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锂电储能市场发展回顾及趋势研究

北极星储能网  来源:五矿经济研究院  作者:刘震东  2019/4/29 10:34:48  我要投稿  

北极星储能网讯:2018年被称为中国的储能爆发元年,电网侧项目的大规模投运和锂电池成本的持续下降带来了行业的变局和机遇。从远景周期看,中国的能源结构变革、用电增量市场和电力体制深化改革将为国内的储能市场带来持续动力。通过研究电网侧、可再生能源并网、辅助服务和用户侧等四个领域的储能市场特点和趋势,建议高度关注储能行业发展及其带来锂电池、设备系统、建设运营等环节的机会,并以储能为切入点积极推动布局综合能源服务。

储能尤其是锂电储能市场被认为具备广阔的市场空间和多样的应用场景。2018年被称为储能市场爆发元年,储能领域受到多个电网侧项目的提振,无论是新装机量还是运营规模都有了大幅提升。国内外多个锂电池企业也将储能系统(ESS)作为动力电池之外的另一片蓝海并积极布局。因此有必要对锂电储能市场进行回顾研究,展望未来发展趋势。

一、储能市场发展情况梳理

(一)电化学储能市场概况

电力储能是指在电力系统中功率在千瓦级别以上,满足电力系统应用需求的储能技术。从储能方式来说,电力储能可划分为物理储能、电化学储能、电磁储能三大类。物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能;电磁储能响应速度快,短时间可释放大功率电能,循环次数多,包括电容储能和超导储能;电化学储能除锂电池外,还包括钠硫电池、铅蓄电池和液流电池等技术。

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来源:中关村储能产业技术联盟储能产业白皮书

从整个储能应用规模看,抽水蓄能因其性能和成本优势占装机的94%,而电化学储能虽只有3.6%仍位列第二,锂电又占这当中的86%。除去建设有特定限制的抽水蓄能,锂电在电力储能中已经成为绝对的主流。锂电储能可组规模灵活,响应时间较快,适用于充放电转换频繁的场景。它很好的均衡了功率密度与能量密度,随着锂电池成本的快速下降,锂电被认为是电力储能领域最有潜力的发展方向,可用于发输配用等各环节,装机占比快速提升。据中关村储能联盟(CNESA)的不完全统计,从2000年至2018年底全球电化学储能的累计投运规模为6.5GW,同比增长121 %。其中2018年一年新增电化学储能的投运规模为3.5GW,同比增长288%。2000年至2018年底中国电化学储能的累计投运规模为1.01GW,同比增长159%。2018年一年国内新增电化学储能的投运规模为0.6GW,同比增长414%。其中电网侧储能应用爆发是最主要原因,全年累计投运储能规模为1.02GW/2.91GWh(规模/容量,不仅限于电化学),是2017年累计投运规模的2.6倍。从规模到增速,加之电力机制改革逐步释放的政策性机会,2018年确实可被称为中国储能市场爆发元年。

(二)国家行业政策逐渐升级

我国在储能产业的战略布局可以追溯至2005年出台的《可再生能源发展指导目录》,氧化还原液流储能电池、地下热能储存系统位列其中。2010年储能行业发展首次被写进法案,当年出台的《可再生能源法修正案》第十四条中明文规定“电网企业应发展和应用智能电网、储能技术”。2011年,储能首次出现在国家“十二五”规划纲要,并相继列入《国家战略性新兴产业发展规划》、《可再生能源发展规划》、《能源发展战略行动计划(2014-2020)》、《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》等政策中的重点创新发展领域,重点是融合与智能电网技术,将储能作为提高可再生能源消纳的重要手段。2016年起,储能应用在国家层面进一步拓宽,国家发改委等六部委的《电力需求侧管理办法(修订版)》提出“通过深化推进电力需求侧管理,积极发展储能和电能替代的关键关系,促进供应侧与用户侧大规模友好互动”。2017年10月《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》成为我国储能行业的第一个指导性文件,至此,储能正式作为一个重要领域单独出现在国家层面的发展指导意见当中。文件确立了推进储能技术装备研发,推进储能提升可再生能源利用水平,推进储能提升电力系统灵活性稳定性,推进储能提升用能智能化水平,推进储能多元化应用支撑能源互联网等五大重点任务。

到2018年,国家发改委印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》,在国家文件中首次明确提出储能削峰填谷的重要作用,为用户侧储能提供有利环境,此外首次提到鼓励电动汽车提供储能服务。同时,各地陆续出台一系列细则加速培育储能市场,例如多省市发布电力辅助服务细则支持储能调峰调频作用,南方区域出台首个针对电化学储能电站的政策文件,储能用锂离子电池、电化学储能电站等一系列标准完成制定实施等。由此可见,储能行业政策不断升级,一方面储能应用的内涵日益丰富多元,在能源结构中的地位日渐上升;另一方面储能政策不断细化,构建更加有利的市场环境。

(三)新能源汽车发展加速储能应用进程

大幅降低电池成本是电化学储能大规模扩容的前提条件,中国新能源汽车发展及由此带来的动力电池产能扩张,促使锂电池成本快速下降,大大加速了电化学储能应用进程。彭博财经发布的最新《长期能源储存展望报告》中指出,从2010年到2016年,电池包的成本从1000美元/kWh下降到了227美元/kWh,也同时刺激了对锂电池储能潜力的期待。预测从2018至2030年间,锂离子电池的价格将继续下降52%,由此使得储能系统成本下降的速度将超过预期。到2050年,电池储能系统投资额将高达5480亿美元,其中三分之二为电网级,其余为家庭和企业。随着锂电池成本因新能源汽车推广而大幅下降,锂电池的主流地位已经不可动摇。继续下探的电池价格会让电池走进千家万户,满足能源需求和供应的变化。

二、电化学储能市场各应用领域综述

储能可以被广泛应用于发输配用等各环节,分类和作用如下表:

表1:锂电储能系统在电力系统各个环节的应用

来源:据中关村储能产业技术联盟报告、能源局能源研究所访谈等整理

我国电化学储能在电力储能实际应用中,可再生能源并网、用户侧、电网侧以及辅助服务是四个最主要的领域,其装机占比及其中锂电比重如下表:

表2:2017年中国电化学储能在电力四大应用领域装机占比及锂电占比

据中关村储能产业技术联盟报告、能源局能源研究所访谈等整理

(一)电网侧储能

尽管储能最初是在可再生能源并网消纳领域被寄予厚望,但在2018年全球电网侧储能装机量首次跃居首位,成为最先启动爆发的细分领域。电网企业在江苏、河南、湖南等多地积极布局电网侧储能电站,以提升电力系统的灵活性和稳定性。2018年新增投运(不包含规划、在建和正在调试的储能项目)的电网侧电化学储能规模206.8MW,占2018年全国新增投运电化学储能规模的36%,占各类储能应用之首。另有规划及在建电网侧电化学储能电站465MW。包括江苏镇江东部101MW/202MWh、河南电网100MWh、湖南长沙一期120MWh,江苏二期等电网侧储能项目相继发布开工。

表3:今年启动建设的电网侧储能项目一览

来源:储能网、北极星储能、招标网、上市公告等综合

之所以是电网侧率先爆发,有多方面的原因。一是当地电网对于储能的切实需求,通常包括几类:在电网负荷较高地区,储能能够有效满足短时最大负荷所需,延缓电网的投资建设;储能也可以解决区域电网输送断面阻塞的问题,尤其是火电机组调峰不足的区域;此外新能源大规模并网的区域,储能一定程度优化保障安全稳定运行。这几个省份正是为解决这些问题选择了锂电储能。二是锂电成本下降明显,且具有灵活部署统一调度的特点,在经济价值上逐渐显示出优势。例如江苏镇江储能电站电网侧总功率为101MW,总容量为202MWh,利用现有变电站资源进行分散建设,统一调控。储能电站总投资约7.6亿元,可在每天用电高峰提供电量40万kWh,满足17万居民生活用电。如果建设同等容量的发电厂则需投资8亿元,且每天有效运行只有1-2小时。三是在区域应用和环境保护方面具有一定的示范意义,储能电站可为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、事故应急安全响应、电能质量改善等多种服务,减少火电厂为辅助服务而消耗的燃煤,减少了二氧化碳和二氧化硫排放。

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