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深度|储能行业研究报告:峰谷价差套利、风光消纳、火电储能联合调频...

北极星储能网  来源:中信建投    2018/5/18 8:20:13  我要投稿  

北极星储能网讯: 电化学储能应用前景广阔:电化学储能是指各种二次电池储能,目前以锂电池和铅蓄电池为主。随着风电、光伏等新能源在能源结构中占比不断提升,以及动力锂电池成本的快速下降,电化学储能在峰谷电价套利、新能源并网以及电力系统辅助服务等领域的应用场景正不断被开发并推广开来。 根据 CNESA 统计, 2012~2016 年全球电化学储能累计装机量复合增长率达到 32%, 是发展最为迅速的储能技术;截止 2017 年底, 国内已投运电化学储能累计规模为 389.8MW,新增规划、在建装机规模为 705.3MW,预计新建项目的陆续投产将支撑电化学储能维持较高增速。

电池成本下降使得工业企业峰谷电价套利成为现实:我国目前绝大部分省市工业大户均已实施峰谷电价制,储能用于峰谷电价套利,可降低企业电力成本。 利用储能电池进行峰谷电价套利,投资回收期主要取决于峰谷电价差以及电池系统成本。未来峰谷价差有望逐步加强,以及锂电池成本的进一步下降,套利空间也将逐步加大,有望加快储能在工业峰谷电价套利领域应用。

风、光消纳需要储能保驾护航:风电、光伏发电量波动性较大,为减少电网频率波动,经常会产生弃风、弃光现象,导致新能源利用率偏低。 储能系统的引入可起到平滑风光出力和能量调度的作用,从而提升新能源发电利用率。 自 2017 年政府工作报告首次提到要有效解决弃风、弃光状况以来,各部委陆续出台政策文件,支持推进储能提升可再生能源利用水平,国内也已陆续建成大量风、光储电站示范项目。 截止 2017 年底风电、集中式光伏合计装机量 265GW,按储能装置配套比例 10%测算, 有望产生 26.5GW 需求。 同时,分布式光伏的爆发式增长,也有望带动电化学储能在分布式光伏领域用户侧套利应用。

火电储能联合调频市场初起:为接纳新能源发电入网,对火电承担电力系统调峰、调频等辅助服务功能的要求正不断提升,但目前火电应用于辅助服务仍面临技术端、成本端的压力。 火电储能联合,可显著改善调频性能; 而从收益来看, 一方面降低火电企业调频成本,另一方面有助于火电企业获得辅助服务补偿。 国内现有火电装机量 11 亿千瓦,按 3%配套有望产生 33GW 储能电池需求。

一、储能有望成电池应用下一个风口

储能在电力系统中应用广泛。 储能泛指能量的存储,本报告中储能特指电能的储存。 在整个电力系统各个环节,储能都可以有其应用, 包括:在发电侧,可以提高发电的稳定性,提高电能质量,从而促使可再生能源大规模并网;在输变电环节,可以联合电源降低输变电的成本;在配送电环节,可以缓解配电的初始投资以及电网的升级扩容;在用户侧,可以通过峰谷差套利,提高用户的电能质量,减少用户的用电成本。

当前,电化学储能技术更具有前景优势。 电能储存从技术上主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、 电化学储能(各种二次电池储能)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等) 等类别。 抽水储能是目前最成熟、最经济的储能技术,已经大规模应用于系统调峰、调频和备用等领域。但其一方面受到地形条件限制较大,必须具有合适建造上下水库的地理条件,并且投资周期长;另一方面能量转化效率不高,一般为 65%~75%,不利于节能,目前规模增长较为缓慢。在抽水储能以外的各种技术路线中,电化学储能相比物理储能效率更高,对外部环境条件依赖更小;相比电磁储能,技术相对更为成熟,应用范围也更广。综合来看,在当前时点,电化学储能发展前景更有优势。

电化学储能现总体规模占比较小,但近几年发展迅猛。 根据 CNESA 项目库的不完全统计,截止 2017 年底全球已投运储能项目累计装机规模为 175.4GW,抽水储能占比达到 96%,其次为电化学储能,占比为 1.7%。虽然目前电化学储能占比较小,但却是发展速度最快的储能技术, 2012~2016 年全球电化学储能累计装机量复合增长率达到 32%。截止 2017 年底全球已投运电化学储能项目累计功率规模为 2926.6MW, 新增规划、在建的电化学储能项目装机规模为 3063.7MW;国内已投运电化学储能累计规模为 389.8MW,新增规划、在建装机规模为 705.3MW,预计新建项目的陆续投产将支撑电化学储能维持较高增速。

锂电池和铅蓄电池占据大部分电化学储能市场。 电化学储能载体是各种二次电池,主要包括锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池和液流电池等。 从各种储能电池性能比较来看,锂电池与铅蓄电池由于产业化基础较好,相比其他路线具有明显成本优势,因此是目前电化学储能的主要参与者。 从全球电化学储能技术分布上来看,锂离子电池功率规模最大, 2017 年新增投运功率规模 846MW,在电化学储能中占比超过 90%;而国内份额则主要被锂离子电池和铅蓄电池占据, 2016、 2017 年新增电化学储能几乎全部采用锂离子电池和铅蓄电池,其中2017 年两者占比分别达到 51%、 49%。

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