2018年中國儲能市場迎來眾多關(guān)注,有政策和市場需求的刺激,大規(guī)模項(xiàng)目的拉動,當(dāng)然也有媒體的助推,盡管刺激多樣,但無一例外的是都讓越來越多的人認(rèn)識到儲能及其價值。
說的形象一點(diǎn),儲能就好比一個巨型“充電寶”,這個“充電寶”可以解決很多傳統(tǒng)電力系統(tǒng)解決不了的問題。
當(dāng)然這個“充電寶”類型也很多,鋰電池、液流電池、飛輪儲能、超級電容等等,不同的類型有各自的特性,其成本和能解決的問題也不一樣。
2018年中國儲能市場發(fā)生了很多變化,電網(wǎng)側(cè)儲能一躍而起在江蘇、河南、湖南等地開花結(jié)果,儲能調(diào)頻商業(yè)化剛開始顯現(xiàn),已開發(fā)市場便出現(xiàn)“天花板”,用戶側(cè)和可再生能源的經(jīng)濟(jì)性仍待商榷,對于此時的中國儲能市場來講,有沒有一種技術(shù)是適合這個階段發(fā)展的?有人提出“混合儲能系統(tǒng)”,這種技術(shù)是否可行?本文我們來一起探討。
01再提儲能價值
在過去相當(dāng)長一段時間,儲能在電網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)主要是抽水蓄能,應(yīng)用領(lǐng)域主要是移峰填谷、調(diào)頻及輔助服務(wù)等。近年來,隨著新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電等波動性電源接入電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,以及分布式電源在配網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大,儲能及其在電網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用技術(shù)都發(fā)生了很大變化。儲能技術(shù)類型不斷增多,應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大。
總的來說,儲能技術(shù)的價值可分為三種,即容量價值、能量價值和輔助服務(wù)價值。具體到各市場成員來看,儲能作用和價值體現(xiàn)在以下幾個方面:
對于發(fā)電集團(tuán)來說,儲能可以延緩發(fā)電裝機(jī)投資,改善調(diào)頻調(diào)峰性能,規(guī)避市場上的極端低電價風(fēng)險。
對于電網(wǎng)公司來說,儲能可以延緩輸電、配電設(shè)備投資,緩解局部電網(wǎng)阻塞,提供調(diào)峰調(diào)頻、電壓支撐,提供緊急備用、黑啟動等。
對于新能源運(yùn)營商來說,儲能可以減少棄水、棄風(fēng)、棄光電量,改善電能質(zhì)量,規(guī)避參與市場交易的偏差懲罰風(fēng)險,規(guī)避市場上的極端低電價風(fēng)險。
對于用戶和售電公司來說,可以利用峰谷價差盈利,提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù),與分布式光伏配置使用,規(guī)避市場上的極端高電價風(fēng)險,保證穩(wěn)定的電能供應(yīng),規(guī)避停電風(fēng)險等。
經(jīng)過近幾年的發(fā)展,上述幾種場景都出現(xiàn)一些比較有代表性的項(xiàng)目,儲能也確實(shí)展現(xiàn)了其巨大的價值,尤其是2018年電網(wǎng)側(cè)儲能的落地,儲能用事實(shí)證明了自己。盡管價值被認(rèn)可,但是儲能之路仍不平坦,從應(yīng)用需求角度出發(fā),我們對儲能的要求是多方面的,既需要響應(yīng)快,也需要持續(xù)時間長,目前兼具多種功能的儲能技術(shù)少之又少,大家基本都是優(yōu)點(diǎn)突出缺點(diǎn)也很突出。
02儲能技術(shù)有待提高
儲能技術(shù)即能量存儲和再利用的技術(shù),按其基本原理分類,可分為物理儲能、化學(xué)儲能以及一些前沿儲能技術(shù)。單從儲能技術(shù)評價指標(biāo)來看,包括功率規(guī)模、持續(xù)時間、能量密度、功率密度、循環(huán)效率、壽命、自放電率、能量成本、功率成本、技術(shù)成熟度、環(huán)境影響等。
下面我們先來了解一下不同儲能技術(shù)的指標(biāo),如下圖所示:
可以說,沒有一種單一儲能技術(shù)可以適應(yīng)所有的儲能需求,應(yīng)按需選擇合適的儲能技術(shù)或技術(shù)組合。
03混合儲能系統(tǒng)會是一種選擇嗎?
混合儲能系統(tǒng)采用不同存儲技術(shù)組合來提高整個系統(tǒng)性能,從而貼切地滿足客戶的個性化需求。 其共同點(diǎn)是將兩種或多種類型的儲能組合在一起形成一個單一的儲能系統(tǒng)。混合儲能為降低成本提供了其他途徑,而兩個或多個儲能系統(tǒng)可以共享大部分相同的電力電子和電網(wǎng)連接硬件設(shè)備,從而降低前期和維護(hù)成本。目前市場上出現(xiàn)過三種類型的混合存儲。
1鉛酸電池+鋰電池
鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是高能量密度,循環(huán)性能好,充電時間短,但是鋰電池的高性能是以安全性為代價的,性能越高,化學(xué)穩(wěn)定性越低,安全性越差。而在工業(yè)領(lǐng)域已應(yīng)用了幾十年的鉛酸電池則以安全可靠著稱,性價比高,技術(shù)成熟。將兩種電池技術(shù)整合成混合系統(tǒng)可以增大系統(tǒng)的總性能,使系統(tǒng)兼?zhèn)涓L循環(huán)壽命和卓越放電性能,同時增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。 代表企業(yè):荷貝克電源系統(tǒng) 。
2液流電池+鋰電池
液流電池具有成本低和壽命長的優(yōu)點(diǎn),鋰離子電池具有快速響應(yīng)和能量密度大的優(yōu)點(diǎn)。代表企業(yè):英國釩液流電池制造商RedT。
3超級電容器+電池
超級電容器在概念上與電池/電池的混合儲能系統(tǒng)類似,可用于提供快速響應(yīng)的電力突發(fā),為放電強(qiáng)度較低、持續(xù)時間較長的電池進(jìn)行補(bǔ)充。超級電容器具有更長的工作壽命周期,并且具有更快的充電時間。代表企業(yè):美國公用事業(yè)商杜克能源。
4熱儲能+電池
熱儲能成本低,熱儲能和電池結(jié)合這意味著所需的電池容量要小得多。代表企業(yè):AEG。
沒有單一的儲能解決方案可以適合每個電網(wǎng)級應(yīng)用,有為高功率應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,也有為能量密集型應(yīng)用設(shè)計(jì),并在工作壽命、性能、成本方面都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。盡管具有很多吸引人的優(yōu)勢,但混合儲能系統(tǒng)仍然面臨著不利因素,例如混合系統(tǒng)本身會有更復(fù)雜的電源管理要求,雖然智能技術(shù)的快速發(fā)展有助于緩解這種擔(dān)憂。更令人關(guān)注的是,目前的混合儲能系統(tǒng)的平均成本還沒有一些具體數(shù)據(jù)。混合儲能系統(tǒng)是機(jī)會還是風(fēng)險?人們對其未來的發(fā)展有著不同的預(yù)測。
04成本是繞不過去的坎兒
不論單一的儲能技術(shù)還是混合儲能系統(tǒng),困擾其發(fā)展的說到底還是一個成本問題,目前的技術(shù)和成本能否滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。其實(shí)從國內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的儲能項(xiàng)目來看,回收周期慢是普遍問題,所以儲能看上去很美實(shí)際經(jīng)歷過的人才懂得其中的酸甜苦辣。在筆者看來,儲能是一個朝陽產(chǎn)業(yè),但還需經(jīng)歷一段苦難,誰熬過去誰就是贏家。
此時儲能需要有資本市場的助力,這樣好的技術(shù)可以得到應(yīng)用和推廣,是一個雙贏的局面。5月8日,梧桐樹資本、陽煤集團(tuán)將舉辦“新能源、新技術(shù)、新未來,重新定義未來能源結(jié)構(gòu)暨梧桐樹資本智能制造基金發(fā)布會”,屆時將邀請山西省政府、山西陽泉市政府、投資機(jī)構(gòu)、儲能開發(fā)商、儲能設(shè)備商共聚一堂,探討儲能未來發(fā)展之路。
梧桐樹資本智能制造基金前期重點(diǎn)關(guān)注儲能行業(yè),旗下智能制造基金60%將關(guān)注泛儲能方向,儲能材料包括不限定于電池正負(fù)極材料、電解液、石墨烯等新型材料及相關(guān)設(shè)備等,儲能設(shè)備包括不限定于飛輪技術(shù)、超級電容、鋰離子儲能電池、鈉離子電池、PCS設(shè)備、氫燃料電池、氫燃料發(fā)動機(jī)等,儲能技術(shù)包括不限定于BMS、EMS、ESS等,新興儲能應(yīng)用場景包括不限定于虛擬電廠、 輔助調(diào)頻、峰谷套利等。
推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系是我國新時代能源發(fā)展的重要任務(wù)。而以可再生能源、新能源、先進(jìn)儲能、智能電網(wǎng)等技術(shù)創(chuàng)新正成為未來能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。其中,儲能技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)新能源革命關(guān)鍵的技術(shù)之一。能源轉(zhuǎn)型需破解政策、技術(shù)、投融資等多方面難題。梧桐樹資本聯(lián)合政府引導(dǎo)基金、陽煤集團(tuán)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)方發(fā)起設(shè)立梧桐樹陽煤智能制造基金,依托國內(nèi)大型國企、上市公司等合作方產(chǎn)業(yè)資源,深度布局未來能源載體。通過整合國內(nèi)外新能源、儲能行業(yè)及相關(guān)材料、設(shè)備、技術(shù)等產(chǎn)業(yè)鏈的先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)的,以產(chǎn)融結(jié)合的方式,快速實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化落地和推廣,以期為即將起飛的儲能產(chǎn)業(yè)助力。
說的形象一點(diǎn),儲能就好比一個巨型“充電寶”,這個“充電寶”可以解決很多傳統(tǒng)電力系統(tǒng)解決不了的問題。
當(dāng)然這個“充電寶”類型也很多,鋰電池、液流電池、飛輪儲能、超級電容等等,不同的類型有各自的特性,其成本和能解決的問題也不一樣。
2018年中國儲能市場發(fā)生了很多變化,電網(wǎng)側(cè)儲能一躍而起在江蘇、河南、湖南等地開花結(jié)果,儲能調(diào)頻商業(yè)化剛開始顯現(xiàn),已開發(fā)市場便出現(xiàn)“天花板”,用戶側(cè)和可再生能源的經(jīng)濟(jì)性仍待商榷,對于此時的中國儲能市場來講,有沒有一種技術(shù)是適合這個階段發(fā)展的?有人提出“混合儲能系統(tǒng)”,這種技術(shù)是否可行?本文我們來一起探討。
01再提儲能價值
在過去相當(dāng)長一段時間,儲能在電網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)主要是抽水蓄能,應(yīng)用領(lǐng)域主要是移峰填谷、調(diào)頻及輔助服務(wù)等。近年來,隨著新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電等波動性電源接入電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,以及分布式電源在配網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大,儲能及其在電網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用技術(shù)都發(fā)生了很大變化。儲能技術(shù)類型不斷增多,應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大。
總的來說,儲能技術(shù)的價值可分為三種,即容量價值、能量價值和輔助服務(wù)價值。具體到各市場成員來看,儲能作用和價值體現(xiàn)在以下幾個方面:
對于發(fā)電集團(tuán)來說,儲能可以延緩發(fā)電裝機(jī)投資,改善調(diào)頻調(diào)峰性能,規(guī)避市場上的極端低電價風(fēng)險。
對于電網(wǎng)公司來說,儲能可以延緩輸電、配電設(shè)備投資,緩解局部電網(wǎng)阻塞,提供調(diào)峰調(diào)頻、電壓支撐,提供緊急備用、黑啟動等。
對于新能源運(yùn)營商來說,儲能可以減少棄水、棄風(fēng)、棄光電量,改善電能質(zhì)量,規(guī)避參與市場交易的偏差懲罰風(fēng)險,規(guī)避市場上的極端低電價風(fēng)險。
對于用戶和售電公司來說,可以利用峰谷價差盈利,提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù),與分布式光伏配置使用,規(guī)避市場上的極端高電價風(fēng)險,保證穩(wěn)定的電能供應(yīng),規(guī)避停電風(fēng)險等。
經(jīng)過近幾年的發(fā)展,上述幾種場景都出現(xiàn)一些比較有代表性的項(xiàng)目,儲能也確實(shí)展現(xiàn)了其巨大的價值,尤其是2018年電網(wǎng)側(cè)儲能的落地,儲能用事實(shí)證明了自己。盡管價值被認(rèn)可,但是儲能之路仍不平坦,從應(yīng)用需求角度出發(fā),我們對儲能的要求是多方面的,既需要響應(yīng)快,也需要持續(xù)時間長,目前兼具多種功能的儲能技術(shù)少之又少,大家基本都是優(yōu)點(diǎn)突出缺點(diǎn)也很突出。
02儲能技術(shù)有待提高
儲能技術(shù)即能量存儲和再利用的技術(shù),按其基本原理分類,可分為物理儲能、化學(xué)儲能以及一些前沿儲能技術(shù)。單從儲能技術(shù)評價指標(biāo)來看,包括功率規(guī)模、持續(xù)時間、能量密度、功率密度、循環(huán)效率、壽命、自放電率、能量成本、功率成本、技術(shù)成熟度、環(huán)境影響等。
下面我們先來了解一下不同儲能技術(shù)的指標(biāo),如下圖所示:
可以說,沒有一種單一儲能技術(shù)可以適應(yīng)所有的儲能需求,應(yīng)按需選擇合適的儲能技術(shù)或技術(shù)組合。
03混合儲能系統(tǒng)會是一種選擇嗎?
混合儲能系統(tǒng)采用不同存儲技術(shù)組合來提高整個系統(tǒng)性能,從而貼切地滿足客戶的個性化需求。 其共同點(diǎn)是將兩種或多種類型的儲能組合在一起形成一個單一的儲能系統(tǒng)。混合儲能為降低成本提供了其他途徑,而兩個或多個儲能系統(tǒng)可以共享大部分相同的電力電子和電網(wǎng)連接硬件設(shè)備,從而降低前期和維護(hù)成本。目前市場上出現(xiàn)過三種類型的混合存儲。
1鉛酸電池+鋰電池
鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是高能量密度,循環(huán)性能好,充電時間短,但是鋰電池的高性能是以安全性為代價的,性能越高,化學(xué)穩(wěn)定性越低,安全性越差。而在工業(yè)領(lǐng)域已應(yīng)用了幾十年的鉛酸電池則以安全可靠著稱,性價比高,技術(shù)成熟。將兩種電池技術(shù)整合成混合系統(tǒng)可以增大系統(tǒng)的總性能,使系統(tǒng)兼?zhèn)涓L循環(huán)壽命和卓越放電性能,同時增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。 代表企業(yè):荷貝克電源系統(tǒng) 。
2液流電池+鋰電池
液流電池具有成本低和壽命長的優(yōu)點(diǎn),鋰離子電池具有快速響應(yīng)和能量密度大的優(yōu)點(diǎn)。代表企業(yè):英國釩液流電池制造商RedT。
3超級電容器+電池
超級電容器在概念上與電池/電池的混合儲能系統(tǒng)類似,可用于提供快速響應(yīng)的電力突發(fā),為放電強(qiáng)度較低、持續(xù)時間較長的電池進(jìn)行補(bǔ)充。超級電容器具有更長的工作壽命周期,并且具有更快的充電時間。代表企業(yè):美國公用事業(yè)商杜克能源。
4熱儲能+電池
熱儲能成本低,熱儲能和電池結(jié)合這意味著所需的電池容量要小得多。代表企業(yè):AEG。
沒有單一的儲能解決方案可以適合每個電網(wǎng)級應(yīng)用,有為高功率應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,也有為能量密集型應(yīng)用設(shè)計(jì),并在工作壽命、性能、成本方面都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。盡管具有很多吸引人的優(yōu)勢,但混合儲能系統(tǒng)仍然面臨著不利因素,例如混合系統(tǒng)本身會有更復(fù)雜的電源管理要求,雖然智能技術(shù)的快速發(fā)展有助于緩解這種擔(dān)憂。更令人關(guān)注的是,目前的混合儲能系統(tǒng)的平均成本還沒有一些具體數(shù)據(jù)。混合儲能系統(tǒng)是機(jī)會還是風(fēng)險?人們對其未來的發(fā)展有著不同的預(yù)測。
04成本是繞不過去的坎兒
不論單一的儲能技術(shù)還是混合儲能系統(tǒng),困擾其發(fā)展的說到底還是一個成本問題,目前的技術(shù)和成本能否滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。其實(shí)從國內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的儲能項(xiàng)目來看,回收周期慢是普遍問題,所以儲能看上去很美實(shí)際經(jīng)歷過的人才懂得其中的酸甜苦辣。在筆者看來,儲能是一個朝陽產(chǎn)業(yè),但還需經(jīng)歷一段苦難,誰熬過去誰就是贏家。
此時儲能需要有資本市場的助力,這樣好的技術(shù)可以得到應(yīng)用和推廣,是一個雙贏的局面。5月8日,梧桐樹資本、陽煤集團(tuán)將舉辦“新能源、新技術(shù)、新未來,重新定義未來能源結(jié)構(gòu)暨梧桐樹資本智能制造基金發(fā)布會”,屆時將邀請山西省政府、山西陽泉市政府、投資機(jī)構(gòu)、儲能開發(fā)商、儲能設(shè)備商共聚一堂,探討儲能未來發(fā)展之路。
梧桐樹資本智能制造基金前期重點(diǎn)關(guān)注儲能行業(yè),旗下智能制造基金60%將關(guān)注泛儲能方向,儲能材料包括不限定于電池正負(fù)極材料、電解液、石墨烯等新型材料及相關(guān)設(shè)備等,儲能設(shè)備包括不限定于飛輪技術(shù)、超級電容、鋰離子儲能電池、鈉離子電池、PCS設(shè)備、氫燃料電池、氫燃料發(fā)動機(jī)等,儲能技術(shù)包括不限定于BMS、EMS、ESS等,新興儲能應(yīng)用場景包括不限定于虛擬電廠、 輔助調(diào)頻、峰谷套利等。
推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系是我國新時代能源發(fā)展的重要任務(wù)。而以可再生能源、新能源、先進(jìn)儲能、智能電網(wǎng)等技術(shù)創(chuàng)新正成為未來能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。其中,儲能技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)新能源革命關(guān)鍵的技術(shù)之一。能源轉(zhuǎn)型需破解政策、技術(shù)、投融資等多方面難題。梧桐樹資本聯(lián)合政府引導(dǎo)基金、陽煤集團(tuán)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)方發(fā)起設(shè)立梧桐樹陽煤智能制造基金,依托國內(nèi)大型國企、上市公司等合作方產(chǎn)業(yè)資源,深度布局未來能源載體。通過整合國內(nèi)外新能源、儲能行業(yè)及相關(guān)材料、設(shè)備、技術(shù)等產(chǎn)業(yè)鏈的先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)的,以產(chǎn)融結(jié)合的方式,快速實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化落地和推廣,以期為即將起飛的儲能產(chǎn)業(yè)助力。