储能,是怎样的一个万亿赛道?:
关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》的通知
《通知》指出,《“十四五”新型储能发展实施方案》的背景是贯彻“四个革命、一个合作”能源安全战略,实现碳达峰碳中和战略目标,支撑构建新型电力系统。
能源安全和粮食安全、金融安全同样重要,是因为能源是工业的粮食,金融是百业之母。民以食为天,这是天大的事。
“四个革命、一个合作”的能源安全新战略,是指能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,全方位加强国际合作。
风光水火储,关键在储
在前不久的全国两会上,国家发改委主任何立峰表示,将在沙漠、戈壁、荒漠规划建设4.5亿千瓦的大型风电光伏基地。
如何不发生大规模弃光、弃风的情况?东数西算是条路。东数西算,电在哪里,“算”就在哪里,优先消耗绿电,无疑是一条重要解决途径。
但是,有风有光时多发出来的电,电网无法消纳怎么办?无风、无光情况下又怎么办?新能源废弃率与新能源发电的不稳定性和间歇性问题增加了电网输配容量、电频波动控制等方面的要求。
所以,风光水火储,关键一环在于储。
正因如此,《“十四五”新型储能发展实施方案》开篇第一句话就是,“新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备”。
关于新型储能的意义,国家能源局对《方案》进行了深入解读,原文摘录如下:
“随着电力系统对调节能力需求提升、新能源开发消纳规模不断加大,尤其是沙漠戈壁荒漠大型风电光伏基地项目集中建设的背景下,新型储能建设周期短、选址简单灵活、调节能力强,与新能源开发消纳的匹配性更好,优势逐渐凸显,加快推进先进储能技术规模化应用势在必行。
我国在锂离子电池、压缩空气储能等技术方面已达到世界领先水平,面向世界能源科技竞争,支撑绿色低碳科技创新,加快新型储能技术创新体系建设机不容发。新型储能是催生能源工业新业态、打造经济新引擎的突破口之一,在构建国内国际双循环相互促进新发展格局背景下,加速新型储能产业布局面临重大机遇。”
储能市场规模有多大?
笔者根据各专业机构的预测汇总,这个行业的年增长率在50%以上,到2025年,这个赛道的规模将达到5000亿左右,到2030年,预计达到1.3万亿。
中国储能市场发展始于 2010 年,历经十余年发展,部分技术已得到验证,示范应用项目成功推行,商业模式在探索中有所改进。
2020 年,“双碳”目标下,可再生能源开发得到前所未有重视,在高比例不稳定的可再生能源消纳压力下,多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策。
2021 年中央首次明确了储能是碳达峰、碳中和的关键支撑技术,储能技术对新能源大规模普及的价值充分体现并成共识,“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”推动储能市场与“风光”发电新能源市场繁荣共进。
根据 CNESA 数据,截至 2020年底,电化学储能投运项目累计占比约为 9.2%,其中锂离子电池约为 88.8%,带动储能逆变器进入高速发展阶段;
熔盐储能规模进一步扩大,占比达 1.5%;
去年9月,世界首座非补燃压缩空气储能电站并网试验成功,可将电能转换效率提升至 60%以上
去年 10 月,我国首套 10MW 先进压缩空气储能系统在贵州毕节并网发电。
3月18日,我国首家、单厂规模最大的储能全产业链项目——宁夏宝丰集团200GWh锂离子储能全产业链项目正式开工,总投资692亿元。
我国储能行业历经四大发展阶段,终于来到爆发式增长的前夜。
资料来源:CNESA 第 98 期,Wind,均为申万指数
新型储能,新在哪里
说到储能,我们会想到锂电池,想到抽水蓄能电站。新型储能,究竟新在哪里呢?建议套用方案的第一句话,就是新型技术和新型装备。
储能技术路线一览
目前的储能技术方案主要可以分为物理机械储能、电化学储能、电磁储能和光热储能,其中物理储能和化学储能装机量占绝对比重,物理储能最具代表性的是抽水蓄能,化学储能最优代表性的是锂离子电池储能。
截至 2021 年底,在全球储能累积装机中,抽水蓄能装机依然占据主力位置,占比超过 90%,主要得益于抽水蓄能较低的成本和满足长时储能的需求;而近些年来,锂离子电池储能系统在新增储能装机中占主要地位,主要得益于逐渐下降的成本和其灵活的调节能力。
目前,电化学储能的度电成本仍是最高,但降本的空间同样巨大。未来,新型储能的主流方向是电化学储能,同时压缩空气储能、熔盐储能等发展潜力巨大。
3 种储能形式的全生命周期度电成本
3种储能形式的全生命周期度电成本预测参数
我们可能对于宁德时代的认知还停留在乘用车这个领域,在全球市场占有率高达32.6%,稳居第一。实际上,“宁王”的第二增长曲线就是新型储能,其在发电侧、电网侧和用电侧深耕已久,预计在国内电化学储能市场的份额将达到20%。
电化学储能产业链
储能系统中电池是未来成本降低的重点关注环节。
在储能系统中,电芯成本占比达到60%,PCS、EMS、BMS 成本分别占比 20%、10%、5%。因此,电池的成本下降会带动整个储能系统的成本下降。
2010-2020 年,锂电池组价格从1191 美元/kWh 下降到 137美元/kWh,从而带动整个储能系统的成本下降约 80%。
压缩空气储能潜力巨大
随着锂资源价格暴涨,包括压缩空气、熔盐等在内的其它技术路线储能发展潜力逐步显现。
新型压缩空气储能攻克传统储能瓶颈,具备规模化应用潜能。压缩空气储能分为传统与新型两大技术路线。传统压缩空气储能系统(CAES)是基于燃气轮机技术开发的一种储能系统。在用电低谷,将空气压缩并存于储气室中,使电能转化为空气的内能存储起来;在用电高峰,高压空气从储气室释放,进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧,然后驱动透平(可以理解为工业鼓风机)发电。
传统压缩空气储能系统原理图
20 世纪 70 年代后期,全球第一座压缩空气储能电站在德国建成,美国、日本等国家在此领域的发展速度也在不断加快。现阶段,全球商业化运行的压缩空气储能电站共有两座,分别位于德国、美国。
2022 年初,高盛集团旗下的高盛资产管理公司计划向总部位于加拿大安大略省的先进压缩空气储能(A-CAES) 开发商 Hydrostor 公司投资 2.5 亿美元。这可视为该领域的一个标志性事件。
我国压缩空气储能技术研究起步较晚,2005 年才开始发展,但进步迅速,2016 年建立示范工程项目,技术已进入全球先进水平。2021 年 9 月,山东肥城压缩空气储能调峰电站项目正式实现并网发电,这标志着国际首个盐穴先进压缩空气储能电站已进入正式商业运行状态。2021 年以来,全国有多个已签约待建项目,项目密度较往年有所提升。
中国电建与上海巨人能源科技空气压缩储能项目模型
压缩空气储能产业链
东方风来满眼春,投资储能正当时。
(本文部分内容根据光大证券、中信证券等整理)