儲能技術(shù)是實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模接入,提高電力系統(tǒng)效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵技術(shù),也是提高清潔能源發(fā)電比率,推動霧霾治理的有效手段。
截至2015年底,全球儲能裝機總量約167GW,約占全球電力總裝機的2.9%;我國儲能裝機為22.8GW,約占全國電力總裝機的1.7%。預(yù)計到2050年,我國儲能裝機將達(dá)200GW,市場規(guī)模將達(dá)2萬億元以上。
目前已有的儲能技術(shù)主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能、鉛酸電池、鋰電池、鈉硫電池、液流電池及超級電容器等。不同的儲能技術(shù)適用于不同的應(yīng)用場合和領(lǐng)域,根據(jù)系統(tǒng)功率與放電時間,可以將儲能技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域分為能源管理、電力橋接和電能品質(zhì)管理三部分。未來儲能市場的發(fā)展將集中在分布式儲能、分布式光伏+儲能、微網(wǎng)等配網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)等領(lǐng)域。
近年來中國儲能產(chǎn)業(yè)在項目規(guī)劃、政策支持和產(chǎn)能布局等方面均加快了發(fā)展的腳步,未來幾年隨著可再生能源行業(yè)的快速發(fā)展,儲能市場亦將迎來快速增長。不過我國儲能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初級階段,尚以示范應(yīng)用為主,儲能商業(yè)化應(yīng)用面臨著儲能成本偏高、電力交易市場化程度不健全、儲能技術(shù)路線不成熟、缺乏儲能價格有效激勵等各方面的問題,可謂機遇與挑戰(zhàn)共存。
我國儲能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初級階段,以示范應(yīng)用為主,與發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相比還有一定的差距。截至2015年底,全球儲能裝機總量約為167GW,約占全球電力總裝機的2.9%;我國儲能裝機為22.8GW,約占全國電力總裝機的1.7%。根據(jù)國際能源署(IEA)的預(yù)計,到2050年全球儲能裝機將達(dá)到800GW以上,占電力總裝機的比例將提高到10%~15%,市場規(guī)模將達(dá)數(shù)萬億美元。而我國到2050年儲能裝機將達(dá)到200GW,市場規(guī)模將達(dá)2萬億元以上,我國對儲能的需求巨大且迫切。
在化學(xué)儲能領(lǐng)域,鉛酸電池因其技術(shù)成型早、材料成本低等優(yōu)勢,是目前為止發(fā)展最為成熟的一種化學(xué)電池,截至2015年,全球鉛蓄電池的儲能應(yīng)用規(guī)模達(dá)到了111.1MW。中國是鉛酸電池的第一大生產(chǎn)國和使用國。鋰電池在全球范圍內(nèi)已成為最具競爭力的化學(xué)儲能技術(shù),幾年來發(fā)展勢頭迅猛,2013~2015年鋰電池全球裝機翻倍,是應(yīng)用規(guī)模增速最快的化學(xué)儲能技術(shù)。目前鋰離子電池用于儲能電站的單一電站容量已達(dá)到64MW·h的水平。近年來液流電池的發(fā)展較為平穩(wěn),全釩液流電池和鋅溴液流電池的應(yīng)用較多,主要應(yīng)用于大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域。國際上主要的液流電池研發(fā)機構(gòu)包括大連融科、住友電工、mergyPowerSystems等,其中日本住友電工2016年在日本Hokkaido投運的15MW/60MW·h液流電池儲能示范電站,是目前投運的規(guī)模最大的液流電池儲能項目。鈉硫電池近三年的發(fā)展速度較為緩慢,日本NGK公司是唯一實現(xiàn)鈉硫電池產(chǎn)業(yè)化的機構(gòu)。
2015年NGK公司的鈉硫電池儲能系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)事件后,NGK公司逐步改進(jìn)了電池結(jié)構(gòu)并加強安全性研發(fā),目前仍然引領(lǐng)著全球鈉硫電池的發(fā)展。中科院上海硅酸鹽研究所在中國鈉硫電池領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先水平,近年來也逐步改進(jìn)電池材料,研發(fā)新一代的鈉硫電池,在國際鈉硫電池研發(fā)領(lǐng)域具有很強的競爭力。
“中國的儲能發(fā)展與全球的發(fā)展速度比較近似,應(yīng)用領(lǐng)域是電網(wǎng)側(cè)和發(fā)電側(cè),已經(jīng)開始在加速,可以預(yù)見未來幾年還會加速前進(jìn)。”中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華先生在2018第五屆國際儲能峰會上介紹了中國儲能行業(yè)的發(fā)展情況。
2018年中國儲能再次煥發(fā)生機,一大批新涌入者進(jìn)入并搶占一席之地,而在光伏新政之后,許多光伏企業(yè)轉(zhuǎn)向儲能,儲能市場更是火爆。
德國儲能協(xié)會(BVES)執(zhí)行總裁Urban Windelen先生表示,中國的儲能市場發(fā)展迅速,已經(jīng)逐漸變成了世界領(lǐng)先者。
中國儲能發(fā)展具有區(qū)域特色
目前國內(nèi)的電化學(xué)裝機規(guī)模逐年增長,2018年第一季度同比增長134%。而國內(nèi)儲能項目中鋰離子電池占比達(dá)到了93.7%,具有比較明顯的成本優(yōu)勢。
俞振華對今年的儲能發(fā)展提出了一些看法,他認(rèn)為今年中國的儲能發(fā)展具有區(qū)域特色,以江蘇為代表的南方區(qū)域是用電側(cè)的模式,中部地區(qū)則以河南為代表是電網(wǎng)側(cè)的模式,西部則是發(fā)電側(cè)的模式。他預(yù)言儲能市場的地域特色能夠帶來一些新的儲能市場機會。
據(jù)悉,今年6月份河南電網(wǎng)100兆瓦電池儲能首批示范工程-洛陽黃龍站首套集裝箱電池儲能單元并網(wǎng)成功,成為國內(nèi)首個并網(wǎng)的電網(wǎng)側(cè)分布式電池儲能電站項目,標(biāo)志著分布式電池儲能在電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。
中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)測在現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)政策和格局不發(fā)生較大調(diào)整的情況下,未來幾年儲能市場的平均復(fù)合增速會超過50%,但是電化學(xué)電池的總量不會太大。俞振華認(rèn)為倘若電改加速,或電網(wǎng)開啟大的調(diào)整,這一數(shù)字還會上升。
儲能企業(yè)“走出去”
據(jù)中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示:目前全球電化學(xué)儲能在新建的儲能項目中增長最快,2018年上半年增長147%。在已經(jīng)投運的項目里面,抽水蓄能的比例同比降低,鋰電池成為主流技術(shù),99%的儲能新項目都是鋰電。但是俞振華認(rèn)為多種路線并存依然是未來的一種格局。
有關(guān)專家認(rèn)為中國的儲能發(fā)展中峰谷價格不可投資是關(guān)鍵的部分,也是儲能發(fā)展中的難點,華北電力大學(xué)現(xiàn)代電力研究院吳少杰對此提出了兩點建議:
進(jìn)一步提升技術(shù)以降低成本,期望能源價格能夠發(fā)生變化以解決這一問題;
讓商業(yè)模式變得更容易被消費者接受,因為部分模式可以支持消費者的投資和經(jīng)濟(jì)性,但不容易被消費者理解接受。
盡管中國的儲能市場已經(jīng)具備相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù),但要實現(xiàn)儲能企業(yè)“走出去”仍然需要具備強大的競爭力。
德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署能源建筑與環(huán)境技術(shù)高級經(jīng)理Anne Bräutigam 認(rèn)為要真正“走出去”,中國的儲能企業(yè)需要做到以下幾點:首先在保證產(chǎn)品質(zhì)量,比如在德國需要一年的測試期才可以允許使用;其次應(yīng)注意技術(shù)規(guī)范是否符合各國的市場情況;最后需要提前了解自家產(chǎn)品在哪些細(xì)分市場更具有潛力。總的來說,具有好的質(zhì)量與品牌就是進(jìn)入一個國外市場有力支持。