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走上“快車(chē)道”的新型儲能,面臨哪些機遇和挑戰?

2023年,無(wú)論是項目推進(jìn)還是技術(shù)創(chuàng )新,新型儲能都實(shí)現了快速發(fā)展。根據中國能源研究會(huì )儲能專(zhuān)委會(huì )/中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)全球儲能數據庫的不完全統計,2023年,中國新增投運新型儲能裝機容量為21.5吉瓦/46.6吉瓦時(shí),首次突破20吉瓦,三倍于2022年的水平,功率和能量規模同比增長(cháng)均超150%。100余個(gè)百兆瓦級項目投運,同比增長(cháng)370%;非鋰儲能技術(shù)應用逐漸突破,多種長(cháng)時(shí)儲能項目被納入省級示范項目清單。儲能系統中標均價(jià)持續下行,以鋰電池為例,受上游原材料價(jià)格跌勢和競爭加劇等因素影響,至2023年12月,鋰電池價(jià)格跌至0.79元/瓦時(shí),相比年初幾近腰斬,并且出現過(guò)低于0.6元/瓦時(shí)的報價(jià);市場(chǎng)參與主體在數量和類(lèi)型上均有突破。

2024年,新型儲能市場(chǎng)將延續高速發(fā)展態(tài)勢,預計全年新增裝機容量將超過(guò)35吉瓦,有望實(shí)現連續3年單年新增裝機容量超過(guò)累計裝機規模。國內儲能技術(shù)快速發(fā)展,成本進(jìn)一步下降,企業(yè)加速出海布局,但在貿易壁壘和國際標準方面面臨挑戰。

(來(lái)源:能源評論?首席能源觀(guān) 文/陳海生中國能源研究會(huì )儲能專(zhuān)委會(huì )主任委員、中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長(cháng)/研究員)

隨著(zhù)政策和規則不斷完善,新型儲能產(chǎn)品的經(jīng)濟性有望提升,商業(yè)模式更加成熟,儲能電站的運營(yíng)水平將不斷提高。同時(shí),產(chǎn)能或繼續擴張,資金缺乏和技術(shù)積累不足的企業(yè)將面臨更大壓力。

產(chǎn)業(yè)鏈布局呈現三大特點(diǎn)

當前,新型儲能在產(chǎn)業(yè)鏈布局上呈現以下三個(gè)特點(diǎn):

一是新型儲能各技術(shù)路線(xiàn)百花齊放。除鋰電池外,壓縮空氣儲能、液流電池儲能、鈉離子電池等多項新型儲能技術(shù)逐步從研發(fā)向示范和規模化應用發(fā)展。國家能源局2024年第1號公告《國家能源局綜合司關(guān)于公示新型儲能試點(diǎn)示范項目的通知》將“山東省肥城市300兆瓦/1800兆瓦時(shí)壓縮空氣儲能示范項目”等56個(gè)項目列為新型儲能試點(diǎn)示范項目,凸顯了各項非鋰新型儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速,尤其是長(cháng)時(shí)儲能的地位得到進(jìn)一步提升。

二是鋰電儲能價(jià)格下降較快,行業(yè)存在產(chǎn)能過(guò)剩風(fēng)險。2023年以來(lái),電池級碳酸鋰價(jià)格持續下行,年終均價(jià)已跌破10萬(wàn)元/噸;中游儲能電池行業(yè)的平均產(chǎn)能利用率僅為50%左右;下游儲能系統的中標規模為22.7吉瓦,同比增長(cháng)257%,但中標均價(jià)持續下行,與2023 年年初相比幾近腰斬。

三是在國內競爭加劇的背景下,企業(yè)加大海外布局力度。目前,海外部分區域市場(chǎng)盈利模式更為明晰,市場(chǎng)空間逐步釋放,眾多國內企業(yè)憑借技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢,紛紛開(kāi)拓海外市場(chǎng)。值得注意的是,海外市場(chǎng)環(huán)境正逐步發(fā)生變化,部分國家出現“貿易保護”“產(chǎn)能本地化要求”等傾向,歐盟《新電池法案》、美國《通脹削減法案》等政策的影響進(jìn)一步擴大。

>>2023年12月,工作人員在中關(guān)村國家自主創(chuàng )新示范區展示中心介紹展出的百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)——壓縮空氣儲能沙盤(pán)模型。

2024年,非鋰新型儲能技術(shù)將得到市場(chǎng)的進(jìn)一步驗證,應用規模有望擴大,尤其是壓縮空氣儲能、液流電池儲能等長(cháng)時(shí)儲能的裝機容量將呈現快速增長(cháng)態(tài)勢。鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈方面,300安時(shí)以上的大電芯將從設計走向應用,滲透率可能會(huì )逐步提高。預計上游材料環(huán)節,產(chǎn)能和價(jià)格競爭加劇將延續一段時(shí)間;下游領(lǐng)域,電站智能化運維和運營(yíng)等優(yōu)勢將得到彰顯。隨著(zhù)電芯、儲能系統成本的下降,儲能電站的投資收益率將有所改善。

兩類(lèi)技術(shù)路線(xiàn)值得關(guān)注

2024年,長(cháng)時(shí)儲能和短時(shí)高頻儲能兩條技術(shù)路線(xiàn)值得關(guān)注。

長(cháng)時(shí)儲能可增加電力系統對穩定性的需求。隨著(zhù)新能源發(fā)電裝機規模不斷擴大,間歇性、不穩定性給調峰帶來(lái)更大的壓力。長(cháng)時(shí)儲能可憑借其長(cháng)周期、大容量的特性,調節新能源發(fā)電波動(dòng),提高電力系統對新能源的消納水平。壓縮空氣、液流電池、儲熱等長(cháng)時(shí)規模儲能技術(shù)的應用,將滿(mǎn)足電力系統安全穩定運行的需求。

據中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統計,目前已經(jīng)有新疆、甘肅、青海、西藏、內蒙古、河北等10個(gè)多省份明確提出在新能源場(chǎng)站配置4小時(shí)以上的長(cháng)時(shí)儲能。2023年7月山東省能源局出臺《關(guān)于支持長(cháng)時(shí)儲能試點(diǎn)應用的若干措施》,明確提出長(cháng)時(shí)儲能可享受優(yōu)先接入電網(wǎng)、優(yōu)先租賃、容量補償標準、提高減免輸配電價(jià)等優(yōu)惠政策。結合各地政策,2024年可重點(diǎn)關(guān)注壓縮空氣儲能、液流電池、儲熱等長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)。

短時(shí)高頻儲能技術(shù)包括飛輪儲能、超級電容、超導磁存儲等。新能源滲透率的不斷提高造成電網(wǎng)波動(dòng)性增加,為了應對新能源的快速接入,保證電力系統的平衡,電力系統對瞬時(shí)調節的需求增加,具有快速調節能力的新型儲能技術(shù)成為電力系統解決功率平衡和系統穩定重要的調節手段。2022年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》,首次明確“短時(shí)高頻儲能技術(shù)”應用路線(xiàn),推動(dòng)短時(shí)高頻儲能技術(shù)示范。同年,山西率先開(kāi)通了一次調頻市場(chǎng),此后,多地將一次調頻納入有償輔助服務(wù)補償范圍。在相關(guān)政策的支撐下,以飛輪儲能、超級電容為代表的技術(shù)市場(chǎng)將被進(jìn)一步打開(kāi)。

隨著(zhù)各類(lèi)新型儲能技術(shù)不斷突破,設備成本不斷下降,規模化應用進(jìn)程將不斷加快。據中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統計,截止到2023年12月底,液流電池生產(chǎn)線(xiàn)(規劃/在建/投運)已超5吉瓦,涉及全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅鐵液流電池、硫鐵液流電池、全鐵液流電池等多種技術(shù)路線(xiàn);壓縮空氣儲能(規劃/在建/投運)項目已經(jīng)超過(guò)25吉瓦,其中山東肥城國際首座300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范電站倒送電一次成功,為壓縮空氣儲能下一階段的技術(shù)攻關(guān)及并網(wǎng)發(fā)電奠定了堅實(shí)的基礎。截至2023年年底,鈉離子電池產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)10吉瓦時(shí),規劃和在建產(chǎn)能達到了400吉瓦時(shí)。2023年年底,孚能科技與江鈴集團新能源汽車(chē)合作的首款鈉離子電池純電A00級車(chē)型正式下線(xiàn),鈉電池技術(shù)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化落地。在電力儲能領(lǐng)域的不斷示范驗證以及成本的不斷下降也證明,鈉離子電池是一個(gè)值得關(guān)注的技術(shù)路線(xiàn)。另外,飛輪儲能、超級電容多個(gè)新型儲能項目的成功投運,也將加速這兩種技術(shù)在電力系統中的應用。

成本待疏導標準待更新

只有提升新型儲能電站收益,才能有效加快其商業(yè)化進(jìn)程。在收益方面,需要完善現貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、容量市場(chǎng)等電力市場(chǎng)機制,拓寬儲能收益來(lái)源,同時(shí)逐漸提升儲能電站智能決策能力,使電站參與電力市場(chǎng)交易時(shí),能更準確地制定交易策略,提高收益率。

2023年,新型儲能在成本疏導上實(shí)現了三大突破,這為2024年成本持續下降和商業(yè)化發(fā)展奠定了基礎。

一是市場(chǎng)機制的突破。2022年5月國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《進(jìn)一步推動(dòng)新型儲能參與電力市場(chǎng)和調度運用的通知》提出,新型儲能可作為獨立主體參與輔助服務(wù)、中長(cháng)期交易、現貨交易等,明確鼓勵新型儲能通過(guò)電力市場(chǎng)疏導成本。在輔助服務(wù)方面,以“誰(shuí)受益,誰(shuí)承擔”的原則,建立電力用戶(hù)參與的輔助服務(wù)分擔共享機制。在現貨市場(chǎng)方面,2023年多地陸續開(kāi)展現貨市場(chǎng)長(cháng)周期連續運行,其中山東、山西、甘肅、廣東已有獨立儲能項目參與現貨市場(chǎng),多地持續優(yōu)化現貨交易規則,允許獨立儲能通過(guò)“報量報價(jià)”和“報量不報價(jià)”兩種方式參與現貨市場(chǎng),市場(chǎng)機制更加靈活。

二是價(jià)格機制上的突破。2023年5月,國家發(fā)展改革委發(fā)布《第三監管周期省級電網(wǎng)輸配電價(jià)及有關(guān)事項的通知》,對電價(jià)結構進(jìn)行調整,在工商業(yè)用戶(hù)用電價(jià)格中,新設立了系統運行費用(包括輔助服務(wù)費用、抽水蓄能容量電費等),進(jìn)一步推動(dòng)輔助服務(wù)費用向用戶(hù)側傳導,儲能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的成本得以通過(guò)電價(jià)進(jìn)行疏導,系統調節費的設立也為靈活性調節資源成本的疏導提供了合理出口。

三是抽水蓄能和火電容量電價(jià)機制上的突破。2023年年內,國家發(fā)展改革委陸續出臺《關(guān)于抽水蓄能電站容量電價(jià)及有關(guān)事項的通知》《關(guān)于建立煤電容量電價(jià)機制的通知》,核定了抽蓄電站、調峰火電站的容量?jì)r(jià)格,體現國家在新型電力系統建設中對靈活性調節資源的重視,以及對保障電力系統安全穩定運行的迫切需求。這對新型儲能容量電價(jià)機制的研究提供了參考和引導,也促使業(yè)界開(kāi)始對新型儲能的容量?jì)r(jià)值進(jìn)行積極評估。

在電力市場(chǎng)改革過(guò)渡期和儲能成本逐步下探的發(fā)展階段,有必要研究設計合理的價(jià)格機制,對新型儲能的容量?jì)r(jià)值進(jìn)行合理補償。因此,應結合新型電力系統建設需求,結合不同應用場(chǎng)景下的市場(chǎng)機制建設,綜合考慮各類(lèi)儲能技術(shù)特點(diǎn)、功能作用和服務(wù)價(jià)值,以“按效果付費”的基本原則,“同工同酬”地制定合理的成本疏導機制,推出可持續的商業(yè)模式,以形成合理預期,吸引社會(huì )資本進(jìn)行布局。

標準制定關(guān)乎新型儲能的長(cháng)遠發(fā)展。近幾年,在《關(guān)于加強儲能標準化工作的實(shí)施方案》《能源碳達峰碳中和標準化提升行動(dòng)計劃》《新產(chǎn)業(yè)標準化領(lǐng)航工程實(shí)施方案(2023—2035年)》等相關(guān)政策的推動(dòng)下,結合近幾年儲能示范項目的建設運行經(jīng)驗,我國已初步形成了較為完善的、覆蓋儲能規劃、建設、并網(wǎng)、系統、子系統/零部件、梯次利用和回收的新型儲能標準體系。

目前,一些在國內發(fā)展迅速的項目亟需新標準,如百兆瓦級儲能電站、工商業(yè)儲能兩類(lèi)項目的設計標準GB51048仍未發(fā)布。此外,與NFPA 855、UL 9540、UL 9540A等國際標準相比,國內標準在落地執行、驗證方法上仍有待完善,也有待獲得產(chǎn)業(yè)鏈從業(yè)人員的認可。

儲能產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng)、覆蓋專(zhuān)業(yè)廣、涉及的主管部門(mén)也較多,儲能標準的制定和管理需要相關(guān)主管部門(mén)集思廣益,調動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節、不同專(zhuān)業(yè)的從業(yè)人員的積極主動(dòng)性,科學(xué)合理地制定標準并形成有效銜接,以達到更好地推動(dòng)儲能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展的效果。