【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、中國(guó)發(fā)展新型儲(chǔ)能的必要性
電力系統(tǒng)是我國(guó)當(dāng)前最主要的碳排放源之一。未來(lái)電力系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)就是構(gòu)建以新能 源為主體的新型電力系統(tǒng),風(fēng)電、光伏、水電、核電等無(wú)碳能源將逐步取代化石能源成為發(fā)電的主力。截至2021年底,我國(guó)電力總裝機(jī)23.8億千瓦,其中風(fēng)電光伏裝機(jī)分別為3.3億千瓦以及3.1億千瓦,火電裝機(jī)(含生物質(zhì))約13億千瓦。根據(jù)對(duì)人口變化、GDP增長(zhǎng)、電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及電能替代、人均用電量增加等因素的綜合預(yù)測(cè),我們預(yù)計(jì)至2030年,我國(guó)電力裝機(jī)規(guī)模將達(dá)36億千瓦,其中風(fēng)電8億千瓦,光伏10億千瓦,占比約50%。至2060年,我國(guó)電力裝機(jī)規(guī)模將達(dá)90~95億千瓦,其中風(fēng)電33億千瓦,光伏42億千瓦,占比超過(guò) 80%。

風(fēng)電、光伏在為我們帶來(lái)綠色低碳電力的同時(shí),天然具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性,對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力提出了更高要求。隨著新能源占比增加,需要調(diào)節(jié)的功率變化幅度越來(lái)越大。
在電力系統(tǒng)新能源裝機(jī)占比不斷上升的同時(shí),火電、核電等可靠性電源占比卻逐步降低,疊加極端氣候?qū)λ姵隽Φ挠绊?,大大削弱供給側(cè)響應(yīng)與調(diào)節(jié)能力。此外,煤電、核電的長(zhǎng)時(shí)間深度負(fù)荷調(diào)節(jié)可能對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn),也會(huì)增加額外的煤耗與碳排放。這些額外的供給側(cè)負(fù)荷調(diào)節(jié)需求必須依靠清潔高效的儲(chǔ)能裝機(jī)彌補(bǔ)。除滿足調(diào)節(jié)能力需求外,儲(chǔ)能對(duì)于電網(wǎng)的電力傳輸與安全,還能起到減緩電網(wǎng)阻塞,提供備用和黑啟動(dòng)等作用。對(duì)于發(fā)電側(cè),儲(chǔ)能能夠起到平滑新能源波動(dòng)、提高新能源消納的作用。而負(fù)荷側(cè)的儲(chǔ)能裝機(jī),能夠大大提升負(fù)荷側(cè)的自我平衡能力和響應(yīng)能力。
未來(lái),我國(guó)電力系統(tǒng)的特征是以風(fēng)、光、水、核作為主力電源,配合足量的儲(chǔ)能裝機(jī)提 供調(diào)節(jié)能力,以最小化原則保留化石能源裝機(jī)作為部分基荷和保底調(diào)節(jié),配合強(qiáng)大的電網(wǎng)傳輸調(diào)度能力和智能高效的負(fù)荷側(cè)響應(yīng)能力,具備安全可靠、清潔高效、靈活強(qiáng)韌等幾個(gè)特點(diǎn)的全新電力系統(tǒng)。儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中將起到不可或缺的重要作用。
在各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中,抽水蓄能技術(shù)成熟可靠、全生命周期儲(chǔ)能成本低,是當(dāng)前儲(chǔ)能裝 機(jī)中的主力。截至2021年底,我國(guó)已投運(yùn)的約4600萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能裝機(jī)中,抽水蓄能約為3700 萬(wàn)千瓦,已開(kāi)工建設(shè)的抽水蓄能電站超過(guò)6000萬(wàn)千瓦。盡管如此,抽水蓄能電站存在廠址選擇不靈活、建設(shè)投資規(guī)模大、建設(shè)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)或限制,難以通過(guò)技術(shù)手段解決。僅靠抽水蓄能,既無(wú)法滿足近幾年新能源裝機(jī)快速上漲所要求的儲(chǔ)能裝機(jī),也無(wú)法滿足未來(lái)電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能靈活的時(shí)空配置和多元化技術(shù)參數(shù)的要求。這給了各類(lèi)“新型儲(chǔ)能”足夠的發(fā)展空間。我們認(rèn)為,經(jīng)過(guò)“十四五”和“十五五”期間的充分培育與發(fā)展,未來(lái)的新型電力系統(tǒng)之中,成熟的“新型儲(chǔ)能”技術(shù)將與抽水蓄能“并駕齊驅(qū)”,在源-網(wǎng)-荷的各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景下發(fā)揮重要的系統(tǒng)調(diào)節(jié)和安全保障作用。
二、新型儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
1、裝機(jī)情況
截至2021年底,全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模約2.1億千瓦,同比增長(zhǎng)9%。其中,抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模約1.8億千瓦,占比首次低于90%。新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3000萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng)67.7%,其中鋰離子電池裝機(jī)約2300萬(wàn)千瓦,占據(jù)主導(dǎo)地位。在3000萬(wàn)千瓦的新型儲(chǔ)能裝機(jī)中,美國(guó)是裝機(jī)量最大的國(guó)家,約650萬(wàn)千瓦,中國(guó)緊隨其后,裝機(jī)量約580萬(wàn)千瓦。其它新型儲(chǔ)能裝機(jī)較多的國(guó)家包括韓國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、澳大利亞和日本。
我國(guó)截至2021年底,電力儲(chǔ)能裝機(jī)約4600萬(wàn)千瓦,相比于2020年增長(zhǎng)30%,占全球電力系統(tǒng)儲(chǔ)能裝機(jī)量的22%。2021年全年新增電力儲(chǔ)能裝機(jī)約1000萬(wàn)千瓦,其中抽水蓄能增加約800萬(wàn)千瓦,新型儲(chǔ)能裝機(jī)增加約200萬(wàn)千瓦。在新型儲(chǔ)能的580萬(wàn)裝機(jī)中,鋰離子電池占比最高,接近90%,折合裝機(jī)規(guī)模約520萬(wàn)千瓦。其余新型儲(chǔ)能中,鉛蓄電池和壓縮空氣儲(chǔ)能占比相對(duì)較大。從各省已投運(yùn)新型儲(chǔ)能裝機(jī)情況看,江蘇省裝機(jī)量第一,已超過(guò)100萬(wàn)千瓦,廣東省和山東省次之,其余有較大裝機(jī)的省份包括青海、內(nèi)蒙古、湖南、安徽等。

2、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
新型儲(chǔ)能所包括的技術(shù)類(lèi)型眾多,按照能量存儲(chǔ)方式不同主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱等幾大類(lèi)。每大類(lèi)技術(shù)當(dāng)中又有多種完全不同的技術(shù)路線。根據(jù)放電時(shí)長(zhǎng),可將其分為功率型電儲(chǔ)能、能量型電儲(chǔ)能以及儲(chǔ)熱(冷)技術(shù)。
壓縮空氣儲(chǔ)能(Compressed Air Energy Storage,簡(jiǎn)稱 CAES),是機(jī)械儲(chǔ)能的一種形式。在電網(wǎng)低谷時(shí),利用富余的電能,帶動(dòng)壓縮機(jī)生產(chǎn)高壓空氣,并將高壓空氣存入儲(chǔ)氣室中,電能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢(shì)能;當(dāng)電網(wǎng)高峰或用戶需求電能時(shí),空氣從儲(chǔ)氣室釋放,然后進(jìn)入膨脹機(jī)中對(duì)外輸出軸功,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,又將空氣的壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。CAES儲(chǔ)能系統(tǒng)中的高壓空氣在進(jìn)入膨脹機(jī)做功前,需要對(duì)高壓空氣進(jìn)行加熱,以提高功率密度。根據(jù)加熱的熱源不同,可以分為燃燒燃料的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(即補(bǔ)燃式傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能)、帶儲(chǔ)熱的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)和無(wú)熱源的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(AA-CAES)在傳統(tǒng)CAES系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,引入蓄熱技術(shù),利用蓄熱介質(zhì)回收壓縮階段產(chǎn)生的壓縮熱,并將高溫蓄熱介質(zhì)儲(chǔ)存起來(lái),在釋能階段時(shí)高溫蓄熱介質(zhì)通過(guò)換熱器對(duì)高壓空氣進(jìn)行預(yù)熱。蓄熱系統(tǒng)代替了燃燒室的補(bǔ)充燃燒來(lái)加熱空氣,從而達(dá)到減小系統(tǒng)能量損失、提高效率的目的。此外,有些AA-CAES系統(tǒng)采用液態(tài)壓縮空氣存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐中的形式,擺脫了自然條件的限制。
?、賶嚎s空氣儲(chǔ)能
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在本報(bào)告所討論的新型儲(chǔ)能技術(shù)中屬于相對(duì)進(jìn)展較快、技術(shù)較為成熟的技術(shù),已進(jìn)入100MW級(jí)示范項(xiàng)目階段。早期壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)依賴燃?xì)庋a(bǔ)燃和自然儲(chǔ)氣洞穴,但目前已無(wú)需補(bǔ)燃,并可以應(yīng)用人造儲(chǔ)氣空間。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與燃機(jī)技術(shù)同宗同源,主要痛點(diǎn)在于設(shè)備制造和性能提升。大型壓氣設(shè)備、膨脹設(shè)備、蓄熱設(shè)備、儲(chǔ)罐等設(shè)備的性能提升是效率、經(jīng)濟(jì)性和可靠性提升的關(guān)鍵。十四五期間壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率有望提升至65%~70%,系統(tǒng)成本降至1000~1500元/kW·h?!笆逦濉蹦┘爸笙到y(tǒng)效率有望達(dá)70%及以上,系統(tǒng)成本降至800~1000元/kW·h。
技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有容量大、工作時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性能好、充放電循環(huán)多等優(yōu)點(diǎn)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)適合建造大型儲(chǔ)能電站(>100MW),放電時(shí)長(zhǎng)可達(dá)4小時(shí)以上,適合作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命很長(zhǎng),可以儲(chǔ)/釋能上萬(wàn)次,壽命可達(dá)40年以上;并且其效率最高可以達(dá)到70%左右。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)同宗同源,技術(shù)通用性強(qiáng),設(shè)備開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)較好,建造成本和運(yùn)行成本容易控制,具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
產(chǎn)業(yè)鏈及成本:壓縮空氣儲(chǔ)能的上游主要是原材料與核心部件(模具、鑄件、管道、閥門(mén)、儲(chǔ)罐等)的生產(chǎn)加工、裝配、制造行業(yè),屬于機(jī)械工業(yè)的一部分,但涉及壓縮空氣儲(chǔ)能本身特性和性能要求,對(duì)基礎(chǔ)部件的設(shè)計(jì)、加工要求較為嚴(yán)格。中游主要是關(guān)鍵設(shè)備(壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、燃燒室、儲(chǔ)熱/換熱器等)設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng) 集成控制相關(guān)的行業(yè),屬于技術(shù)密集型的高端制造業(yè),具有多學(xué)科、技術(shù)交叉等特性。下游主要是用戶對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用和需求,涉及常規(guī)電力輸配送、可再生能源大規(guī)模接入、分布式能源系統(tǒng)、智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。
現(xiàn)階段百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能功率成本約為4000-6000元/kW,能量成本約為 1000-2500元/kWh,循環(huán)效率可達(dá)65-70%,運(yùn)行壽命約為40-60年。壓縮空氣系統(tǒng)初投資成本主要包括系統(tǒng)設(shè)備、土地費(fèi)用和基建等。系統(tǒng)設(shè)備包括了壓縮機(jī)機(jī)組、膨脹機(jī)機(jī)組、蓄熱系統(tǒng)(換熱器、蓄熱器、蓄熱介質(zhì)、管道)、電氣及控制設(shè)備、儲(chǔ)氣室等。


三、新型儲(chǔ)能政策環(huán)境
1、國(guó)家政策
針對(duì)新型儲(chǔ)能發(fā)展,2021年7月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和為目標(biāo),將發(fā)展新型儲(chǔ)能作為提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力,支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要舉措,以政策環(huán)境為有力保障,以市場(chǎng)機(jī)制為根本依托,以技術(shù)革新為內(nèi)生動(dòng)力,加快構(gòu)建多輪驅(qū)動(dòng)良好局面,推動(dòng)儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展?!暗?2025年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上”,這是國(guó)家政策層面第一次明確儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)。特別強(qiáng)調(diào),要明確新型儲(chǔ)能獨(dú)立市場(chǎng)主體地位、健全新型儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制、健全“新能源+儲(chǔ)能”項(xiàng)目激勵(lì)機(jī)制。
2022年3月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方 案》,對(duì)《指導(dǎo)意見(jiàn)》中所提出的目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)一步明確和細(xì)化。要求“到2025年,新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提高,核心技術(shù)裝備自主可控水平大幅提升,標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善,產(chǎn)業(yè)體系日趨完備,市場(chǎng)環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟。其中,火電與核電機(jī)組抽汽蓄能等依托常規(guī)電源的新型儲(chǔ)能技術(shù)、百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用”
在國(guó)家《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》之后,江蘇、山東、寧夏、青海、浙江、河南等多個(gè)省份均于 2022 年提出了各自的十四五新型儲(chǔ)能實(shí)施方案,實(shí)施方案中大都明確 了新型儲(chǔ)能重點(diǎn)發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景,從電力市場(chǎng)和調(diào)用層面針對(duì)新型儲(chǔ)能給予明確的政策支持,部分省份還明確了儲(chǔ)能的租賃價(jià)格及輔助服務(wù)價(jià)格。
四、新型儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)
1、新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
壓縮空氣儲(chǔ)能未來(lái)的研發(fā)方向是改進(jìn)核心器件,優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì),研究新型儲(chǔ)氣技術(shù) 與設(shè)備,實(shí)現(xiàn)設(shè)備模塊化與規(guī)?;?,提高系統(tǒng)效率和使用壽命,提升單位體積的儲(chǔ)氣密度以及降低成本。
預(yù)計(jì)2025年前,先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)達(dá)到成熟水平,完成百兆瓦項(xiàng)目示范。后續(xù)進(jìn)一步研究適用于深冷液化空氣儲(chǔ)能的寬范圍、高溫離心壓縮機(jī),研發(fā)高壓高速級(jí)間再熱式透平、納微結(jié)構(gòu)復(fù)合儲(chǔ)熱蓄冷材料。目標(biāo)是將系統(tǒng)效率提升至70%以上,功率成本降至 5000~6000元/kW。利用洞穴的大規(guī)模壓縮空氣的儲(chǔ)能度電成本降至0.15元/以下,成為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的可選技術(shù)。
2、儲(chǔ)能“十四五”規(guī)劃及示范項(xiàng)目
經(jīng)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前已有十六個(gè)省公布了“十四五”期間新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)劃目標(biāo),總量已接近4800萬(wàn)千瓦。示范項(xiàng)目方面,各省在總結(jié)前期新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,2022年批準(zhǔn)的新型儲(chǔ)能示 范項(xiàng)目的數(shù)量和裝機(jī)均大幅增加,總量約18GW/37GWh。分析已公布的示范項(xiàng)目信息,磷酸鐵鋰電池仍占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的裝機(jī)份額,此外,鈦酸鋰電池、鉛蓄電池、AGM鉛酸 鉛碳電池、液流電池、熔鹽儲(chǔ)能、液態(tài)空氣、氫儲(chǔ)能、鋁離子電池、鈉離子電池、重力儲(chǔ)能均有示范項(xiàng)目上榜。時(shí)長(zhǎng)方面,主要以1小時(shí)及2小時(shí)的儲(chǔ)能要求為主。但對(duì)于非鋰離子電池項(xiàng)目,會(huì)配置4小時(shí)以上的時(shí)長(zhǎng)要求。冀北電網(wǎng)要求較為特殊,均要求4小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。
2022及2023年在政策及市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下,新型儲(chǔ)能市場(chǎng)會(huì)有爆發(fā)式增長(zhǎng),年裝機(jī)均會(huì)超過(guò)1200萬(wàn)千瓦,市場(chǎng)規(guī)模約為2021年的5~6倍。2024年及2025年,預(yù)計(jì)裝機(jī)能量會(huì)穩(wěn)定在1000~1200萬(wàn)千瓦之間,至2025年,預(yù)測(cè)的新型儲(chǔ)能總體裝機(jī)量中值約4800萬(wàn) 千瓦。在各儲(chǔ)能技術(shù)的裝機(jī)量劃分方面,預(yù)計(jì)鋰離子電池(以磷酸鐵鋰為主)的市場(chǎng)會(huì) 面臨壓縮空氣、液流電池、重力儲(chǔ)能等其他儲(chǔ)能技術(shù)的一定擠壓,在新增裝機(jī)量中的占 比以及累積裝機(jī)量占比會(huì)持續(xù)走低,從目前占比約90%降低至80%附近。

2025年壓縮空氣儲(chǔ)能的裝機(jī)絕對(duì)值最高,約280萬(wàn)千瓦。液流電池裝機(jī)量緊隨壓縮空氣之后,2025年預(yù)期裝機(jī)可達(dá)230萬(wàn)千瓦。其他儲(chǔ)能的增長(zhǎng)相較于前面幾種相對(duì)較慢,但也有約40%的復(fù)合增長(zhǎng)率。
五、新型儲(chǔ)能發(fā)展面臨的問(wèn)題
1、新型儲(chǔ)能示范(首臺(tái)套)項(xiàng)目落地實(shí)施困難重重
示范項(xiàng)目代表著創(chuàng)新技術(shù)的首次規(guī)?;瘜?shí)際應(yīng)用,特別是首臺(tái)套項(xiàng)目的建設(shè),沒(méi)有可參照對(duì)比的成熟案例,相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等往往缺失或與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不一致,在項(xiàng)目立項(xiàng)審批時(shí)會(huì)觸及到很多原有規(guī)章制度的空白,地方政府和主管部門(mén)在項(xiàng)目審批過(guò)程中 缺乏依據(jù)難以決策,使得應(yīng)用新技術(shù)的項(xiàng)目落地難度增大,不利于新型技術(shù)的發(fā)展和示范。市場(chǎng)對(duì)于創(chuàng)新技術(shù)也存在較多“歧視”現(xiàn)象,出于規(guī)避未知風(fēng)險(xiǎn)的考慮,相關(guān)項(xiàng)目市場(chǎng) 招標(biāo)會(huì)對(duì)歷史業(yè)績(jī)等提出明確要求,示范(首臺(tái)套)項(xiàng)目難以通過(guò)市場(chǎng)化方式推動(dòng)落地;另一方面,示范(首臺(tái)套)項(xiàng)目存在較多的不確定性,需要通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化,經(jīng)濟(jì)性無(wú)法保證,難以獲得市場(chǎng)和投資者的青睞,在資金、應(yīng)用場(chǎng)景、審批流程等多重因素制約下,項(xiàng)目落地困難重重。
2、新型儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制未建立,商業(yè)模式仍有待探索
“雙碳”目標(biāo)引發(fā)了電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的深度變革,電力供應(yīng)可靠性、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、 新能源高效利用等成為未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的主線,儲(chǔ)能作為提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、促進(jìn)新能源消納的重要措施,是新型電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分,電力系統(tǒng)中增加儲(chǔ)能已成為共識(shí),但沒(méi)有完善的價(jià)格機(jī)制支撐,額外增加的儲(chǔ)能設(shè)備缺乏投資回收渠道,難以吸引更多的資本投入,無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前只有部分省份對(duì)獨(dú)立共享儲(chǔ)能建立了較為明確的市場(chǎng)規(guī)則,但相關(guān)規(guī)則基本只著眼當(dāng)下,無(wú)法長(zhǎng)期適用。對(duì)新能源項(xiàng)目配置的儲(chǔ)能裝機(jī)來(lái)說(shuō),其受調(diào)度機(jī)制與回報(bào)機(jī)制不明確影響,不僅不能發(fā)揮儲(chǔ)能裝機(jī)的作用、更無(wú)投資回收機(jī)制和渠道。對(duì)于用戶側(cè)儲(chǔ)能,除峰谷差套利外尚無(wú)其它盈利模式??傮w來(lái)看,適合國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式仍有待進(jìn)一步探索。
3、新能源配置儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)缺失,監(jiān)管難度加大
隨著對(duì)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中重要性的認(rèn)識(shí)不斷加深,新能源項(xiàng)目要求配置儲(chǔ)能逐漸成為常態(tài)。自2020年起,地方各省對(duì)于新能源項(xiàng)目配置儲(chǔ)能的政策要求力度已逐漸加強(qiáng)。沒(méi)有價(jià)格機(jī)制的支撐,儲(chǔ)能設(shè)備的配置屬于純成本開(kāi)支,對(duì)于平價(jià)上網(wǎng)后盈利能力有限的新能源發(fā)電項(xiàng)目造成極大壓力,從實(shí)際情況來(lái)看,目前缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和管理,小規(guī)模的儲(chǔ)能難以真正發(fā)揮作用,造成資源的極大浪費(fèi)。
新型儲(chǔ)能的市場(chǎng)發(fā)展速度快于標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管制度體系的建設(shè)速度,使得當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)監(jiān)管 難度加大,個(gè)別地方為了招商引資,要求新能源必須配置儲(chǔ)能,增加項(xiàng)目投資成本,項(xiàng)目業(yè)主為降低成本使用低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品,造成低端技術(shù)憑借價(jià)格擠壓先進(jìn)技術(shù)、參數(shù)虛標(biāo)作假等劣幣驅(qū)逐良幣的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響行業(yè)健康發(fā)展。
4、新型儲(chǔ)能在國(guó)家法律層面的支持不夠
盡管近年來(lái)國(guó)務(wù)院、各部委和各級(jí)地方政府對(duì)于發(fā)展儲(chǔ)能的政策密集出臺(tái),一再?gòu)?qiáng)調(diào)發(fā)展儲(chǔ)能(特別是新型儲(chǔ)能)的重要性,但缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)缺失等系列問(wèn)題。目前新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正面臨商業(yè)化發(fā)展初期向規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,需要政策作出更強(qiáng)有力的支持。自2010年《中華人民共和國(guó)可再生能源法(修正案)》提出了“電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)發(fā)展和應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)”的原則性要求,至此再未從立法層面對(duì)儲(chǔ)能作出規(guī)定,相對(duì)概括的要求無(wú)法對(duì)儲(chǔ)能企業(yè)參與市場(chǎng)活動(dòng)提供明確的指導(dǎo)和規(guī)范作用。雖然在《電力中長(zhǎng)期交易市場(chǎng)規(guī)則》等政策中明確支持儲(chǔ)能企業(yè)是電力交易市場(chǎng)的獨(dú)立主體,但具體的權(quán)利義務(wù)等交易規(guī)則并未明確,仍體現(xiàn)出明顯的原則性和指導(dǎo)性特征,儲(chǔ)能企業(yè)的獨(dú)立市場(chǎng)地位仍未真正落實(shí),亟需從法律層面給予明確定位,為新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供法律保障。
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【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、中國(guó)發(fā)展新型儲(chǔ)能的必要性
電力系統(tǒng)是我國(guó)當(dāng)前最主要的碳排放源之一。未來(lái)電力系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)就是構(gòu)建以新能 源為主體的新型電力系統(tǒng),風(fēng)電、光伏、水電、核電等無(wú)碳能源將逐步取代化石能源成為發(fā)電的主力。截至2021年底,我國(guó)電力總裝機(jī)23.8億千瓦,其中風(fēng)電光伏裝機(jī)分別為3.3億千瓦以及3.1億千瓦,火電裝機(jī)(含生物質(zhì))約13億千瓦。根據(jù)對(duì)人口變化、GDP增長(zhǎng)、電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及電能替代、人均用電量增加等因素的綜合預(yù)測(cè),我們預(yù)計(jì)至2030年,我國(guó)電力裝機(jī)規(guī)模將達(dá)36億千瓦,其中風(fēng)電8億千瓦,光伏10億千瓦,占比約50%。至2060年,我國(guó)電力裝機(jī)規(guī)模將達(dá)90~95億千瓦,其中風(fēng)電33億千瓦,光伏42億千瓦,占比超過(guò) 80%。
風(fēng)電、光伏在為我們帶來(lái)綠色低碳電力的同時(shí),天然具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性,對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力提出了更高要求。隨著新能源占比增加,需要調(diào)節(jié)的功率變化幅度越來(lái)越大。
在電力系統(tǒng)新能源裝機(jī)占比不斷上升的同時(shí),火電、核電等可靠性電源占比卻逐步降低,疊加極端氣候?qū)λ姵隽Φ挠绊?,大大削弱供給側(cè)響應(yīng)與調(diào)節(jié)能力。此外,煤電、核電的長(zhǎng)時(shí)間深度負(fù)荷調(diào)節(jié)可能對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn),也會(huì)增加額外的煤耗與碳排放。這些額外的供給側(cè)負(fù)荷調(diào)節(jié)需求必須依靠清潔高效的儲(chǔ)能裝機(jī)彌補(bǔ)。除滿足調(diào)節(jié)能力需求外,儲(chǔ)能對(duì)于電網(wǎng)的電力傳輸與安全,還能起到減緩電網(wǎng)阻塞,提供備用和黑啟動(dòng)等作用。對(duì)于發(fā)電側(cè),儲(chǔ)能能夠起到平滑新能源波動(dòng)、提高新能源消納的作用。而負(fù)荷側(cè)的儲(chǔ)能裝機(jī),能夠大大提升負(fù)荷側(cè)的自我平衡能力和響應(yīng)能力。
未來(lái),我國(guó)電力系統(tǒng)的特征是以風(fēng)、光、水、核作為主力電源,配合足量的儲(chǔ)能裝機(jī)提 供調(diào)節(jié)能力,以最小化原則保留化石能源裝機(jī)作為部分基荷和保底調(diào)節(jié),配合強(qiáng)大的電網(wǎng)傳輸調(diào)度能力和智能高效的負(fù)荷側(cè)響應(yīng)能力,具備安全可靠、清潔高效、靈活強(qiáng)韌等幾個(gè)特點(diǎn)的全新電力系統(tǒng)。儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中將起到不可或缺的重要作用。
在各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中,抽水蓄能技術(shù)成熟可靠、全生命周期儲(chǔ)能成本低,是當(dāng)前儲(chǔ)能裝 機(jī)中的主力。截至2021年底,我國(guó)已投運(yùn)的約4600萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能裝機(jī)中,抽水蓄能約為3700 萬(wàn)千瓦,已開(kāi)工建設(shè)的抽水蓄能電站超過(guò)6000萬(wàn)千瓦。盡管如此,抽水蓄能電站存在廠址選擇不靈活、建設(shè)投資規(guī)模大、建設(shè)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)或限制,難以通過(guò)技術(shù)手段解決。僅靠抽水蓄能,既無(wú)法滿足近幾年新能源裝機(jī)快速上漲所要求的儲(chǔ)能裝機(jī),也無(wú)法滿足未來(lái)電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能靈活的時(shí)空配置和多元化技術(shù)參數(shù)的要求。這給了各類(lèi)“新型儲(chǔ)能”足夠的發(fā)展空間。我們認(rèn)為,經(jīng)過(guò)“十四五”和“十五五”期間的充分培育與發(fā)展,未來(lái)的新型電力系統(tǒng)之中,成熟的“新型儲(chǔ)能”技術(shù)將與抽水蓄能“并駕齊驅(qū)”,在源-網(wǎng)-荷的各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景下發(fā)揮重要的系統(tǒng)調(diào)節(jié)和安全保障作用。
二、新型儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
1、裝機(jī)情況
截至2021年底,全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模約2.1億千瓦,同比增長(zhǎng)9%。其中,抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模約1.8億千瓦,占比首次低于90%。新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3000萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng)67.7%,其中鋰離子電池裝機(jī)約2300萬(wàn)千瓦,占據(jù)主導(dǎo)地位。在3000萬(wàn)千瓦的新型儲(chǔ)能裝機(jī)中,美國(guó)是裝機(jī)量最大的國(guó)家,約650萬(wàn)千瓦,中國(guó)緊隨其后,裝機(jī)量約580萬(wàn)千瓦。其它新型儲(chǔ)能裝機(jī)較多的國(guó)家包括韓國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、澳大利亞和日本。
我國(guó)截至2021年底,電力儲(chǔ)能裝機(jī)約4600萬(wàn)千瓦,相比于2020年增長(zhǎng)30%,占全球電力系統(tǒng)儲(chǔ)能裝機(jī)量的22%。2021年全年新增電力儲(chǔ)能裝機(jī)約1000萬(wàn)千瓦,其中抽水蓄能增加約800萬(wàn)千瓦,新型儲(chǔ)能裝機(jī)增加約200萬(wàn)千瓦。在新型儲(chǔ)能的580萬(wàn)裝機(jī)中,鋰離子電池占比最高,接近90%,折合裝機(jī)規(guī)模約520萬(wàn)千瓦。其余新型儲(chǔ)能中,鉛蓄電池和壓縮空氣儲(chǔ)能占比相對(duì)較大。從各省已投運(yùn)新型儲(chǔ)能裝機(jī)情況看,江蘇省裝機(jī)量第一,已超過(guò)100萬(wàn)千瓦,廣東省和山東省次之,其余有較大裝機(jī)的省份包括青海、內(nèi)蒙古、湖南、安徽等。
2、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
新型儲(chǔ)能所包括的技術(shù)類(lèi)型眾多,按照能量存儲(chǔ)方式不同主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱等幾大類(lèi)。每大類(lèi)技術(shù)當(dāng)中又有多種完全不同的技術(shù)路線。根據(jù)放電時(shí)長(zhǎng),可將其分為功率型電儲(chǔ)能、能量型電儲(chǔ)能以及儲(chǔ)熱(冷)技術(shù)。
壓縮空氣儲(chǔ)能(Compressed Air Energy Storage,簡(jiǎn)稱 CAES),是機(jī)械儲(chǔ)能的一種形式。在電網(wǎng)低谷時(shí),利用富余的電能,帶動(dòng)壓縮機(jī)生產(chǎn)高壓空氣,并將高壓空氣存入儲(chǔ)氣室中,電能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢(shì)能;當(dāng)電網(wǎng)高峰或用戶需求電能時(shí),空氣從儲(chǔ)氣室釋放,然后進(jìn)入膨脹機(jī)中對(duì)外輸出軸功,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,又將空氣的壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。CAES儲(chǔ)能系統(tǒng)中的高壓空氣在進(jìn)入膨脹機(jī)做功前,需要對(duì)高壓空氣進(jìn)行加熱,以提高功率密度。根據(jù)加熱的熱源不同,可以分為燃燒燃料的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(即補(bǔ)燃式傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能)、帶儲(chǔ)熱的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)和無(wú)熱源的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。
先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(AA-CAES)在傳統(tǒng)CAES系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,引入蓄熱技術(shù),利用蓄熱介質(zhì)回收壓縮階段產(chǎn)生的壓縮熱,并將高溫蓄熱介質(zhì)儲(chǔ)存起來(lái),在釋能階段時(shí)高溫蓄熱介質(zhì)通過(guò)換熱器對(duì)高壓空氣進(jìn)行預(yù)熱。蓄熱系統(tǒng)代替了燃燒室的補(bǔ)充燃燒來(lái)加熱空氣,從而達(dá)到減小系統(tǒng)能量損失、提高效率的目的。此外,有些AA-CAES系統(tǒng)采用液態(tài)壓縮空氣存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐中的形式,擺脫了自然條件的限制。
?、賶嚎s空氣儲(chǔ)能
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在本報(bào)告所討論的新型儲(chǔ)能技術(shù)中屬于相對(duì)進(jìn)展較快、技術(shù)較為成熟的技術(shù),已進(jìn)入100MW級(jí)示范項(xiàng)目階段。早期壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)依賴燃?xì)庋a(bǔ)燃和自然儲(chǔ)氣洞穴,但目前已無(wú)需補(bǔ)燃,并可以應(yīng)用人造儲(chǔ)氣空間。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與燃機(jī)技術(shù)同宗同源,主要痛點(diǎn)在于設(shè)備制造和性能提升。大型壓氣設(shè)備、膨脹設(shè)備、蓄熱設(shè)備、儲(chǔ)罐等設(shè)備的性能提升是效率、經(jīng)濟(jì)性和可靠性提升的關(guān)鍵。十四五期間壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率有望提升至65%~70%,系統(tǒng)成本降至1000~1500元/kW·h?!笆逦濉蹦┘爸笙到y(tǒng)效率有望達(dá)70%及以上,系統(tǒng)成本降至800~1000元/kW·h。
技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有容量大、工作時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性能好、充放電循環(huán)多等優(yōu)點(diǎn)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)適合建造大型儲(chǔ)能電站(>100MW),放電時(shí)長(zhǎng)可達(dá)4小時(shí)以上,適合作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命很長(zhǎng),可以儲(chǔ)/釋能上萬(wàn)次,壽命可達(dá)40年以上;并且其效率最高可以達(dá)到70%左右。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)同宗同源,技術(shù)通用性強(qiáng),設(shè)備開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)較好,建造成本和運(yùn)行成本容易控制,具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
產(chǎn)業(yè)鏈及成本:壓縮空氣儲(chǔ)能的上游主要是原材料與核心部件(模具、鑄件、管道、閥門(mén)、儲(chǔ)罐等)的生產(chǎn)加工、裝配、制造行業(yè),屬于機(jī)械工業(yè)的一部分,但涉及壓縮空氣儲(chǔ)能本身特性和性能要求,對(duì)基礎(chǔ)部件的設(shè)計(jì)、加工要求較為嚴(yán)格。中游主要是關(guān)鍵設(shè)備(壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、燃燒室、儲(chǔ)熱/換熱器等)設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng) 集成控制相關(guān)的行業(yè),屬于技術(shù)密集型的高端制造業(yè),具有多學(xué)科、技術(shù)交叉等特性。下游主要是用戶對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用和需求,涉及常規(guī)電力輸配送、可再生能源大規(guī)模接入、分布式能源系統(tǒng)、智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。
現(xiàn)階段百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能功率成本約為4000-6000元/kW,能量成本約為 1000-2500元/kWh,循環(huán)效率可達(dá)65-70%,運(yùn)行壽命約為40-60年。壓縮空氣系統(tǒng)初投資成本主要包括系統(tǒng)設(shè)備、土地費(fèi)用和基建等。系統(tǒng)設(shè)備包括了壓縮機(jī)機(jī)組、膨脹機(jī)機(jī)組、蓄熱系統(tǒng)(換熱器、蓄熱器、蓄熱介質(zhì)、管道)、電氣及控制設(shè)備、儲(chǔ)氣室等。
三、新型儲(chǔ)能政策環(huán)境
1、國(guó)家政策
針對(duì)新型儲(chǔ)能發(fā)展,2021年7月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和為目標(biāo),將發(fā)展新型儲(chǔ)能作為提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力,支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要舉措,以政策環(huán)境為有力保障,以市場(chǎng)機(jī)制為根本依托,以技術(shù)革新為內(nèi)生動(dòng)力,加快構(gòu)建多輪驅(qū)動(dòng)良好局面,推動(dòng)儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展?!暗?2025年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上”,這是國(guó)家政策層面第一次明確儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)。特別強(qiáng)調(diào),要明確新型儲(chǔ)能獨(dú)立市場(chǎng)主體地位、健全新型儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制、健全“新能源+儲(chǔ)能”項(xiàng)目激勵(lì)機(jī)制。
2022年3月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方 案》,對(duì)《指導(dǎo)意見(jiàn)》中所提出的目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)一步明確和細(xì)化。要求“到2025年,新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提高,核心技術(shù)裝備自主可控水平大幅提升,標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善,產(chǎn)業(yè)體系日趨完備,市場(chǎng)環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟。其中,火電與核電機(jī)組抽汽蓄能等依托常規(guī)電源的新型儲(chǔ)能技術(shù)、百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用”
在國(guó)家《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》之后,江蘇、山東、寧夏、青海、浙江、河南等多個(gè)省份均于 2022 年提出了各自的十四五新型儲(chǔ)能實(shí)施方案,實(shí)施方案中大都明確 了新型儲(chǔ)能重點(diǎn)發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景,從電力市場(chǎng)和調(diào)用層面針對(duì)新型儲(chǔ)能給予明確的政策支持,部分省份還明確了儲(chǔ)能的租賃價(jià)格及輔助服務(wù)價(jià)格。
四、新型儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)
1、新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
壓縮空氣儲(chǔ)能未來(lái)的研發(fā)方向是改進(jìn)核心器件,優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì),研究新型儲(chǔ)氣技術(shù) 與設(shè)備,實(shí)現(xiàn)設(shè)備模塊化與規(guī)?;?,提高系統(tǒng)效率和使用壽命,提升單位體積的儲(chǔ)氣密度以及降低成本。
預(yù)計(jì)2025年前,先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)達(dá)到成熟水平,完成百兆瓦項(xiàng)目示范。后續(xù)進(jìn)一步研究適用于深冷液化空氣儲(chǔ)能的寬范圍、高溫離心壓縮機(jī),研發(fā)高壓高速級(jí)間再熱式透平、納微結(jié)構(gòu)復(fù)合儲(chǔ)熱蓄冷材料。目標(biāo)是將系統(tǒng)效率提升至70%以上,功率成本降至 5000~6000元/kW。利用洞穴的大規(guī)模壓縮空氣的儲(chǔ)能度電成本降至0.15元/以下,成為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的可選技術(shù)。
2、儲(chǔ)能“十四五”規(guī)劃及示范項(xiàng)目
經(jīng)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前已有十六個(gè)省公布了“十四五”期間新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)劃目標(biāo),總量已接近4800萬(wàn)千瓦。示范項(xiàng)目方面,各省在總結(jié)前期新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,2022年批準(zhǔn)的新型儲(chǔ)能示 范項(xiàng)目的數(shù)量和裝機(jī)均大幅增加,總量約18GW/37GWh。分析已公布的示范項(xiàng)目信息,磷酸鐵鋰電池仍占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的裝機(jī)份額,此外,鈦酸鋰電池、鉛蓄電池、AGM鉛酸 鉛碳電池、液流電池、熔鹽儲(chǔ)能、液態(tài)空氣、氫儲(chǔ)能、鋁離子電池、鈉離子電池、重力儲(chǔ)能均有示范項(xiàng)目上榜。時(shí)長(zhǎng)方面,主要以1小時(shí)及2小時(shí)的儲(chǔ)能要求為主。但對(duì)于非鋰離子電池項(xiàng)目,會(huì)配置4小時(shí)以上的時(shí)長(zhǎng)要求。冀北電網(wǎng)要求較為特殊,均要求4小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。
2022及2023年在政策及市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下,新型儲(chǔ)能市場(chǎng)會(huì)有爆發(fā)式增長(zhǎng),年裝機(jī)均會(huì)超過(guò)1200萬(wàn)千瓦,市場(chǎng)規(guī)模約為2021年的5~6倍。2024年及2025年,預(yù)計(jì)裝機(jī)能量會(huì)穩(wěn)定在1000~1200萬(wàn)千瓦之間,至2025年,預(yù)測(cè)的新型儲(chǔ)能總體裝機(jī)量中值約4800萬(wàn) 千瓦。在各儲(chǔ)能技術(shù)的裝機(jī)量劃分方面,預(yù)計(jì)鋰離子電池(以磷酸鐵鋰為主)的市場(chǎng)會(huì) 面臨壓縮空氣、液流電池、重力儲(chǔ)能等其他儲(chǔ)能技術(shù)的一定擠壓,在新增裝機(jī)量中的占 比以及累積裝機(jī)量占比會(huì)持續(xù)走低,從目前占比約90%降低至80%附近。
2025年壓縮空氣儲(chǔ)能的裝機(jī)絕對(duì)值最高,約280萬(wàn)千瓦。液流電池裝機(jī)量緊隨壓縮空氣之后,2025年預(yù)期裝機(jī)可達(dá)230萬(wàn)千瓦。其他儲(chǔ)能的增長(zhǎng)相較于前面幾種相對(duì)較慢,但也有約40%的復(fù)合增長(zhǎng)率。
五、新型儲(chǔ)能發(fā)展面臨的問(wèn)題
1、新型儲(chǔ)能示范(首臺(tái)套)項(xiàng)目落地實(shí)施困難重重
示范項(xiàng)目代表著創(chuàng)新技術(shù)的首次規(guī)?;瘜?shí)際應(yīng)用,特別是首臺(tái)套項(xiàng)目的建設(shè),沒(méi)有可參照對(duì)比的成熟案例,相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等往往缺失或與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不一致,在項(xiàng)目立項(xiàng)審批時(shí)會(huì)觸及到很多原有規(guī)章制度的空白,地方政府和主管部門(mén)在項(xiàng)目審批過(guò)程中 缺乏依據(jù)難以決策,使得應(yīng)用新技術(shù)的項(xiàng)目落地難度增大,不利于新型技術(shù)的發(fā)展和示范。市場(chǎng)對(duì)于創(chuàng)新技術(shù)也存在較多“歧視”現(xiàn)象,出于規(guī)避未知風(fēng)險(xiǎn)的考慮,相關(guān)項(xiàng)目市場(chǎng) 招標(biāo)會(huì)對(duì)歷史業(yè)績(jī)等提出明確要求,示范(首臺(tái)套)項(xiàng)目難以通過(guò)市場(chǎng)化方式推動(dòng)落地;另一方面,示范(首臺(tái)套)項(xiàng)目存在較多的不確定性,需要通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化,經(jīng)濟(jì)性無(wú)法保證,難以獲得市場(chǎng)和投資者的青睞,在資金、應(yīng)用場(chǎng)景、審批流程等多重因素制約下,項(xiàng)目落地困難重重。
2、新型儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制未建立,商業(yè)模式仍有待探索
“雙碳”目標(biāo)引發(fā)了電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的深度變革,電力供應(yīng)可靠性、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、 新能源高效利用等成為未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的主線,儲(chǔ)能作為提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、促進(jìn)新能源消納的重要措施,是新型電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分,電力系統(tǒng)中增加儲(chǔ)能已成為共識(shí),但沒(méi)有完善的價(jià)格機(jī)制支撐,額外增加的儲(chǔ)能設(shè)備缺乏投資回收渠道,難以吸引更多的資本投入,無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前只有部分省份對(duì)獨(dú)立共享儲(chǔ)能建立了較為明確的市場(chǎng)規(guī)則,但相關(guān)規(guī)則基本只著眼當(dāng)下,無(wú)法長(zhǎng)期適用。對(duì)新能源項(xiàng)目配置的儲(chǔ)能裝機(jī)來(lái)說(shuō),其受調(diào)度機(jī)制與回報(bào)機(jī)制不明確影響,不僅不能發(fā)揮儲(chǔ)能裝機(jī)的作用、更無(wú)投資回收機(jī)制和渠道。對(duì)于用戶側(cè)儲(chǔ)能,除峰谷差套利外尚無(wú)其它盈利模式??傮w來(lái)看,適合國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式仍有待進(jìn)一步探索。
3、新能源配置儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)缺失,監(jiān)管難度加大
隨著對(duì)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中重要性的認(rèn)識(shí)不斷加深,新能源項(xiàng)目要求配置儲(chǔ)能逐漸成為常態(tài)。自2020年起,地方各省對(duì)于新能源項(xiàng)目配置儲(chǔ)能的政策要求力度已逐漸加強(qiáng)。沒(méi)有價(jià)格機(jī)制的支撐,儲(chǔ)能設(shè)備的配置屬于純成本開(kāi)支,對(duì)于平價(jià)上網(wǎng)后盈利能力有限的新能源發(fā)電項(xiàng)目造成極大壓力,從實(shí)際情況來(lái)看,目前缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和管理,小規(guī)模的儲(chǔ)能難以真正發(fā)揮作用,造成資源的極大浪費(fèi)。
新型儲(chǔ)能的市場(chǎng)發(fā)展速度快于標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管制度體系的建設(shè)速度,使得當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)監(jiān)管 難度加大,個(gè)別地方為了招商引資,要求新能源必須配置儲(chǔ)能,增加項(xiàng)目投資成本,項(xiàng)目業(yè)主為降低成本使用低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品,造成低端技術(shù)憑借價(jià)格擠壓先進(jìn)技術(shù)、參數(shù)虛標(biāo)作假等劣幣驅(qū)逐良幣的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響行業(yè)健康發(fā)展。
4、新型儲(chǔ)能在國(guó)家法律層面的支持不夠
盡管近年來(lái)國(guó)務(wù)院、各部委和各級(jí)地方政府對(duì)于發(fā)展儲(chǔ)能的政策密集出臺(tái),一再?gòu)?qiáng)調(diào)發(fā)展儲(chǔ)能(特別是新型儲(chǔ)能)的重要性,但缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)缺失等系列問(wèn)題。目前新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正面臨商業(yè)化發(fā)展初期向規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,需要政策作出更強(qiáng)有力的支持。自2010年《中華人民共和國(guó)可再生能源法(修正案)》提出了“電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)發(fā)展和應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)”的原則性要求,至此再未從立法層面對(duì)儲(chǔ)能作出規(guī)定,相對(duì)概括的要求無(wú)法對(duì)儲(chǔ)能企業(yè)參與市場(chǎng)活動(dòng)提供明確的指導(dǎo)和規(guī)范作用。雖然在《電力中長(zhǎng)期交易市場(chǎng)規(guī)則》等政策中明確支持儲(chǔ)能企業(yè)是電力交易市場(chǎng)的獨(dú)立主體,但具體的權(quán)利義務(wù)等交易規(guī)則并未明確,仍體現(xiàn)出明顯的原則性和指導(dǎo)性特征,儲(chǔ)能企業(yè)的獨(dú)立市場(chǎng)地位仍未真正落實(shí),亟需從法律層面給予明確定位,為新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供法律保障。
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