来源:中国能源报作者:中国能源报发布时间:2024-04-15
“抽水蓄能装机占比有望低于50%,新型储能将迎来历史性时刻。”在近日举行的第12届储能国际峰会暨展览会上,中关村储能产业技术联盟理事长陈海生发布《储能产业研究白皮书2024》,就今年储能产业发展态势作出预判。这意味着,新型储能有望赶超储能行业曾经的绝对主力——抽水蓄能,在以新能源为主体的新型电力系统中发挥更大作用。
《储能产业研究白皮书2024》预计,未来两年,新增储能装机仍呈快速增长态势,将超额完成目前各省的规划目标。理想场景下,预计2030年新型储能累计装机规模将达到313.9吉瓦,2024—2030年复合年均增长率为37.1%,年平均新增储能装机规模为39.9吉瓦。
新能源和储能相依相存
随着新能源快速大规模发展,新型储能对新型电力系统稳定运行的重要意义已获广泛共识。
国家电网科技创新部主任陈梅坦言,国家电网运营全球新能源规模最大电网,截至目前,新能源装机规模已达9.1亿千瓦,电网安全稳定运行面临前所未有的挑战。“新型储能是提升电力系统调节和支撑能力的重要手段,电网对其需求极其迫切。”
在工信部电子信息司基础处处长金磊看来,新型储能是新能源发展的必要条件。“如果搞新能源不搞储能,就是无本之木。反之,搞新型储能不搞新能源,可能就是无的放矢。二者相依相存,共同成长。”
新型储能能够应对新能源出力的波动和多元负荷的需求,能够实现主动支撑、惯量管理、快速频率响应和黑启动等功能,提升系统韧性,这是两者协同的底层逻辑。
中国工程院院士舒印彪用一组数据进一步解释,截至2023年底,全国光伏累计装机容量达6.1亿千瓦,占总装机的21%。由于大规模光伏并网,许多省级电网午间时段负荷出现“鸭子型曲线”(光伏发电量在中午时达到最大,在傍晚时消失,但此时电力需求却急剧上涨,一天中尖峰负载和可再生能源发电量之间的落差呈鸭子轮廓)。全国最高用电负荷达到13.4亿千瓦,新能源最大日功率波动超过3亿千瓦,占最大负荷的22%。“预计到2060年,全国最高用电负荷将达到40亿千瓦,新能源每日的最大功率波动达到16亿千瓦,占最大负荷的40%。”
舒印彪表示,我国正在加快构建新型电力系统,电力系统的形态特征将发生显著改变,将从连续可控变为弱可控和高度不确定性的电源,将从大电网为主变为大电网与分布式微电网等多种形态的电网并存。“配电网也将从无源配电网变为有源多元复合广泛接入,从源随荷动向源往荷处协调互动转变。在这个过程中,电力系统保持实时连续可靠供电的技术要求不会改变。因此,新型电力系统离不开新型储能的强有力支撑。”
靶向问题解决是关键
尽管新型储能增长提速具有高确定性,但身处其中的企业正持续承压。
电芯是组成储能系统的最小单元。受碳酸锂等上游原材料价格大幅下降,以及市场竞争加剧等因素影响,锂电芯价格在过去一年腰斩,均价从去年年初的0.9元—1.0元/Wh下降至目前的0.4元—0.5元/Wh;储能系统平均价格从1.5元/Wh降至约0.7元/Wh。净利润普遍增速放缓、低价中标频频出现,迫使储能企业卷入一场价格漩涡。
“中国目前有上万家储能企业,大部分产品毛利率较低,企业缺乏后续资源与经费继续投入研发,安全隐患问题依然存在。此外,目前储能设备平均利用率偏低,且电力现货、辅助服务等市场政策尚不明确,也对储能行业高质量发展造成了阻碍。”阳光电源董事长曹仁贤表示,储能行业应坚守安全底线,尽快回归以技术创新推动降本增效的主航道,避免无效内卷。
在远景集团高级副总裁田庆军看来,要理性看待储能竞争,价格快速下降将推动储能装机翻倍增长。最近三四年,风机价格下降3/4,光伏价格下降2/3,推动中国新增新能源装机超过2亿千瓦。“储能也将遵循这一发展逻辑,如果不能持续降本,整个产业就很难做大,但要警惕内卷带来的质量风险。”
新能源配储规模持续扩大,建而不用问题也愈发凸显。舒印彪表示,我国新型储能利用率不高,2023年电网侧、用户侧、新能源强制配储项目平均利用率指数分别为38%、65%、17%。安全问题时常出现,电池能量密度和容量有待提高,部分标准缺失,安全风险增加。
“新型储能行业确实存在一些不协调、不平衡的情况,产业供需错配现象凸显,低水平的竞争态势比较激烈,配储而不用的现象较为明显,前瞻布局和创新研发还需优化,这都需要全行业高度重视并加快统筹解决。”金磊说。
回归创新驱动行业成长
唯有创新,才能抢占先机。
记者注意到,储能电站规模正从MWh向GWh级跃进,如何降低储能项目占地面积、节省投资、提高储能系统容量和成组效率已成为行业发展趋势和企业攻关方向。现阶段,市场主流产品普遍向“大”方向迈进,电芯容量从280Ah升级到300+Ah,系统同样追求更高能量密度、更高功率密度迭代。
电芯是储能系统的核心,成本约占储能系统成本的六成左右,其重要性不言而喻。蜂巢能源相关负责人介绍,蜂巢能源坚持底层优化创新设计,依托创新“飞叠”电芯制成工艺、L形短刀结构、预锂技术,推出的L500储能专用短刀+飞叠电芯,电芯薄、比表面积大利于散热、温升小,大幅提升了储能电芯的安全性和循环寿命。同时,在行业率先推出6.9MWh短刀液冷储能系统,精简设计,零部件减少15%,占地面积较市场主流5MWh储能系统节省20%。
储能产品不是简单地放大,做“大”往往技术难度更高,考验着企业的产品设计、技术研发和工艺制造能力。天合光能副总裁孙伟介绍,牢牢把握住降本增效这一主旋律,天合光能致力于打造优质解决方案,已实现储能产品全场景覆盖。公司新一代柔性储能电池舱Elementa 2实现量产并于5月开启交付,搭配自研自产314Ah高能量密度电芯,通过电芯、Pack电池包、舱体容量三维升级,实现电池舱的高集成、高密度,显著提升空间利用率,大幅降低客户初始投资成本和后期运维成本。
在储能市场机制和商业模式方面,创造价值是夯实新型储能长远发展的内驱力。舒印彪建议,加快现货市场建设,完善新型储能电站参与电能量市场和辅助服务市场的有关细则,通过实施尖峰电价,适度拉大峰谷价差,合理扩大现货市场的限价区间,提高辅助服务补偿水平等方式,促进新型储能电站一体多用分时复用,综合考虑系统调节需求和终端电价承受能力,健全储能电量加容量价格的形成机制,探索建立电网替代性储能成本纳入输配电价回收等机制。