储能行业研究报告:新能源时代开启_电化学储能崛起.docx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《储能行业研究报告:新能源时代开启_电化学储能崛起.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《储能行业研究报告:新能源时代开启_电化学储能崛起.docx(28页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、储能行业研究报告:新能源时代开启_电化学储能崛起1. 新能源发电占比逐步提升,政策推动电化学储能发展1.1 发展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向受全球气候变暖、不可再生的化石能源不断消耗等因素影响,全球能源消费结构正 向低碳化转型。国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重 视,许多国家已将可再生能源作为新一代能源技术的战略制高点和经济发展的重要新领 域,其中太阳能光伏发电是可再生能源利用的重要组成部分之一。 可再生能源规模化利用与常规能源的清洁低碳化将是能源发展的基本趋势。加快发 展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向。1.2 国内新能源高比例并网促进电化学储能发
2、展现阶段我国发电结构仍以化石燃料发电为主,未来全球存量化石能源将日益枯竭, 未来以太阳能、风能、水能、生物质能等为代表的低成本、清洁的可再生能源在电力系 统中所占比例需逐渐提高。根据全球能源互联网合作组织测算,到 2025 年,中国发电 结构中,煤炭占比将从 2018 年的 66.4%下降至 48.8%,风光发电占比将升至约 20.2%; 到 2050 年,煤炭发电占比大幅下降至 5.7%,风光发电成为主力。风光等新能源高比例并网,其波动性和间歇性等问题凸显,确保电力系统安全、稳 定运行将是巨大的挑战。为了实现风光发电与负荷实时平衡,当前主要通过水电与火电 来适应用户端实时负荷的变化。因此,要
3、提高风光发电在电力系统中的比重,需要通过 储能技术来保障发电的相对稳定。另外,目前国内正在建设的风电光伏“大基地”项目可以快速扩大新能源装机规模, 提升发电质量和经济效益,但存在有效送出和本地消纳等问题。分布式光伏发电的大量 接入,也会对配电网的规划设计、电能质量等方面带来挑战。因此,目前新能源发电配 置电化学储能系统被认为是最优之解,因此大力发展以电化学储能为代表的新型储能系 统迫在眉睫。“光伏储能”已成为多国光伏开发的标准配置,目前国内多地也加强了 对可再生能源配套储能的政策支持或相关要求。1.3 政策推动储能行业进入规模化发展储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统的重要支撑技术。随着储
4、能重要性的 日益增长,世界各国纷纷出台储能激励措施,扫除市场发展障碍,具体包括:支持储能 技术的发展、开展储能项目示范、制定相关规范和标准以及建立和完善涉及储能的法律 法规等。储能是我国战略性新兴产业的重要组成部分,近年来相关鼓励政策的加速出台为储 能产业大发展铺路,推动行业进入规模化发展阶段。储能纳入国家级政策规划。2016年3月,“发展储能与分布式能源”被列入“十三 五”规划百大工程项目,储能首次进入国家发展规划。此后,在国务院及各部委历年发 布的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划、中国制造2025能源装备实施 方案、能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)、能源发展“十三五”规
5、划、 可再生能源发展“十三五”规划、国家创新驱动发展战略纲要等国家重大发展 战略和规划中,均明确提出加快发展高效储能、先进储能技术创新、积极推进储能技术 研发应用、攻克储能关键技术等任务和目标。首份行业政策性指导文件出台。2017年9月,发改委、财政部、科技部、工信部和 能源局联合印发关于促进储能技术与产业发展的指导意见(以下简称意见), 这是我国储能行业第一个指导性政策。意见提出未来10年中国储能产业发展目标, 以及推进储能技术装备研发示范、推进储能提升可再生能源利用水平应用示范、推进储 能提升电力系统灵活性稳定性应用示范、推进储能提升用能智能化水平应用示范、推进 储能多元化应用支撑能源互联
6、网应用示范等五大重点任务,从技术创新、应用示范、市 场发展、行业管理等方面对我国储能产业发展进行了明确部署。2019年6月,发改委、科技部、工信部和能源局联合印发贯彻落实2019-2020年行动计划,进一步提出加强先进储能技术研 发和智能制造升级,完善落实促进储能技术与产业发展的政策,推进储能项目示范和应 用,加快推进储能标准化等。2020年以来,国家相关部门颁布了多项政策文件。2021年12月1日,广东省发改委批复同意执行广东省电网企业代理购电实施方案(试 行)。实施方案指出,代理购电价格包含平均上网电价、辅助服务费用、保障居民、农 业用电价格稳定产生的新增损益分摊三部分。其中现阶段辅助服务
7、费用主要包括储能、 抽水蓄能电站的费用和需求侧响应等费用,相关费用由直接参与市场交易和电网企业代 理购电的全体工商业用户共同分摊。储能、抽水蓄能电站的费用具体按电网企业每月实 际发生成本的金额确定,需求侧响应等费用的计算按国家及广东省相关规定执行。如国 家或广东省对储能、抽水蓄能电站等费用规定了其他疏导方式,则不再此辅助服务费用中体现。该方案自2021年12月1日起实施。广东省的此项方案是国内首次将储能设施成本费用纳入用户电费分摊,广东为电网 侧储能的快速发展明确了商业模式,利于解决储能的经济性问题,提高电网侧安装储能 的积极性,将促进储能产业良性的发展。2. 电化学储能装机规模快速增长,应用
8、领域广阔2.1 全球电化学储能市场规模快速扩大根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA)全球储能项 目库的不完全统计,截至 2020 年底,全球已投运储能项目累计装机规模 191.1GW,同 比增长 3.4%。其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为 172.5GW,同比增长 0.9%,占 比 90.3%;电化学储能的累计装机规模紧随其后,为 14.2GW,占比 7.5%;在各类电化 学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为 13.1GW,占比 92.0%,突破 10GW 大关。目前储能行业处于各项技术共同发展的阶段,还没有能够形成绝对优势储能技术。 目前,抽水蓄能、
9、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容等物理储能技术,以及锂离子电 池、铅碳电池、液流电池、钠硫电池等电化学储能技术,都各具优缺点,不同储能技术 特性差别显著,适用范围也不尽相同。其中,飞轮与超级电容器储能更多应用于工业生 产中对电压波动较为敏感的精密制造与电力调频领域;抽水蓄能以及压缩空气储能技术 等主要应用于大电网的输配电环节,而电化学储能则主要运用于光、风发电等波动较大 的可再生能源发电侧、中小型智能变电站和用电侧。2020年,全球电化学储能项目的新增装机规模达到4.7GW,超过2019年新增投运规 模的1.6倍。中国、美国和欧洲占据2020年全球电化学储能市场的主导地位,三者合计占 2020
10、年全球新增电化学储能投运总规模的86%,并且新增电化学储能投运规模均达到 GW级。我国是全球电化学储能规模增长最快的国家。根据 CNESA,2020 年全国新增投运 电化学储能项目装机功率达 1559.6MW,新增装机规模再次位列全球首位。截至 2020 年底,我国累计投运的电化学储能项目装机规模已达 3269.2MW,同比增长 91.2%。储能对能源调节的重要性不言而喻,根据彭博新能源财经(BloombergNEF,BNEF) 的预测,2025 年我国电化学储能新增投运规模将达 8,241MW,至 2025 年中国电化学储能累计投运规模约 32.5GW,意味着,中国电化学储能累计装机规模在五
11、年间将从 2020 年的 3.3GW 增长至 2025 年的 32.5GW,年复合增速将达 58%以上,储能行业迎来快速 发展机遇。2.2 储能方式多样化,电化学储能为主要发展趋势储能涉及领域非常广泛,大类别上可将储能技术分为物理储能和化学储能。物理储 能是通过物理变化将能储存起来,可分为机械类储能、电器类储能、热储能等。化学储 能是通过化学变化将能储存于物质中,包括电化学储能及其它类化学储能等。其中电化 学储能则是电池类储能的总称,目前电化学储能技术是发展的重点方向,而锂离子电池 则是电化学储能技术发展的重心。电化学储能系统产业链上游主要包括储能电池系统、能量管理系统、储能变流器等 设备提供
12、商;中游主要为储能系统集成商和储能系统安装商;下游主要为电网、电站、 工商业等终端用户。储能电池系统是储能系统的核心部件之一,需要与储能变流器等其他部件集成为完 整储能系统后提供给终端用户,因此存在相应的系统设计、集成及安装等环节。由于系 统集成涉及的电气设备较多、专业性较强,一般情况下,由系统集成商对整个储能系统 的设备进行选型,外购或自行生产储能变流器及其他电气设备后,匹配集成给下游的安 装商,安装商在安装施工后最终交付终端用户。储能电池。储能电池是储能系统中能量存储单元,属于储能产业链核心环节。随着 全球电动汽车快速发展,推动了以锂离子电池技术为主的电化学储能电池技术的跨越式 发展,储能
13、电池的性能逐步提升,成本不断下降,推动了电化学储能系统在电力系统中 的应用进程。锂离子电池在电化学储能领域发挥重要作用。电化学储能系统主要包括电池、PCS、 EMS、BMS 和其他。随着电池制造技术的不断改良完善,单位容量储能电池的制造费 用持续下降。据彭博新能源财经(BNEF)统计,2019 年全球储能电池价格已从 2010 年的 1,100 美元/kWh 下降到 156 美元/kWh。根据 CNESA 全球储能项目库统计,2019 年度我国锂离子储能电池装机功率占我国电化学储能总装机功率的约 88.8%。随着锂离 子电池的规模化生产,其生产工艺已不断完善,单位生产成本持续下降。目前锂离子电
14、 池已成为当前主流的电化学储能技术路线。将储能应用于电力系统,可以对清洁能源规模化发展和电网安全经济运行提供保 障。电力的发、输、配、用在同一瞬间完成的特征决定了电力生产和消费必须保持实时 平衡。储能可以改变电能生产、输送和使用同步完成的模式,向电力系统提供“储放” 功能,让电力系统更加灵活化,可以平抑大规模清洁能源发电接入电网带来的波动性, 提高电网运行的安全性、经济性和灵活性等。将储能电池、储能变流器/换流器(PCS)等集成在一个箱体内,配以相关电池管理 系统、消防等,就组成了基本的储能系统。PCS 和储能电池是系统中核心部分,PCS 是 系统中唯一具备主动调节和控制的关键部件。储能变流器
15、。新能源领域中储能变流器一般代指储能双向变流器(Power Conversion System),简称PCS。是在各类蓄电池的充电和放电过程中,提供电流的整流和逆变两 种变换功能的电力电子设备。储能变流器是储能系统与外界进行能量交换的关键组成部 分,可以帮助实现电池储能系统直流电池与交流电网之间的双向能量传递等功能。PCS 拓扑结构在不断改进,新型的PCS拓扑结构具有更小装置整体损耗、更高可靠性、更加 方便和架构更高效等特点。储能变流器上游原材料主要为IGBT、电容、电阻、电抗器、PCB等电力电子元器件、 机柜、机箱等结构件和其他辅材,上游行业市场竞争较为充分,除IGBT仍以进口为主外, 其他
16、主要电力电子元器件基本实现国产化。结构件、辅助材料的成本主要为其材料成本, 主要受大宗商品价格波动影响。储能系统集成。储能系统集成是一种根据终端需求将储能变流器等多个设备及配套 设施进行整合并优化设计用于各场景的储能系统服务。储能变流器下游行业主要是储能 系统集成商,储能系统集成商从上游零部件设备制造商购买或自行生产关键零部件设 备,研发制造电化学储能系统,并向储能电站供应储能系统,部分储能变流器厂商同时 也是储能系统集成商。储能系统集成商下游行业的市场需求主要取决于工商用、新能源 发电企业、家用、电网公司等终端用户。在国家和地方政策的推动下,随着终端用户对 储能的需求不断增长,国内重点发展的
17、电化学储能有望逐步实现大规模商业化,并加快 储能变流器行业的发展。除储能变流器外,储能系统集成商上游还包括储能电池、电池 管理系统、能量控制系统及其他配件等。电池管理系统。电池能量管理系统负责监测电池组的荷电状态、温度等关键参数, 管理能量在串联的储能设备间均衡分布,并预警储能系统故障状态,对于储能系统的安 全运行起着重要作用。能量管理系统。在储能系统中,能量管理系统发挥着将储能变流器、电池系统、空 调、消防等多个主要部件集成为一个完整系统的作用,是储能系统的核心控制部分。2.3 电化学储能应用领域广阔从整个电力系统的角度看,储能的应用场景可分为发电侧储能、输配电侧储能和用 电侧储能三大场景。
18、其中,发电侧对储能的需求场景类型较多,包括电力调峰、辅助动 态运行、系统调频、可再生能源并网等;输配电侧储能主要用于缓解电网阻塞、延缓输 配电设备扩容升级等;用电侧储能主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管 理和提升供电可靠性等。发电侧储能领域。由于新能源发电具有不稳定性,给新能源发电技术增配储能设备, 形成风电+储能、光伏+储能的组合发电解决方案,可增加其可调节性和适用性。随着新 能源发电成本及储能成本的不断下降,其经济性的提升将使得新能源+储能模式逐步成 为未来新增发电设备的主要技术解决方案。2020 年 5 月国家能源局发布关于建立健全 清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿
19、),鼓励建设新一代电网友好型新能 源电站,探索市场化商业模式,开展源、网、荷一体化运营示范,通过合理优化风电、 光伏、电储能配比和系统设计,在保障新能源高效消纳利用的同时,为电力系统提供一 定的容量支撑和调节能力。在国家政策的支持下,我国发电侧储能的发展或将迎来良机。根据“互联网+”下的能源解决方案,多种能源、多种负荷及储能系统组合, 可以组成包含AC/DC、DC/AC、DC/DC的交流和直流供电和变换系统,从而形成新型的 源/网/荷/储电力系统。电网侧储能领域。新能源大规模并网的过程中,不同机组间的调节性能差异将导致 严重的调峰调频矛盾,如电网峰谷差扩大,系统调峰容量不足;大型火电机组的频繁
20、启 停造成资源浪费,磨损大、煤耗高、不安全、不经济;抽水蓄能电站的总装机量不足等。 电化学储能技术施工周期短,布点灵活,调节速率快,且具备双向调节能力,电化学储 能设施可以有效快速的填补国内调峰调频电源容量的空缺。随着新能源发电装机规模的 提升,电网的调峰和调频辅助服务需求也随之提升,电网侧配置储能有利于保障电网供 电安全,实现发电和负荷的平衡。用户侧储能领域。以往用户侧储能一般用于各类大型工商业企业或产业园区,随着 BIPV 模式的兴起,光伏+储能模式开始向民用领域拓展。目前 BIPV 市场主要集中在以 美国为主的海外,随着国内光伏产业链不断完善,光伏产品多样化发展,光伏场景的应 用也实现了
21、多元化。国内多个光伏厂商已开始布局 BIPV 市场,未来有望打开用户侧需 求。特斯拉的第三代 Solar Roof 屋顶光伏发电系统,配合其 Powerwall 家用储能电池可 以存储光伏发电产生的电量,光伏+储能的模式让家庭可以随时使用太阳能,并在停电 期间提供电力。随着用户侧光伏的发展,光伏+储能模式将带动用户侧储能持续发展。充电桩领域。另外,随着新能源汽车的快速发展,新能源汽车快充需求也不断提升, 而用电高峰期新能源汽车集中快充将对电网负荷造成较大压力,而“充电桩+储能”的 设备组合可以缓解集中充电带来的负荷压力。充电桩+储能”结合光伏发电,还可以实 现“自发自用、余电上网”的“光储充”
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 行业 研究 报告 新能源 时代 开启 电化学 崛起
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内