一、電化學儲能應用場景
電化學儲能是通過電池所完成的能量儲存、釋放與管理過程。電化學儲能應用場景包括電力系統中的發電側、輸配電測和用户側以及由5G基站建設帶動的通信儲能應用。電化學儲能在電力系統領域的需求主要體現為對可再生能源的儲能需求和提升電網調峯調頻能力的需求,而在通信儲能領域的需求主要是通信基站對備用電源的需求。
電化學儲能應用場景
資料來源:公開資料整理
二、電化學儲能行業相關政策
近期儲能政策頻繁出台,及新能源配置儲能政策及儲能規劃12項,儲能成為市場關注的焦點。2月22日,國家發改委、國家能源局發佈的《“十四五”新型儲能發展實施方案》,明確除抽水蓄能以外的其他所有儲能技術和形式,即新型儲能,到2025年儲能由商業化初期步入規模化發展階段、具備大規模商業化應用條件。其中,2025年電化學儲能技術性能進一步提升,系統成本降低30%以上。同時國網、南方電網陸續發佈各自儲能發展目標,十四五能源和電力央企有望成為儲能項目投資的主力軍。
國內儲能新能源配置及儲能政策
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三、中國電化學儲能行業市場現狀分析
1、累計裝機規模
國內新能源發電規模大幅增長、鋰電池成本持續下降的推動下,電化學儲能裝機規模一直保持高速增長的趨勢。據統計,截至2021年我國電化學儲能投運規模達到1.87GW,累計裝機規模達到5.51GW,同比增長68.5%。未來五年,隨着分佈式光伏、分散式風電等分佈式能源的大規模推廣,電化學儲能行業將面臨更廣闊的市場機遇。
2014-2021年我國電化學儲能累計裝機規模
資料來源:CNESA,華經產業研究院整理
2、儲能訂單情況
在技術突破和政策支持下,國內儲能市場熱度持續升温。據不完全統計,2022年1-2月,國內儲能訂單涉及項目就有6個,涉及金額超9億元,規模超3GWh。
2022年國內儲能訂單情況
資料來源:公開資料整理
3、鋰電池原材料價格
儲能電池的成本佔整個儲能系統成本的50%以上,上游原材料價格的持續走高,導致下游儲能產業成本進一步承壓。鋰電池原材料未來一年大概率將高位震盪,儲能鋰電池成本未來一年上漲15%-30%;2月,鋰電池上游原材料價格維持高位,導致四大關鍵材料價格難降。其中,LFP材料均價達16-17萬元/噸,負極材料均價達3.5-4.8萬元/噸,9μm濕法隔膜均價達1.3-1.55元/平方米,電解液均價達10-12.05萬元/噸。
2022年2月國內部分鋰電池原材料價格漲幅
資料來源:公開資料整理
相關報告:華經產業研究院發佈的《2022-2027年中國電化學儲能行業市場全景評估及發展戰略規劃報告》
四、電化學儲能行業競爭格局分析
自“十三五”規劃起至今,國際能源態勢已從產能、節能擴展到儲能。從近五年國內外典型電化學儲能示範工程概況來看,美國的電化學儲能裝機規模比2020年翻了一倍,LS Power和Vistra Energy相繼投運了250MW/250MWh和300MW/1200MWh的電化學儲能項目,後者是全美乃至全球最大的電池儲能項目。此外,德州、紐約州、佛羅里達州等地還有類似幾個百兆瓦級的大型電池儲能項目正在加速部署中。歐洲各地發佈資金支持助力清潔能源轉型、推動儲能技術創新等激勵政策的實施,為市場釋放了積極信號。歐洲最大電池儲能項目將擴容至150MW。英國取消電池儲能項目容量限制,允許在威爾士部署規模在350MW以上的儲能項目;德國克雷姆佐夫22MW/31.6MWh項目於2019年投產,德國Cottbus50MW/53MWh項目在2020年投產,上述示範工程的建立也預示着以抽水蓄能為主要儲能形式的德國在逐漸向百兆瓦級儲能電站發展。
近五年國內外典型電化學儲能示範工程概況
資料來源:《百兆瓦級電化學儲能電站能量管理研究綜述》,華經產業研究院整理
電池儲能系統集成、安全防護等技術不斷升級,液流電池、壓縮空氣儲能等長時儲能技術不斷突破,得到了越來越多的資本和市場認可,產能和項目規劃都在緊鑼密鼓進行中。據不完全統計,2022年開年以來,國內投擴建儲能項目涉及金額達540.44億元,涉及規模超81GWh。
2022年國內儲能項目建設情況
資料來源:公開資料整理
五、電化學儲能本體技術分析
電化學儲能技術在電力系統中應用廣泛,應用在發電、輸電、配電和送電四個環節。在發電側可提高發電的穩定性和發電質量;在輸電環節,可降低輸電的成本;在配電環節,可以緩解企業和用户用電壓力,促使電網的升級擴容;在送電環節,可通過峯谷差套利,進而減少企業和用户用電成本。目前,電化學儲能本體技術是儲能行業中一大熱點,其種類較多,且各有其特點。
電化學儲能本體技術
資料來源:《電化學儲能關鍵技術分析》,華經產業研究院整理
六、中國電化學儲能發展面臨的挑戰
1、電化學儲能電站發生事故頻發
2018年至今,韓國儲能行業發生23起嚴重火災,其中14起發生在充電後,6起發生在充放電過程中,3起是在安裝和施工過程中。2019年4月19日,美國亞利桑那州APS公司的儲能電站發生燃爆,在救援實施過程中再度發生爆炸,致使8名消防員受傷。2021年4月,北京南四環國軒福威斯光儲充技術有限公司的25MWh國軒高科磷酸鐵鋰電池儲能電站發生火災和爆炸,導致兩名消防員犧牲,一名受傷,是近年國內儲能電站發生的最嚴重的事故。目前電化學儲能電站發生事故主要包括火災、爆炸、中毒、觸電等。引起火災的原因主要包括:鋰電池過充過放、短路、受擠壓,電池內部正負極與電解液發生放熱反應,導致電池熱失控火災等。頻發的事故給高速發展的儲能行業敲響了警鐘,運行安全不容小覷。
2、儲能技術發展存在困境
隨着“3060目標”提出,可再生能源發電比例逐漸增多,對電力系統靈活性要求提高,世界各主要國家紛紛出台舉措推進儲能技術研發。2020年12月美國能源部發布《儲能大挑戰路線圖》,提出將在儲能技術開發、儲能製造和供應鏈、儲能技術轉化、政策與評估、勞動力開發五大重點領域開展行動,實現到2030年滿足美國市場需求並達到全球儲能領域領導地位。歐盟委員會發布了“2030電池創新路線圖”系統提出了未來儲能發展的戰略目標。我國儲能技術發展不均衡,核心技術有待突破,尤其是在電解液、離子交換膜等技術與國際領先水平相比仍有較大差距,且缺乏國家級的上層規劃和指導,影響了儲能產業的市場化發展。
3、缺乏安全管理規範和行業標準
近年來儲能電站佈局加速,但在電站建設和運營安全管理方面還缺乏制度規範和具體標準。特別是近年來我國儲能電站建設中存在低價中標、忽視安全和質量的現象,導致劣幣驅逐良幣,給我國儲能行業的穩健發展埋下了隱患。2021年,國家能源局先後發佈了《新型儲能項目管理規範(暫行)》《電化學儲能電站安全管理暫行辦法(徵求意見稿)》對儲能安全管理進行了綱領性指導,但相關細化標準規範尚未出台,安全管理、應急處置還缺乏指導,亟需頒佈相關國家標準和行業標準。
4、前期項目規劃和設計存在缺陷
電化學儲能電站的選址定容、電池技術路線確定,檢修運維便利性、消防設計等方面需要系統的構思和整體設計。前期儲能電站發展較快,個別項目存在設計人員技術偏弱,技術標準不統一等問題,導致個別前期建設的電站存在功能安全設計缺陷等。未來需要制定相關政策,對前期電站進行運行狀態監測,統一摸排問題,對項目設計或安全狀態不滿足技術要求的,組織評估論證和整改,避免出現重大事故。
5、盈利模式單一,成本仍較高
近年來,儘管我國多部門鼓勵儲能參與削峯填谷、電力輔助服務、調頻等,但是由於缺乏明確的市場化機制和價格機制,儲能很難進入電力市場。一方面,成本較高仍是儲能行業發展的障礙,“十三五”期間儲能的度電成本為0.4~0.6元/度,“十四五”期間隨着儲能技術的提升,度電成本有望下降。另一方面,儲能產業市場機制尚不完善,儲能參與市場交易、結算、調度、併網等的價格規則並不明確,價格補償機制尚無有標準。“誰為儲能買單”成為大家都不願面對的問題。總體來説,儲能盈利模式單一,市場化機制沒有形成,對投資者吸引力不高,制約了儲能產業的長遠發展。
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