括新能源汽車、儲能、光伏、風電、氫能等。
對于儲能來說，IRA允許儲能可以以獨立主體身份享受ITC政策，自2023年起，儲能可以正式以獨立主體身份獲得30%的投資稅收抵免，持續(xù)10年，這對于儲能行業(yè)的發(fā)展意義重大。儲能不再必須與太陽能發(fā)電配合使用，便可獲得ITC，其充電來源也不僅局限于太陽能發(fā)電，使得儲能項目能夠更優(yōu)化地運行，并且可以獲得額外的收入或節(jié)省更多的費用，進一步降低獨立儲能項目的建設成本，提升企業(yè)投資儲能的積極性。
美國國內(nèi)儲能雖然可以直接受益于法案，但預計短期內(nèi)的效果不大，因為目前與電動汽車的電池需求量相比，儲能的量還是比較小的，另外供應鏈的日益緊張也導致項目成本的上漲和安裝的延期。美國國內(nèi)正在通過各種途徑，加強電池的本地化制造，并鼓勵供應鏈向本國及盟國轉(zhuǎn)移，包括IRA中也有相關條款是專門解決這些問題的，因此，從中遠期來看，IRA法案的直接作用結(jié)合美國國內(nèi)供應鏈的逐步強大，儲能的受益程度也會進一步放大。
美歐加“大”電池生產(chǎn)支持力度，全球電池供應鏈或迎新變局
作為海外最火熱的兩大儲能市場，美國和歐洲已經(jīng)連續(xù)三年新增儲能裝機規(guī)模達GW級以上，美國能源信息署（EIA）預計2022年美國電池儲能的累計裝機規(guī)模將會達到9.2GW，到2025年將會達到30GW，歐洲儲能協(xié)會（EASE）預測到2030年歐洲的電池儲能需求將達到67GW。與此同時，美國和歐洲亦是全球汽車大國，電動汽車的快速發(fā)展，使得他們對于動力電池的需求更是與日俱增，據(jù)外媒數(shù)據(jù)顯示，2030年美國市場的電池需求將超過1.8TWh，歐洲的電池需求也將達到1TWh，市場空間巨大。
根據(jù)IEA的報告數(shù)據(jù)，中國在全球關鍵材料、相關組件、電池制造等環(huán)節(jié)中的份額均超過60%，占據(jù)主導地位。近年來受疫情影響，特別是能源危機以及全球碳中和進程加速的影響下，美歐電池供應鏈的短板問題進一步凸顯，擺脫依賴，保證供應鏈的充足穩(wěn)定是當務之急。近兩年，美歐已陸續(xù)出臺了一系列措施，資金投入不斷增加，雙方目標都是要打造一個本地制造的、可持續(xù)的、有競爭力的供應鏈體系，屆時全球的供應鏈或?qū)⒊尸F(xiàn)新的格局。22年美歐針對本國電池供應鏈方面的重要舉措如下：
2022年2月11日，美國能源部 (DOE) 發(fā)布兩份資助機會公告（FOA），提供總額為 29.1 億美元的資金，為電池材料精煉和生產(chǎn)工廠、電池和電池組制造設施以及回收設施等全產(chǎn)業(yè)鏈提供資金支持，這對于未來快速發(fā)展的清潔能源行業(yè)（包括電動汽車和儲能）至關重要。同年8月，DOE發(fā)布DE-FOA-0002678號文件，公布了最新的資助名單，包括21個項目，通過《兩黨基礎設施法》提供的28億美元資金撥付。11月，DOE再次通過《兩黨基礎設施法》提供的7400萬美元，用于資助10個電池回收和再利用的項目。一系列舉措全部是為了加速在本土建立一個強大、穩(wěn)固、可持續(xù)的供應鏈體系，確保電池供應鏈關鍵環(huán)節(jié)的“美國制造”，以支持美國長期的經(jīng)濟競爭力、實現(xiàn)能源獨立性和脫碳，并滿足國家安全的需求。
2022年12月9日，歐洲議會和歐洲理事會就《新電池法》達成臨時協(xié)議，旨在使投放到歐盟市場的所有電池更具可持續(xù)性、循環(huán)性和安全性。立法首次規(guī)范電池“從生產(chǎn)到再利用和回收”的整個生命周期，并確保它們是安全、可持續(xù)和有競爭力的。這項協(xié)議適用于包括儲能在內(nèi)的所有電池?！缎码姵胤ā飞Ш螅瑥?2024 年起還將逐步引入對碳足跡、回收成分以及性能和耐久性的可持續(xù)性要求。這也意味著很多中國的動力電池生產(chǎn)制造企業(yè)生產(chǎn)的動力電池的碳足跡要向歐盟匯報，且要根據(jù)歐盟的計算法則計算碳足跡。
安全問題不容忽視，但也不要過度放“大”
2022年9月20日，美國公共事業(yè)公司PG&E位于美國加州蒙特雷的Elkhorn電池儲能項目發(fā)生火災事故，未造成人員傷亡。事故項目由PG&E持有和運營，于當年4月正式并網(wǎng)運行，該項目由256個Tesla的Megapack單元組成，每個單元都將電池和PCS設備集成在一個柜子里，通過變壓器和開關設備連接到115kV輸電系統(tǒng)中，儲能規(guī)模182.5MW/730MWh。這是Tesla繼2021年7月維多利亞大電池儲能項目發(fā)生火災后的第二起事故，這起事故中的項目同樣應用了Megapack，儲能規(guī)模300MW/450MWh，在項目測試過程中發(fā)生了火災，隨后的事故調(diào)查結(jié)果顯示，起火原因為冷卻液泄漏導致的電池單體熱失控。
巧合的是，此次加州事故電站的所在地，還建有一座儲能電站——Moss Landing儲能電站，同樣由PG&E持有，Vistra Energy公司運營，LG Energy Solution公司提供電芯，F(xiàn)luence公司提供系統(tǒng)集成以及工程總包。該項目是目前全球最大的在運鋰電池儲能項目，分兩期建設，一期300MW/1200MWh，二期新增100MW/400MWh，2021年9月，一期項目發(fā)生電池過熱事故，五個月后項目再次發(fā)生事故，大約10個電池架被熔化。
這幾起事故的電站規(guī)模都在百兆瓦以上，另據(jù)CNESA全球儲能數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計，2022年，全球共發(fā)生了18起儲能安全事故，百兆瓦級的事故項目數(shù)明顯多于往年。隨著全球儲能項目規(guī)模增大，安全隱患也隨之增大，因此會更加受到行業(yè)的關注和思考。
儲能的安全涉及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各個環(huán)節(jié)，也更應該是各個環(huán)節(jié)考慮的首要因素。套用現(xiàn)代安全經(jīng)濟學的“三角形理論”，產(chǎn)業(yè)發(fā)展再快，沒有安全底邊的支撐，就不能構(gòu)成一個穩(wěn)固的三角形。而在產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的過程中，安全問題不可避免，我們不能忽視，但也不要過度放大，更不應成為阻礙行業(yè)發(fā)展的壁壘。
做好事前預防事后改進、技術研發(fā)、標準完善等，才能有效降低安全風險。上述提到的安全事故在經(jīng)歷了事故調(diào)查，以及一系列測試和調(diào)試后，已經(jīng)相繼復運，運行良好，在當?shù)仉娏εl(fā)市場中賺取的收益也十分可觀。另外，Moss Landing的三期350MW/1400MWh擴建項目正在建設中，遠期規(guī)模目標更是要達到1.5GW/6GWh。
長時儲能入選2022年全球十“大”突破性技術
2022年2月，《麻省理工科技評論》發(fā)布2022年全球十大突破性技術，長時儲能位列之一，指出廉價、持久的長時儲能技術可以幫助緩解可再生能源電力的供應壓力，并擴大清潔能源的使用范圍。長時儲能理事會（LDES）將長時儲能市場的發(fā)展劃分為三個階段，分別是：創(chuàng)建階段（~2025年），增長階段（2025-2030年）和成熟階段（2030-2035年）。按照劃分，2022年正值長時儲能的創(chuàng)建階段，回顧過去一年的市場表現(xiàn)，主要呈現(xiàn)以下幾個特點：
一是政府繼續(xù)加大資金支持力度，加快推進技術研發(fā)與示范應用。2月，英國商業(yè)，能源和工業(yè)戰(zhàn)略部（BEIS）宣布撥款6800萬英鎊，第一階段資金670萬英鎊，用于支持24個長時儲能技術的研發(fā)。同年11月，第二階段資金3290萬英鎊，撥付給了勝出的5個技術。5月，美國能源部通過《兩黨基礎設施法案》四年內(nèi)將撥款5.05億美元，支持長時儲能技術開發(fā)。
二是產(chǎn)能步入落地期，保障增長階段的供應能力。鐵基液流電池公司ESS Inc.位于澳大利亞昆士蘭州Maryborough的電池工廠正式開工建設，計劃24年投產(chǎn)，26年實現(xiàn)產(chǎn)能400MW/年，該工廠也是目前澳大利亞唯一一座鐵基液流電池工廠。全釩液流電池公司Cellcube計劃在澳大利亞東部建設年產(chǎn)能1GW/8GWh的電池工廠。鐵空氣電池公司Form Energy擬在西弗吉尼亞州韋爾頓建設其第一家工廠，預計總投資7.6億美元，24年投產(chǎn)。
三是示范特殊場景，驗證技術能力。洛克希德-馬丁將在美國卡森堡軍事基地開展液流電池的示范應用，是目前美軍基地安裝的最大的長時儲能技術，規(guī)模1MW/10MWh，驗證其在供電可靠性方面的能力，特別是在因極端天氣或網(wǎng)絡受到攻擊而引起的停電階段，長時儲能技術要提供充足的備用電源，保證軍事設施的正常運轉(zhuǎn)。
四是多種技術實現(xiàn)應用突破、創(chuàng)新。全球首個基于沙石的儲熱項目在芬蘭投運，系統(tǒng)由Polar Night Energy開發(fā)，易于建設，成本低，主要是將上百噸的砂石放置在1個4*7米的鋼制集裝箱內(nèi)，利用可再生能源發(fā)電將其加熱到500-600℃，儲能規(guī)模100kW/8000kWh，供當?shù)貐^(qū)域供暖系統(tǒng)使用。芬蘭冬天漫長而寒冷，特別是在俄羅斯中斷天然氣供應后，這套系統(tǒng)在芬蘭極具應用推廣價值。11月，Green Gravity對外宣稱將利用30噸的鋼卷在礦井中開展重力儲能試驗，另外，公司還選址了175個可能開展重力儲能應用的場地，總能量可達3GWh。12月底，荷蘭公用事業(yè)公司Eneco和歐洲能源公司Corre Energy計劃在荷蘭格羅寧根部署一個320MW、84小時持續(xù)時長的壓縮空氣儲能項目，是目前全球最長持續(xù)時間的壓縮空氣儲能項目。
歐洲爆發(fā)能源危機，家儲需求“大”增
2022年，受俄烏沖突影響，加劇了歐洲能源危機，天然氣以及石油價格大幅上漲，導致歐洲多個國家居民電價上漲3倍以上，疊加補貼政策激勵效應，帶動歐洲家儲市場規(guī)模激增。據(jù)SolarPower Europe（SPE）常規(guī)場景預測，2022年，歐洲新增家儲系統(tǒng)的裝機規(guī)模3.9GWh，年增速超過70%，累計裝機規(guī)模將達到9.3GWh，如果不是因為供應鏈和安裝人員不足，規(guī)模將會更大。歐洲正在成為各方競逐的熱土，德國、意大利、奧利地和英國是歐洲的四大家儲市場，德國會在未來5年內(nèi)一直占據(jù)第一的位置。中國電池和逆變器企業(yè)利用產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，在歐洲家儲市場的認可度也在不斷提升，根據(jù)EUPD Research的數(shù)據(jù)顯示，目前德國市場中，比亞迪的市場份額已經(jīng)超越長期占據(jù)榜首位置的Sonnen，達到23%。
此外，歐洲家儲系統(tǒng)與屋頂光伏的配置比例也在快速上升，21年已達到27%，德國的配置比例最高，達到70%，家儲系統(tǒng)幾乎成為屋頂光伏的標配。越來越多的居民選擇光儲系統(tǒng)，包括新購置光儲系統(tǒng)，或者在自有屋頂光伏上加裝儲能。降低高昂的電費仍是最大驅(qū)動力，居民實現(xiàn)能源獨立性的意識逐漸提升，對家儲的興趣大增。從收益情況看，據(jù)測算，不考慮補貼，歐洲家儲收益率可達15%以上，隨著系統(tǒng)成本的降低和電價的上漲，內(nèi)部收益率還將提高，進一步刺激家儲的快速發(fā)展。根據(jù)SPE的預測，理想場景下，到2026年，歐洲家儲市場規(guī)模將會達到44.4 GWh，實現(xiàn)近5倍的增長。
澳大利亞“大”力支持構(gòu)網(wǎng)型儲能應用，構(gòu)建下一代可靠高效運行的電網(wǎng)
2022年12月，澳大利亞可再生能源局（ARENA）劃撥1.76億澳元，用于支持8個電池儲能項目，儲能規(guī)模共計2GW/4.2GWh，這些項目全部為構(gòu)網(wǎng)型儲能新建或改造項目，單個項目規(guī)模均在200MW以上。此前，ARENA已經(jīng)陸續(xù)支持過幾個構(gòu)網(wǎng)型儲能項目，包括位于南澳的Tesla Hornsdale項目、AGL Energy托倫斯島項目等。
構(gòu)網(wǎng)型儲能關注度不斷提高，除了澳大利亞，美國能源部劃撥2500萬美元支持通用“構(gòu)網(wǎng)型”逆變器聯(lián)盟 (UNIFI)，以推進“構(gòu)網(wǎng)型”技術應用。該組織將由美國國家可再生能源實驗室（NREL）、美國電力科學研究院（EPRI）和華盛頓大學主導，目前的主要任務之一開發(fā)基于逆變器的下一代電網(wǎng)所需硬件互操作標準，這也是任何新興技術應用于電網(wǎng)的關鍵。SMA、日立能源、施耐德電氣、西門子能源、通用電氣、丹佛斯、伊頓等海外知名企業(yè)都有興趣參與其中。
隨著新能源和電力電子設備高滲透率接入，電力系統(tǒng)慣性減小、系統(tǒng)強度變?nèi)踮厔菝黠@，穩(wěn)定性問題愈發(fā)嚴重。構(gòu)網(wǎng)型（Grid Forming）儲能是高比例可再生能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定的關鍵技術之一，與跟網(wǎng)型儲能相比，可以提供同步電壓電流，為電網(wǎng)提供虛擬慣性等優(yōu)勢。此外，在極端環(huán)境下構(gòu)網(wǎng)型儲能還可以提供故障穿越、黑啟動及有功無功穩(wěn)定功能，同時減少備用線路的改造需求，保障電網(wǎng)穩(wěn)定，最終實現(xiàn)100%可再生能源供電。構(gòu)網(wǎng)型儲能被認為在下一代電網(wǎng)中會占據(jù)重要一席。
