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储能为什么这么火? 储能行业市场现况与发展趋势分析

2018-7-24 13:42:10      点击:

电储能一直被认为是改变电力系统的核心技术,但它真正能带来改变的临界点之前认为还很遥远,而在过去短短5-6年间,随着可再生能源的大量投运,电动汽车产业的迅猛发展,电池制造技术日臻成熟,把我们带到了储能爆发的前夜。这个蓄势待发的行业未来前景如何,设计咨询单位在其中有怎样的业务机会?笔者结合相关资料,按照自己的理解做了简要分析。

一、储能为什么这么火?

从国家能源形势和相关产业发展来看,笔者认为主要有以下四个方面的原因。

1.储能是推动能源转型与革命的关键要素

据中电联统计,2017年底全国并网风电、光伏装机2.94亿千瓦,占全部装机容量的16.5%。按照国家能源局的初步设想,到2035年,我国能源需求的增量可全部由清洁能源提供;到2050年时,可再生能源对化石能源进入全面存量替代的阶段,在一次能源消费中的比重达到60%,在电力消费中的比重达到80%,成为能源供应的主体力量。按此发展速度,常规能源的调峰能力无法跟上新能源的调峰需求增长步伐,而储能可贯穿电力系统的各个环节,帮助未来电力系统维持时空平衡,将成为保证电力持续稳定供应的必然选择。

2. 电动汽车的发展带来了电池制造技术的成熟和产能的严重过剩

另一方面,国家近年来对电动汽车的推广,也带动了电池制造产业的高速发展。目前国内的电池生产技术已十分成熟,生产线自动化程度高,生产环境规范,加上先进的管理手段,电池产品一致性非常好,且产能很大。根据中国化学与物理电源行业协会统计分析,2017年全国锂离子电池产量100.9 GWh,同年新能源汽车动力电池配套量为37.06 GWh,存在大量过剩产能。

3. 试验示范项目初具成果,局部商业价值显现

近五年间,国内有大量的储能示范项目投运,积累了丰富的实践经验。其中部分应用在火电厂侧调峰、用户侧工商业削峰填谷等场景的项目已经能够创造效益,并显现出商业价值。这些虽是成本相对较高的刚需场景或示范场景,但也为储能项目的大规模商业应用提供了可行的参考。

4. 国家层面出台一系列激励政策,释放利好信号

为了进一步加快储能产业发展,2017年10月,国家发改委等部门联合发布《关于促进储能技术和产业发展的指导意见》,提出到“十四五”期末,储能产业规模化发展,形成较为完整的产业体系,成为能源领域经济新增长点。在国家能源局印发的《2018年能源工作指导意见》中,提出了积极推进28个新能源微电网项目以及储能技术试点示范项目建设,并首次明确列出了年内建设的具体储能项目。2018年4-7月,国家能源局、发改委又相继发布《关于减轻可再生能源领域企业负担有关事项的通知》和《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》,有力的促进了储能技术在新能源并网领域的应用,并且首次在国家层面上为储能提供了价格机制上的支持,可见国家推进储能产业发展的决心也达到了前所未有的高度。

二、储能市场现况与发展趋势

1.2017年市场现况

根据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会的统计,截至到2017年底,中国投运储能项目累计32.8GW,同比增长5.2%;抽水蓄能累计装机规模呈压倒性优势,达到32.4GW,占比98.8%;化学储能累计装机规模排名第二,达到385MW,占比约1.2%;压缩空气、飞轮储能仅有少数示范项目,规模分别为2MW和600KW。

从储能技术市场表现及技术成熟度来看,目前最成熟、性能最优秀的依然是抽水蓄能电站;表现最抢眼的是锂电和热储能,市场表现好,增速最快,但还有一定的技术成熟空间;铅酸、液流和钠硫电池发展迅猛,潜力可期;氢储能尚处于起步阶段。

2.不同领域的储能应用分布

根据《2018储能产业应用研究报告》,我国储能在各领域的应用呈现出明显的地域特征,基本以发挥区域优势为主。例如,集中式可再生能源并网侧的储能应用主要集中在风光资源丰富的河北、甘肃、西藏、青海、辽宁等地;在电网辅助服务领域的应用主要分布在辅助服务需求较为迫切的山西、河北等省;在分布式及微网领域投运的储能主要分布在电力供应紧缺且光照资源丰富的青海、西藏;在用户侧工商业削峰填谷和需求侧响应的储能应用则主要集中在工商业发达的江苏、广东、山东等沿海地区。

3.储能造价及发展趋势

目前在化学储能中,铅碳电池成本最低,为1200-1500元/kWh;磷酸铁锂电池(三元锂电池)约1500-2500元/kWh;全钒液流电池成本最高,为4000-4500元/kWh。按照现有的成本水平,可近似推算出各类型储能的度电成本:铅碳电池0.3-0.4元/度,磷酸鉄锂0.6-0.8/度,靠现有峰谷电价差盈利尚有难度。

未来,综合考虑各类储能技术全球市场及产业规模、制备工艺成熟度,到2020年,铅碳电池成本预计降到700-900元/kWh,磷酸铁锂成本降到1000-1500元/kWh,三元锂电池成本降到1200-1500元/kWh,全钒液流电池成本降到2800-3200元/kWh,度电成本也有望随之下降。

而到2025年,储能技术成本简单按照固定降幅预测将不再合理。锂电池已经达到现有技术的天花板,成本控制几乎已接近极限;仅铅碳和液流电池还有部分成本下降空间。

现阶段,储能存在的问题包括了不够安全、价格昂贵、寿命短、不易回收,规模小,不可控、环境适应能力差、不够标准化等等,未来我们需要通过不断的技术进步和工程实践来生产出克服了上述短板的低成本、长寿命、高安全和易回收的储能系统,那时储能将真正成为推动能源变革的核心力量。因此,储能要大规模应用,还需要颠覆性的技术。

三、设计咨询单位的机会

1.储能设计市场规模

根据水电发展“十三五”规划,到2020年我国抽水蓄能累计装机规模将达到40GW;储能协会预测2020年化学储能将达到4.465GW;根据可再生能源“十三五”规划,到2020年光热发电规模达到10GW,按10%比例配置储热系统,则熔融盐储热装机规模约1GW。

化学储能技术虽已逐渐在各类应用场景崭露头角,但是未来整体市场表现仍受限于技术、成本、市场机制尚不完善、商业模式尚不清楚等因素的影响。因此,笔者认为到2020年底,我国化学储能的应用规模并不会特别突出,对“十三五”余下几年化学储能市场的预测如下:预计2018、2019、2020年,全国化学储能装机规模分别为693MW、1039MW、1559MW左右,年增长率约50%;对应的市场规模约为20亿、30亿、50亿人民币,其中设计市场分别为6000万、9000万、1.5亿人民币。随着技术进步和成本下降,储能市场预期将保持高速增长。

2.储能近、远、中期的盈利场景

其成本下降并不能一蹴而就,因而储能系统的盈利也需要一个循序渐进的过程。笔者初步估计其近、远、中期的盈利场景(市场、项目)和市场规模如下:

第一阶段——到2020年,储能可以初步尝试盈利的市场主要有:在局部地区配合火电机组的调频市场,用户侧峰谷电价差大于0.6元的削峰填谷市场,移动储能市场(包括机场、移动储能汽车等),军方边防哨所,海岛或者无电地区微电网系统等。3年市场总规模约100亿。

第二阶段——近期(2020~2025年),储能广泛应用于上述火电调频、用户侧削峰填谷、移动储能市等场景。5年市场总规模约1000亿。

第三阶段——中期(2025~2035年),储能成本进一步下降,低于抽水蓄能电站,此阶段将大量应用于电网侧储能站,成为电网调峰的主力。10年市场规模预计达2万亿。

第四阶段——远期(2035~2050年),储能最重要的作用是与风电、光伏配套,使得风电和光伏的发电成本与气电价格相当,成为能源供应的主体力量。15年市场规模预计达18万亿。

3.设计咨询单位能做什么?

根据调研分析,设计咨询单位在储能蓬勃发展的过程中可承担的项目类型主要包括:火电厂储能调频站、用户侧储能系统、风电/正版管家婆彩图+储能、微电网储能系统、电网侧储能站、通信基站/数据中心机房备电储能等等,市场空间十分广阔。

简单的运用SWOT方法分析可见,储能作为一种新兴业务,市场规模可预期,并且高速增长,是不可多得的机遇;而设计咨询单位,因为具有丰富的电力规划、设计和总包经验、扎实的电力系统技术分析能力、多年深耕发电/电网市场积累的市场资源,为承接此类业务奠定了一定的优势基础;但同时,此类项目单个规模小、技术门槛低的特点也决定了其竞争的激烈性,能否突破市场开拓能力、人力成本控制上的劣势局限就成为设计咨询单位能否在这个新兴市场中站稳脚跟的关键。

因此,笔者认为对设计咨询单位而言,利用传统优势,从工程规划设计起步,逐步开展总承包,最后转型为储能服务提供商,将是我们在储能市场中一条较为可行的发展路径:

第一阶段:充分利用我们熟悉电厂、电网特性以及长期形成的市场资源优势,开发储能市场,为业主提供优质的方案设计咨询服务。

第二阶段:从工程设计拓展到总承包业务。单纯做设计盈利空间有限,而储能采购施工管理相对简单,以总承包形式承接储能项目能显著提升盈利能力和效率。

第三阶段:转型储能服务提供商。从目前很多示范项目开展情况来看,储能厂家由于不熟悉电力系统,在直接与发电、电网企业对接过程中存在一定的沟通不畅。因此,笔者认为在未来会出现独立的第三方提供储能服务,即储能系统集成服务商,其技术核心是储能应用技术和资源整合。设计咨询单位在这方面具有天然的优势,可以整合上游电池厂商、金融、保险公司等资源,向下游发电、电网企业等应用端提供储能从建设到运维的全寿命周期整体解决方案,为用户提供可靠、安全、友好的储能系统应用及增值服务,才是可持续的发展模式。

作为推动能源革命的平衡式变革力量,储能行业已经到达前所未有的热度,专项政策频出,企业争相发力,各类项目加速推进,随着技术和成本的突破,将在未来20年中开启上万亿的市场。设计咨询单位应抓住机遇拓展总承包业务,探索储能服务模式,在此浪潮中谋求新的发展。