摘要:傳統能源調頻正在向儲能調頻過渡,替代效應將逐步顯現,調頻儲能也被認為是儲能系統提供商的必爭之地。科陸/比亞迪/南都/中天儲能均有布局。
近日,國家發展改革委、財政部、科學技術部、工信部、國家能源局等五部委共同發布《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》。對于儲能領域未來10年的發展目標、重點任務提出明確方向。
高工鋰電了解到,目前,儲能在新能源并網、電動汽車、智能電網、微電網、分布式能源系統、家庭儲能系統、無電地區供電工程等不同應用場景下,展露出巨大的發展潛力。尤其在國內,傳統能源調頻正在向儲能調頻過渡,替代效應將逐步顯現,調頻儲能也被認為是儲能系統提供商的必爭之地。
政策方面,五部委發布的儲能指導意見給儲能系統接入電網給予明確支持。主要相關意見有:一是鼓勵可再生能源場站合理配置儲能系統,對于滿足要求的儲能系統,電網應準予接入并將其納入電網調度管理。
二是支持儲能系統直接接入電網。鼓勵電網等企業根據相關國家或行業標準要求結合需求集中或分布式接入儲能系統,并開展運行優化技術研究和應用示范。
三是鼓勵儲能與可再生能源場站作為聯合體參與電網運行優化,接受電網運行調度,實現平滑出力波動、提升消納能力、為電網提供輔助服務等功能。
市場方面,科陸電子、比亞迪、南都電源、中天科技、陽關電源、協鑫集成、睿能世紀等多家上市公司都在加大相關投入,并且部分企業調頻儲能項目已經正式投入運營。比如今年7月,科陸電子中標承建的“山西同達9MW/4.478MWhAGC調頻項目”順利投運。
具體從國內儲能參與輔助服務市場實際案例來看,儲能與火電聯合調頻占主流。科陸電子、陽光電源、中天科技等在國內調頻儲能市場占比較大;比亞迪、南都電源多集中于海外市場。
科陸儲能事業部技術總監阮海明對高工鋰電表示,調頻市場比較大,經濟效應也比較好,最差可以在4-5年內收回投資成本。
高工鋰電經調研發現,調頻儲能備受矚目的主要原因有:
一是需求端潛力大,經濟效益較好。目前,國內以火電廠發電為主。但其調頻方面存在以下瓶頸:1.大部分火電廠運行在非額定負荷以及做便功率輸出時,效率并不好,并且由于調頻需求而頻繁的調整輸出功率,會加大對機組的磨損,影響機組壽命;
2.火電廠資金壓力大,尤其煤等原材料漲價,為平衡收支火電廠供電時長至少要滿足5000-6000小時。隨著可再生能源發電的大量接入,火電的調節能力將逐漸消耗,增加運營成本。
而儲能系統加入火電機組進行調頻,響應速度快,調節速率大,可以在幾分鐘甚至幾秒鐘時間內,在無輸出狀態以及滿放電狀態(或充電狀態)建轉換;同時能經濟運行在非滿負荷狀態,可以提供本身容量2倍的調節能力。
根據信達證券分析,目前國內外并沒有對調頻規模的統一測算方法,調頻需求是1%~2%的峰值負荷這一結論只是海外的經驗數據,實際上隨著新能源占比不斷上升,實際需求還將會更高。從國內來看,自2008年以來國內裝機容量平均年增長率超過8%,未來5年裝機量平均增長率仍將保持這一速度,因此年新增裝機量將有約1.5億千瓦,由此得出年調頻需求在1.5~2GW左右。
盡管國家目前尚未出臺調頻儲能的具體實施細則和補貼政策,但火電廠掌握著極大主動權,并建立了一套獎懲機制:在設定儲能系統提供商不滿足調頻要求下,每家企業拿出2000萬左右的懲罰金放入基金池,根據KPI值等性能指標來評價供應商的表現,比如每天都會公布KPI值,滿足要求的企業便可獲得獎勵。
多位業內人士表示,目前,國內調頻儲能市場投資經濟效益較好,相比于大型電網儲能回報周期要短,在火電廠等獎懲機制下,市場調控漸漸萌芽。相比歐美地區,國內配套儲能設施及市場機制雖還有一定差距,但國內單個調頻市場規模比海外要大,多在20兆瓦以上。
二是技術門檻高,尤其在儲能電池上。數據顯示,在整個儲能系統中,電池占據60%-70%的成本。目前,鋰電池并非儲能領域的唯一選擇,鈉硫電池、全釩液流電池、鉛酸電池、高性能鉛炭電容電池都是儲能領域的應用電池類型。
近兩年,在新能源汽車市場爆發及動力電池技術水平提升背景下,鋰電池成本大幅降低,替代加速。一批儲能系統提供商也開始部分選擇鋰電池。
而且相較于其他化學電池,鋰電池的特點在于:能量密度高(如三元鋰可達200Wh/kg);循環壽命較長(普遍能達到2000次以上);低自放電率(月自放電2%);能量轉化率高;無記憶效應,可以進行不同深度的充放電循環;充放電倍率較高,可以進行快速充放。
具體從調頻市場來看,調頻儲能電池的技術壁壘主要在于整個系統要跟對電網聯動,為了穩住供電頻率,儲能系統需要密集調節,這對儲能電池的充放電倍率、循環壽命要求很高。
阮海明表示,儲能電池與動力電池在技術要求上存在很大差異,由于應用場景環境的復雜性、供電穩定性等因素影響,儲能系統中的電池更偏向長壽命、大倍率、大功率,對能量密度要求不高,對運營成本極度敏感。
以下為國內儲能電池發展水平概要:
科陸電子:磷酸鐵鋰電池DOD90%
目前,科陸電子研發的磷酸鐵鋰電池在DOD90%(0.3C)環境下循環壽命達到7000次(電池剩余容量為60%),度電成本在0.4元/kWh左右,技術優勢達到行業領先水平。
比亞迪:占據美國PJM調頻市場份額50%以上
比亞迪儲能產品市場推廣及發展比較成熟,在歐美市場有一定的影響力,目前在美國PJM調頻市場公司產品份額占據50%以上,總供應容量達132MW。
中天儲能:80%DOD循環壽命可達4200次以上
中天儲能生產的能量型磷酸鐵鋰儲能電池80%DOD循環壽命可達4200次以上,可滿足項目對長壽命、高可靠性儲能系統的需求。
南都電源:儲能用電池管理系統通過上海貝爾CNAS檢測
儲能用電池管理系統已通過上海貝爾CNAS實驗室的電磁兼容性能及環境性能測試,并在公司多個商用化儲能項目中得到批量應用。目前,公司正重點開展符合規模化儲能應用要求的高性能鋰離子電池儲能技術研究,突破鋰電儲能關鍵技術。
近日,國家發展改革委、財政部、科學技術部、工信部、國家能源局等五部委共同發布《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》。對于儲能領域未來10年的發展目標、重點任務提出明確方向。
高工鋰電了解到,目前,儲能在新能源并網、電動汽車、智能電網、微電網、分布式能源系統、家庭儲能系統、無電地區供電工程等不同應用場景下,展露出巨大的發展潛力。尤其在國內,傳統能源調頻正在向儲能調頻過渡,替代效應將逐步顯現,調頻儲能也被認為是儲能系統提供商的必爭之地。
政策方面,五部委發布的儲能指導意見給儲能系統接入電網給予明確支持。主要相關意見有:一是鼓勵可再生能源場站合理配置儲能系統,對于滿足要求的儲能系統,電網應準予接入并將其納入電網調度管理。
二是支持儲能系統直接接入電網。鼓勵電網等企業根據相關國家或行業標準要求結合需求集中或分布式接入儲能系統,并開展運行優化技術研究和應用示范。
三是鼓勵儲能與可再生能源場站作為聯合體參與電網運行優化,接受電網運行調度,實現平滑出力波動、提升消納能力、為電網提供輔助服務等功能。
市場方面,科陸電子、比亞迪、南都電源、中天科技、陽關電源、協鑫集成、睿能世紀等多家上市公司都在加大相關投入,并且部分企業調頻儲能項目已經正式投入運營。比如今年7月,科陸電子中標承建的“山西同達9MW/4.478MWhAGC調頻項目”順利投運。
具體從國內儲能參與輔助服務市場實際案例來看,儲能與火電聯合調頻占主流。科陸電子、陽光電源、中天科技等在國內調頻儲能市場占比較大;比亞迪、南都電源多集中于海外市場。
科陸儲能事業部技術總監阮海明對高工鋰電表示,調頻市場比較大,經濟效應也比較好,最差可以在4-5年內收回投資成本。
高工鋰電經調研發現,調頻儲能備受矚目的主要原因有:
一是需求端潛力大,經濟效益較好。目前,國內以火電廠發電為主。但其調頻方面存在以下瓶頸:1.大部分火電廠運行在非額定負荷以及做便功率輸出時,效率并不好,并且由于調頻需求而頻繁的調整輸出功率,會加大對機組的磨損,影響機組壽命;
2.火電廠資金壓力大,尤其煤等原材料漲價,為平衡收支火電廠供電時長至少要滿足5000-6000小時。隨著可再生能源發電的大量接入,火電的調節能力將逐漸消耗,增加運營成本。
而儲能系統加入火電機組進行調頻,響應速度快,調節速率大,可以在幾分鐘甚至幾秒鐘時間內,在無輸出狀態以及滿放電狀態(或充電狀態)建轉換;同時能經濟運行在非滿負荷狀態,可以提供本身容量2倍的調節能力。
根據信達證券分析,目前國內外并沒有對調頻規模的統一測算方法,調頻需求是1%~2%的峰值負荷這一結論只是海外的經驗數據,實際上隨著新能源占比不斷上升,實際需求還將會更高。從國內來看,自2008年以來國內裝機容量平均年增長率超過8%,未來5年裝機量平均增長率仍將保持這一速度,因此年新增裝機量將有約1.5億千瓦,由此得出年調頻需求在1.5~2GW左右。
盡管國家目前尚未出臺調頻儲能的具體實施細則和補貼政策,但火電廠掌握著極大主動權,并建立了一套獎懲機制:在設定儲能系統提供商不滿足調頻要求下,每家企業拿出2000萬左右的懲罰金放入基金池,根據KPI值等性能指標來評價供應商的表現,比如每天都會公布KPI值,滿足要求的企業便可獲得獎勵。
多位業內人士表示,目前,國內調頻儲能市場投資經濟效益較好,相比于大型電網儲能回報周期要短,在火電廠等獎懲機制下,市場調控漸漸萌芽。相比歐美地區,國內配套儲能設施及市場機制雖還有一定差距,但國內單個調頻市場規模比海外要大,多在20兆瓦以上。
二是技術門檻高,尤其在儲能電池上。數據顯示,在整個儲能系統中,電池占據60%-70%的成本。目前,鋰電池并非儲能領域的唯一選擇,鈉硫電池、全釩液流電池、鉛酸電池、高性能鉛炭電容電池都是儲能領域的應用電池類型。
近兩年,在新能源汽車市場爆發及動力電池技術水平提升背景下,鋰電池成本大幅降低,替代加速。一批儲能系統提供商也開始部分選擇鋰電池。
而且相較于其他化學電池,鋰電池的特點在于:能量密度高(如三元鋰可達200Wh/kg);循環壽命較長(普遍能達到2000次以上);低自放電率(月自放電2%);能量轉化率高;無記憶效應,可以進行不同深度的充放電循環;充放電倍率較高,可以進行快速充放。
具體從調頻市場來看,調頻儲能電池的技術壁壘主要在于整個系統要跟對電網聯動,為了穩住供電頻率,儲能系統需要密集調節,這對儲能電池的充放電倍率、循環壽命要求很高。
阮海明表示,儲能電池與動力電池在技術要求上存在很大差異,由于應用場景環境的復雜性、供電穩定性等因素影響,儲能系統中的電池更偏向長壽命、大倍率、大功率,對能量密度要求不高,對運營成本極度敏感。
以下為國內儲能電池發展水平概要:
科陸電子:磷酸鐵鋰電池DOD90%
目前,科陸電子研發的磷酸鐵鋰電池在DOD90%(0.3C)環境下循環壽命達到7000次(電池剩余容量為60%),度電成本在0.4元/kWh左右,技術優勢達到行業領先水平。
比亞迪:占據美國PJM調頻市場份額50%以上
比亞迪儲能產品市場推廣及發展比較成熟,在歐美市場有一定的影響力,目前在美國PJM調頻市場公司產品份額占據50%以上,總供應容量達132MW。
中天儲能:80%DOD循環壽命可達4200次以上
中天儲能生產的能量型磷酸鐵鋰儲能電池80%DOD循環壽命可達4200次以上,可滿足項目對長壽命、高可靠性儲能系統的需求。
南都電源:儲能用電池管理系統通過上海貝爾CNAS檢測
儲能用電池管理系統已通過上海貝爾CNAS實驗室的電磁兼容性能及環境性能測試,并在公司多個商用化儲能項目中得到批量應用。目前,公司正重點開展符合規模化儲能應用要求的高性能鋰離子電池儲能技術研究,突破鋰電儲能關鍵技術。