储能行业发展分析报.pdf
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1、特变电工新疆新能源股份有限公司储能行业发展分析报告市场管理部二零一五年八月十八日目录一、储能产业发展状况.3(一)国外储能产业发展情况.4(二)中国储能产业发展情况.6二、储能市场分析 .9(一)全球市场 .9(二)国内市场 .11三、政策支持 .11(一)国内现有政策分析.11(二)国外政策经验借鉴.13四、存在的问题和挑战.14(一)产业政策和行业标准缺失问题亟待解决.14(二)自主技术有待工程应用验证和进一步完善.15(三)产品成本过高,推广力度不足.16(四)商业模式模糊.16五、国内主要储能变流器生产企业分析.17(一)北京能高 .17(二)四方继保 .17(三)索英电气 .19(四
2、)中船鹏力 .20储能是指通过介质或者设备,利用化学或者物理的方法把能量存储起来,根据应用的需求以特定能量形式释放的过程,通常说的储能是指针对电能的储能。储能技术应用广泛,随着电力系统、新能源发电(风能、太阳能等)、清洁能源动力汽车等行业的飞速发展,对储能技术尤其大规模储能技术提出了更高的要求,储能技术已成为该类产业发展不可或缺的关键环节。特别是储能技术在电力系统中的应用将成为智能电网发展的一个必然趋势,是储能产业未来发展的重中之重。当前,储能领域正处于由技术积累向产业化迈进的关键时期。随着我国社会和经济的发展对能源的消耗越来越多,煤炭的大量消耗的结果造成了我国严重的大气污染,严重影响人民的身
3、体健康。因此,普及应用可再生能源、提高其在能源消耗中的比重是实现社会可持续发展的必然选择。由于风能、太阳能等可再生能源发电具有不连续、不稳定、不可控的特性,可再生能源大规模并入电网会给电网的安全稳定运行带来严重的冲击,而大规模储能系统可有效实现可再生能源发电的调幅调频、平滑输出、跟踪计划发电,从而减小可再生能源发电并网对电网的冲击,提高电网对可再生能源发电的消纳能力,解决弃风、弃光问题。因此,大规模储能技术是解决可再生能源发电不连续、不稳定特性,推进可再生能源的普及应用,实现节能减排重大国策的关键核心技术,是国家实现能源安全、经济可持续发展的重大需求,是实现中国梦的重要途径。一、储能产业发展状
4、况从目前世界上各类储能技术的成熟度及发展现状来看,抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能属成熟技术,世界范围内已有一定规模的商业应用;钠硫电池、锂离子电池、液流电池、超级电容器储能技术等相对成熟,正在进入应用研发、产品开发和商业应用阶段。(一)国外储能产业发展情况目前,在全球储能市场中,抽水蓄能技术应用规模排名第一,其次是压缩空气储能。抽水蓄能方面,美国、日本、西欧都有较大规模的工程应用,至 2010年底,我国抽水蓄能装机容量已达16345MW,跃居世界第三。压缩空气储能方面,自1978 年首台商业运行的压缩空气储能机组出现至今,已有30 余年的商业化运营经验,全球装机容量已达 3GW,美国、日本、
5、瑞士技术领先。飞轮储能已在调频电站、高温超导磁悬浮中得以应用,技术上美国、日本领先。1、美国美国在金融危机之后,已将大规模储能技术定位为振兴经济、实现能源新政的重要支撑性技术。根据 2009美国复苏与再投资法案,美国政府在 2009年上半年已拨款 20亿美元用于支持包括大规模储能在内的电池技术研发。在美国能源部制定的关于智能电网资助计划中,安排的储能技术项目就达到了19个。美国在锂离子电池、液流(锌溴电池)、改进铅酸电池、超级电容器储能、飞轮储能等储能技术上优势明显。Altairnano公司和 A123公司已具备开发兆瓦级锂离子电池储能机组的能力,后者已投资建设了目前世界上运行的最大锂离子储能
6、系统,装机容量达2MW。ActivePower和 BeaconPower是全球为数不多的能提供飞轮储能商用产品的公司,后者建设的20MW 调频电站已运行多年,波音公司已将飞轮储能技术应用到高温超导磁悬浮中。液流电池(锌溴电池)领域有 ZBB、PremiumPower 等全球知名企业;Axion 公司在铅酸-超级电容复合电池技术开发与产品研发方面优势显著;超级电容器方面有 Maxwell 公司;美国超导公司则是目前全球唯一一家可提供超导储能产品的企业。此外,美国建有世界上最大的压缩空气储能电站,装机容量 290MW,目前 GE公司正在开发容量为829MW 的更为先进的压缩空气储能电站。2、日本日
7、本经济产业省(METI)主管新能源利用与储能领域,对新能源和储能领域影响力最大的组织为新能源产业技术综合开发机构(NEDO)。日本一直重视发展储能技术及储能在可再生能源领域的应用,重点支持过的电池技术包括铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池等,目前在钠硫电池、液流电池等多个电池技术领域都处于世界领先的地位。东京电力公司在钠硫电池系统开发方面国际领先,2004 年在日立自动化系统工厂安装了当时世界上最大的钠硫电池系统;日本住友电工、Meidensh 具备提供工业化钒电池产品的实力,并建设了一些示范性项目;由NEDO 资助的铅酸电池与光伏发电配合使用示范项目中,铅酸电池储能系统总储能容量达到4
8、.95MW;索尼、三洋、AESC公司等都在大力发展锂离子电池技术。3、其他国家20 世纪 90 年代,德国 Piller公司推出了商用的飞轮产品。澳大利亚 csiro国家实验室与日本古河电池公司研发的铅酸-超级电容复合电池已在新能源并网发电和智能电网上应用,瑞士Oerlikon公司在双极性铅酸电池领域国际领先,并具备批量提供产品的能力。英国 V-Fuel 公司在钒电池领域技术研发实力较强并具备提供钒电池产品的能力,澳大利亚 Redflow 公司也积极开展了锌溴液流电池方面的研发并取得了较好的成果,奥地利 Cellstrom公司在液流电池领域的研究也走在世界前列。韩国在锂离子电池领域投入巨大,三
9、星 SDI 和LG化学具备国际领先的实力。(二)中国储能产业发展情况1、国内储能技术发展现状中国储能市场近几年保持较快的增长,但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。2014 年的累计规模为 81.3MW,同比增长 55%,增量主要来自于用户侧的分布式发、微网项目以及可再生能源并网。从储能技术来看,2014 年中国储能市场中以锂离子电池占比最高,达 66%,其次是铅蓄电池和液流电池,分别占20%和 14%。储能参与调频能够提高电能频率质量,提高电网运行安全水平。电网侧将在政策允许的范围内,从调节实验、控制策略、评价指标等方面做好研究工作,为储能独立参与电力系统运行做好技术储备,待未来内外部条
10、件具备时,尽快地实现储能安全并网运行,并最大程度地发挥好储能的独特作用。储能行业发展还需要充分集中产、学、研力量,开发出高安全性、高可靠性、有一定商业化程度的整体系统解决方案,引导发电企业、电网、用户、金融机构等多种社会力量积极参与。目前,国内储能技术进步最快的是化学储能,其中,钠硫电池、钒液流电池、锂离子电池及超级电容器技术的安全性、能量转换效率和经济性等取得较大突破,产业化应用的条件日趋成熟;此外,压缩空气储能、飞轮储能、超导储能等也得到了一定发展。例如,北京普能世纪科技有限公司于2009年初收购了加拿大VRB公司,拥有了全球一半以上的全钒液电池领域发明专利;大连融科储能技术发展有限公司在
11、钒液流电池方面有较强的技术积累。中国科学院上海硅酸盐研究所、上海神力科技有限公司、中信国安盟固利动力科技有限公司等分别在钠硫电池、液流电池、锂离子电池方面开展了深入研究与应用工作。集盛星泰(北京)科技有限公司、上海奥威科技开发有限公司等在超级电容器产业化方面有较强的技术积累。清华大学、北京航空航天大学等在飞轮方面开展了长期研究。中国科学院电工研究所正在开展兆瓦级以上超导储能系统方面的研究,华北电力大学在超导材料电磁性能方面开展了一系列工作。在储能技术示范应用方面,我国核工业西南物理研究院80MW 飞轮脉冲发电机组已运行多年;中国科学院工程热物理研究所目前正开展兆瓦 AdvancedMateri
12、alsIndustry60透视 INSIGHT级以上超临界液态压缩空气储能系统研发与工程示范工作;深圳比亚迪公司于 2009年 7月率先建成了我国第一座兆瓦级磷酸铁锂电池储能电站;中国电力科学研究院自2010 年下半年起在张北国家风电研究检测中心电池储能实验室开展1MW 锂离子储能电池系统和0.5MW 全钒液流储能电池系统与风电机组的联合运行实验。2、重点省市储能领域产业布局上海市将电力储能列为智能电网产业发展重点,拟加快发展钠硫电池等液流电池、磷酸铁锂等锂离子电池储能技术;深圳市出台了储能电站示范项目扶持计划,提出大力发展储能电站,核心内容包括储能材料、装备、电站建设及应用的技术研发与产业化
13、;江苏省出台了江苏省智能电网产业发展专项规划纲要,将智能电网储能设备(空气压缩储能装臵、飞轮设备、超级电容器等)列为核心研发产品,将南通市风光储联合示范工程列为重点支持项目;湖南省出台了 湖南省新能源产业振兴实施规划(2010-2020 年),将大力扶持发展以蓄电池储能为基础的微型离网式风电站;河北省将改善电网调峰能力、提高电网运行可靠性和稳定性作为攻关方向,配套建设张家口国家风光储输示范工程二、储能市场分析(一)全球市场2015 年上半年,全球储能市场持续发酵,应用需求进一步增大。根据 CNESA 数据库统计,截止到2015 年 6 月底,全球新增储能项目45 个,装机 307.5MW,其中
14、投运项目 14 个,装机 63.7MW;在建项目 4个,装机 47.5MW;规划的项目 27 个,装机 196.3MW。从应用分布来看,上半年的应用热点是分布式发电及微网,其项目数量占规划及在建项目总数的42%。其次是可再生能源并网,辅助服务和电力输配领域。近年,中国可再生能源发展可谓迅速。截至2014 年底,中国风能和太阳能的装机容量已达9000万千瓦和 3000 万千瓦,分别位居全球第一位和第二位。但中国的弃风、弃光现象同样严重。虽然目前中国的风电发电量达到全社会用电量的2.78%,但中国的风电利用率并不乐观。数据显示,2014 年全国风电累计平均利用小时数 1884 小时,而 2013年
15、是 2080 多小时,同比下降 160 个小时。风电资源最为丰富的“三北”地区的弃风问题突出。吉林和甘肃风电平均利用小时分别仅有1501 小时和 1596 小时,低于 1900 小时-2000 小时盈亏平衡点。国家能源局 2014 年 7 月发布的可再生能源发电并网驻点甘肃监管报告显示,该省2013年弃风电量 31.02 亿千瓦时,弃风率达20.65%。同时,该省 2013 年弃光电量约为3.03 亿千瓦时,弃光率约为 13.78%。风能具有随机性、间歇性特点,风电场输送到电网的能量也是随机波动的,并网风电场对于电网会造成随机性扰动。在中国,风能资源丰富的地区通常人口稀少,负荷量小,电网结构相
16、对比较薄弱,风电波动功率的注入会对局部电网的电能质量和安全稳定运行产生较大的影响。因此,可以通过大规模储能技术的应用,可以有效地改善和调整风能、太阳能发电的功率特性,使其接近火力发电,满足调度计划需求,从而可以作为有效电源在电力系统中统一调度,提高电网对于风能、太阳能等可再生能源的接纳能力,切实解决弃风、弃光问题。这也就是说,风能发电配套大规模储能系统,可有效地平滑风力发电并网功率,提高风电场跟踪计划发电能力,为电力系统将风力发电作为有效电源进行合理调度奠定了基础,从而起到电网对风力发电的接纳能力,减少弃风,提高风电利用小时数。在弃风时段,也可以利用储能系统储存部分弃风电量,当弃风指令解除后,
17、储能系统将储存的电量释放出来,回馈给电网,提高风电场的经济收益。(二)国内市场中国储能市场近几年保持较快的增长,但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。2014 年的累计规模为 81.3MW,同比增长 55%,增量主要来自于用户侧的分布式发、微网项目以及可再生能源并网。从储能技术来看,2014 年中国储能市场中以锂离子电池占比最高,达 66%,其次是铅蓄电池和液流电池,分别占20%和 14%。三、政策支持(一)国内现有政策分析伴随新能源行业的发展,储能行业同样迎来“春风”。中国储能市场近几年保持较快的增长,但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。但正在酝酿的政策无疑给行业松了绑,全球大市场
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