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研报017期丨储能产业的崛起:推动能源可控化和可储化的新篇章

发表时间:2023-09-01 12:00
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在新旧电力系统转型升级中,能源的可控化和可储化成为发展的核心。传统发电主要依赖燃煤,但随着全球气候危机和环境危机的影响,双碳和能源转型正迅速发展,以风光发电为主流的新型发电方式逐渐替代传统发电。


尽管传统发电可以通过数据分析、节假日负荷特征、天气预报等对未来几日用电情况进行准确预测,并匹配用电系统,但发电厂仍无法储能,仍需调节电力供应以匹配需求端的电力变化,维持供需平衡。与传统模式相比,新型电力系统具有环保能源储量大的优点,但由于依赖于自然能源如太阳能和风能,受地理位置和天气环境影响较大,存在资源波动不稳定等天然缺陷,较难实现24小时供需平衡。


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传统发电与新型发电对比示意图

来源:艾瑞咨询



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目前能源发展面临风光发电不可控和不稳定导致弃电增加成本的问题。风电和光电的出力与用电时间及负荷无法匹配,其不可控和短周期波动不仅会导致弃电和光弃,还会威胁电网稳定和安全。为解决风光弃电问题,可从商业化角度出发,采用网络系统技术构建的“虚拟电厂”和基于电能转化的“储能系统”。


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风光发电与用电负荷对比图

来源:艾瑞咨询


老旧电力设备和风光发电量增加催生了配储需求。2022年,中国风电和光伏发电量达到1.19万亿千瓦时,同比增长21%。电力基础设备的老旧化无法适应新型电力系统的庞大结构。为提升可靠性和协调资源使用,市场开始出现配储需求。截至2022年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW,其中新型储能累计装机规模达到13.1GW,功率规模年增长率达128%。2022年约有二十个百兆瓦项目并网,规划在建百兆瓦级项目超过400个

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2016-2022年中国光伏

和风电新增装机量

来源:艾瑞咨询

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2022年Q1-Q3中国新型储能装机规模

(新增投运MW%)

来源:艾瑞咨询


随着新兴产业的用电需求增加,储能逐步渗透,在增强供电可靠性和防止断电方面发挥重要作用。储能系统还可通过削峰填谷、容量调配等机制提高电力运营的经济性,实现低碳节能。目前,储能正在广泛应用于数据中心、5G基站/通信基站、智慧园区、光储充充电站等新兴产业。

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2020-2025年中国新兴产业

电力消费结构(亿千瓦时)

来源:艾瑞咨询

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2018-2022年中国通信基站

锂电池储能出货量

来源:艾瑞咨询


储能技术目前多元化,主要分为热储能、电储能和氢储能三大类。其中,电储能又可细分为物理储能、电磁储能和电化学储能。响应速度和放电时间的不同影响了产品的性能。根据使用场景和需求不同,长时和短时储能被分为两大类。面对新能源的集中式和分布式场景,储能应用也有相应的方式。长短时储能的定义有所不同,美国桑迪亚国家实验室认为持续放电时间不低于4小时的为长时储能,而美国能源部则认为是持续放电时间不低于10小时且使用寿命在15-20年的。

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不同类型储能对比

来源:艾瑞咨询

短时储能


主要方式:锂离子电池(中短时储能)、铅蓄电池、钠硫电池、超级电容等。

核心特点:短时高频,调节精度高,响应时间可以达数秒或数毫秒,电化学类以进入商业化阶段。

应用场景:备用电源、电网调频、微网调峰、UPS等。


长时储能


主要方式抽水蓄能、氢储能、压缩空气、液流电池等。

核心特点规模大,能量存储时间长可应对跨天/月需求。

应用场景长时段电网调峰、可再生能源并网、黑启动等。


未来主要发展格局是各类方式融合多线并举。储能在长时、短时场景和电能适配多样性方面都能对电网升级优化起到重要作用。发电侧、电网侧和用户侧在不同时间维度下都有不同痛点,需配储以满足长期、高经济型电力系统发展需求。


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三侧场景下不同类型储能功能对比

来源:艾瑞咨询

(中)短时储能以放电快、响应快等优点可实现满功率输出,高效调频,提供瞬时功率,快速应急;长时储能将是改善新型电力系统稳定性的关键因素长效储存多余电力,高效实现能源供应转移。



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新能源的兴起推动了储能产业的快速发展,尽管市场格局未定,但已有许多参与者进入该领域。市场玩家各有优势,核心技术和创新能力是获得竞争优势的关键。解决方案的拓展能力和商业化实现能力也至关重要。长短时储能场景下的需求以及储能产品和配套服务方案将成为未来行业竞争的核心要素。市场正处百舸争流大浪淘沙阶段,技术和产品解决方案将成为发展壁垒。

行业发展应以市场为主导,玩家把握市场端的打法是产业成熟化的标志。品牌商作为链接制造端和市场端的核心环节,通过设计开发及管理将集成产品售卖给下游客户,并搭配供应渠道、售后服务等实现商业化发展。未来资本认可度将逐步提高,以品牌商为核心向产业链上下游布局将成为行业集中化发展的主要形态。






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