本文由博众投资编辑整理。在全球“能源危机”、“能源转型”背景之下,清洁能源将逐步替代传统化石能源,各领域电气化趋势加快,新能源发电占比不断提升。据国家能源局数据,截至2021年12月底,全国可再生能源发电累计装机容量10.6亿千瓦,占全部电力装机的44.8%,其中水电装机3.91亿千瓦、风电装机3.28亿千瓦、太阳能发电装机3.06亿千瓦、生物质发电装机3798万千瓦。在全球碳中和目标下,风电、光伏发电等新能源电将成为未来能源结构中的绝对主力。(博众投资)
随着新型电力系统建设的持续推进,叠加电动车、分布式能源、储能等交互式用能设备的广泛应用,电力系统呈现出高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征。然而,新能源发电具有不稳定性、随机性、间歇性的缺点,极易产生供需错配问题。从日用电与供电匹配情况来看,风电、光电站分别在凌晨、中午出力最大,而用电高峰在早晨10点和晚上8点,其出力时段分布与用电负荷存在较大矛盾。此外,季节、天气等因素也将加大系能源发电的不稳定性。随着波动性和间歇性可再生能源在电源结构中占的比持续增长,供应侧也将出现随机波动的特性,电网频率控制愈发重要,调峰调频需求日益迫切。
储能成为新型电力系统的关键一环,规模不断增长
储能,即能量的存储,指在能量富余时利用装置或介质将能量存储起来,并在需要时再释放的过程,可调节能量供求在时间和强度上的不匹配问题。根据能量存储形式的不同,广义储能包括电储能、热储能、氢储能三类。由于电能是目前应用最为广泛的能量形式,因而电储能是最主要的储能方式。但由于电能本身不易大规模存储,因此储电的基本思路是将电能转化为其他形式的能量,在需要时再转化回来。由于我国的能源中心和电力负荷中心距离跨度大,电力系统一直遵循大电网、大电机的发展方向,按照集中输配电模式运行,随着可再生能源发电的飞速发展和社会对电能质量要求的不断提高,储能市场规模增长迅速,前景广阔。(博众投资)
储能的多种解决方案
储能的技术路径主要可以分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能、化学储能等方式。其中,机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等;电化学储能是指各种二次电池储能,主要包括铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠硫电池、钠离子电池等。电磁储能主要包括超导储能、超级电容器存储能等方式。热储能主要包括储热、储冷等方式。化学储能包括电解水制氢、合成天然气等方式。
按照储能作用时间的长短,可以将储能系统分为数时级以上、分钟至小时级、秒级等。其中,超导储能、超级电容器储能可以实现额定功率下放电时间在秒级水平,电化学储能放电时间在分钟至小时级,机械储能、氢储能等方式可实现数时级以上放电。从电储能市场结构来看,抽水储能在我国仍占据主要地位,但新型储能发展迅速。抽水蓄能时当前最为成熟的电力储能技术,早在20世纪90年代就实现了商业化应用,主要用于电力系统削峰填谷、调频调相和紧急事故备用,但受限于选址和建设施工的局限性,未来发展空间有限。电化学时当前应用范围最广、发展潜力最大的储能技术。相比抽水蓄能,电化学储能受地理条件影响小,建设周期短,可灵活运用于电力系统各环节及其他场景中。另外,随着成本持续下降,商业化应用日渐成熟,其技术优势愈发明显,发展前景广阔。
根据CNESA的不完全统计,截至2021年底,全球抽水蓄能的累计装机规模占比首次低于90%,相比2020年下降4.1pct;新型储能累计装机规模为25.4GW,同比增长67.7%。在国内市场中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为39.8GW,同比增长25%,所占比重与去年同期相比再次下降,下降了3个百分点;市场增量主要来自新型储能,累计装机规模达到5729.7MW,同比增长75%。
从整个电力系统角度看,储能的应用场景可以分为发电侧(电源侧)、输配电侧(电网侧)、用电侧储能三大场景。1)发电测对储能的需求场景较多,例如电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网、备用电源等;2)输配电侧存储能主要用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级、改善电能质量等;3)用电侧储能主要用于电力自发自用、风骨价差套利、容量电费管理、提升供电可靠性、偏远地区供电、智能交通等领域。(博众投资)
从分散支持到全面管理,储能进入政策出台密集期
根据中国节能协会碳中和专业委员会,2021年之前,对储能行业的支持政策主要以省为单位展开,且大多集中于可再生能源并网、储能参与辅助服务市场等层面,部分省市对此出台了补贴政策。随着“碳中和”目标的确定,2021年各部委层面频出储能相关政策,且政策覆盖到电力系统发电、输配、用电等各个环节。
国家层面政策规划:储能是我国战略性新兴产业的重要组成部分,近年来一系列鼓励政策的加速出台为储能产业大发展蓄势,推动行业进入规模化发展阶段。2022年2月,国家发展和改革委员会、国家能源局正式印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,方案提出到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件;电化学储能技术性能进一步提升,系统成本降低30%以上;到2030年,新型储能全面市场化发展,新型储能核心技术装备自主可控。2022年5月25日,国家能源局综合司发布《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》,从七个方面对电化学储能电站安全作出指引,储能行业得到进一步规范。
地方扶持政策:2022年3月《“十四五”新型储能发展实施方案》发布以来,各省积极响应,发布多项储能相关政策。政策要点主要有:1)多地鼓励“新能源+储能”建设模式;推动风电、光伏发电储能项目建设,新建新能源电站按照不低于装机容量10-15%(2小时)配置储能;2)政策指导工商业用户直接参与市场交易;3)建立用户参与辅助服务分担共享机制;4)推动各类储能安全发展,为新能源发展提供安全保障;5)加强储能技术人才培养;6)“十四五”新型储能示范项目集中申报,其中,青海省力争建成电化学新型储能600万千瓦,排名第一;7)明确氢能在能源系统中的定位和中长期发展目标;8)《“十四五”新型储能发展实施方案》,明确新型储能规模化、产业化、市场化发展;9)开展储能等先进能源技术研发与示范应用;10)山东2022年度储能示范项目共29个,总规模达3.103GW。(博众投资)
参考资料:
《储能市场加速开启,关注设备领域投资机会》民生证券;2022-05-29;
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