湖南规范新型储能项目管理以发展电网侧及用户侧新型储能为主
动态2024-10-11
一、储能是新能源发展不可或缺的要素
全球新能源发电所占的比例在提高。
全球都在大力发展新能源，新能源发电所占的比例正在提高。
全球发电量的增长主要靠新能源出大力气。总的来说呢，2020年全球发电总量超过2.5万太瓦时。在这当中，化石燃料(火电)依旧是发电的主要能源，发电量占的比例超过70%;新能源发电总量占的比例明显上升了，2020年的时候这个比例超过25%。
增量方面，2011年全球新能源在新增电力装机量里的占比第一次超过了传统能源，到2020年的时候，这个占比已经达到83%了，估计以后还是会在新增装机市场占主导地位。
新能源让电网灵活性的要求提高了。
新能源发电的出力不稳定，用电高峰和它还有错位的情况。
新能源发电的出力和用电高峰对不上，还不稳定。先说用电规律，早上10点和晚上8点是两个用电高峰。可风电、光电电站呢，分别在凌晨和中午的时候发电出力大，这发电出力的时段和用电负荷差别很大。再就是，季节、天气也会让新能源发电的出力产生波动、不稳定，得有其他电力手段来帮忙让电网更稳定。
新能源发电要进一步发展，就得提升电网的灵活性。要是新能源发电不稳定，使得系统电力供大于求，新能源发电就会被弃掉，资源就浪费了;要是发电不稳定让系统电力供小于求呢，就会出现负荷削减、电力短缺的情况。所以啊，当新能源的出力和电力负荷不匹配的时候，就得有灵活性调节资源来当媒介进行调控，这样才能提高电力系统向上和向下调节的能力，让电力系统供需达到动态平衡。2020年的时候，我国像燃气这样的传统灵活性调节资源装机量占比才4.46%，而且新能源资源多的地方往往传统灵活性调节资源少。以后新能源发电占比越来越高，新能源发电不稳定的问题会越来越明显，电力系统调节能力不够这个问题急需解决，我国对灵活性调节资源的需求量也会进一步增多。
1.3 储能成了新型电力系统里不能缺少的第四个要素。
国家积极引导储能发展。
储能成了新型电力系统里不能缺少的第四个要素。2021年2月25日，国家发改委和国家能源局发布了《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》，把源网荷储一体化的实施路径给明确了，就是靠优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧的资源，以先进技术的突破和体制机制的创新为依靠，试着构建源网荷储高度融合的新型电力系统。
二、电化学储能在众多方案中脱颖而出
2.1 电化学储能会崭露头角。
储能技术主要有机械储能、电磁储能、电化学储能和其他储能这几种路径。
2.2 电化学储能有三个主要的应用场景。
①发电这一侧。
储能在发电侧的应用占比是最高的，主要有平抑出力、调频/调压、削峰填谷这些功能。在这些功能里，削峰填谷是储能在发电侧最关键的功能。啥叫削峰填谷呢?就是在新能源发电量大的时候，把那些本来要被丢弃的风、光能源给吸纳进来;在新能源发电量不足的时候，就放电，这样就能让发电输出变得更平滑，新能源发电的利用率也就提高了。
②电网这边。
在电网侧，储能主要起到电力辅助服务的功能，像调峰、调频、无功调节、电力系统备用和黑启动这些都包含在内。调峰和调频是比较主要的辅助方式。啥是调峰呢?就是在电负荷低的“谷段”，储能系统从电网充电;到了电负荷高的“峰段”，储能系统就往电网放电，这样就能让电力需求分布变得平滑些。那调频又是啥呢?当用电负荷变化使得电网频率有改变的时候，电网里各个运行机组的调节系统会按照各自的静态特性去改变机组的功率，或者增加、减少某些机组的负荷，好让电网频率恢复，这样就能满足外界负荷变化的需求了。
③用户这一边
储能在用户这边，主要有“削峰填谷”、新能源消纳和容量管理这些功能。“削峰填谷”是用户侧最主要的商业模式，能套利也能存电。一般工商业用户呢，常常在电价低的时候让储能充电，电价高的时候放电，这样就能把每度电的成本降下来。像5G基站、数据中心这类用户，要是没电了会损失巨大，所以储能更多时候是当备用电源用的。
2.3 靠模式创新和降低成本来提升电化学储能的经济性
共享储能模式能提升经济性，成了储能的新助力。
从商业模式的角度讲，储能电站要是只给单个新能源电站提供服务的话，利用率就低。为单个新能源场站服务的储能设施，资源常常是分散的，管理起来既困难，运营成本还高。分散在场站的储能没办法实现统一调度和结算，不能参与多种电网侧辅助服务，业务模式很难商业化。
共享储能能拓宽储能收益的途径，也许能解决上面提到的难题，给发电侧储能创造新机会。共享储能是这么回事：在新能源汇集站建共享储能电站，这个储能电站跟区域内甚至区域外的新能源电站、供电公司都签电费结算协议。要是新能源电站被限电了，调度机构(电网)就会把弃风、弃光的电量存到共享储能系统里，等到负荷侧用电高峰或者有接纳空间的时候再把电放出来。这样就做到了对储能电站的统一调度和管理。
三、电化学储能大时代正在来临
3.1 全球的电化学储能在快速地增长。
2021年全球新增加的新型储能有10.2GW，和上一年相比增长了117%。
2021年的时候，全球投运的电力储能项目总共的装机规模达到了209.4GW，和上一年比起来增长了9%。在这当中，新型储能装机规模在总量里占的比例是12.2%，有25.4GW，跟上年比增长了67.7%，锂离子电池在新型储能的市场份额里占了超过90%。
3.2 中国的电化学储能发展速度加快了。
2021年，在中国，新型储能新增了2.4GW/4.9GWh。
CNESA测算出来的结果显示，2021年的时候，中国已经投入运营的电力储能项目，累计装机规模有46.1GW，这在全球市场总规模里占了22%，跟去年同期相比增长了30%。2021年新型储能增加了2.4GW/4.9GWh，累计装机规模达到5.73GW，和去年同期比增长了75%。锂离子电池在新型储能市场里占的份额是89.7%。
看新型储能规划在建项目的情况就能知道，2021年的时候，中国的新型储能开始往规模化发展了。2021年规划的、正在建设的、已经投入运营的项目加起来有865个，规模达到26.3GW。在已经投入运营的新型储能项目里，主要是10 - 50MW这种中小规模的，占了46%;而规划或者正在建设的储能项目呢，是以50MW及以上的大规模项目为主，占比达到85%。这里面规划在建的百兆瓦项目超过了70个，这些百兆瓦项目大多是独立储能或者共享储能的形式，从规模上看，已经具备为电网发挥系统级作用的基础和条件了。
四、电化学储能空间测算
4.1 在中国，发电侧的风光配储是主要的增量贡献。
发电侧储能增长主要靠风光配储来带动。
2019到2021年的时候，中国光伏新增装机量依次是30.22GW、48.75GW、52.57GW。CAPI预测了，在保守、乐观、中性这三种情形下，2022 - 2026年中国光伏新增装机量各是这么多：保守情况下是75、80、85、90、95GW;乐观情况下是90、95、100、110、116GW;中性情况下是83、88、93、100、106GW，这五年的复合增长率分别为13%、17%、15%。
2019 - 2021年期间，中国风电的新增装机量各是24.88GW、72.50GW、46.83GW。2020年是陆上风电享有补贴的最后一年，所以就出现了陆上抢装的情况，2020年之后，风电装机的增长速度又恢复平稳了。GWEC预测，2022 - 2026年中国陆上风电新增装机量依次为46.28GW、50.18GW、49.68GW、50.15GW、52.81GW，在全球风电新增装机量里占的比例分别是46%、49%、47%、42%、41%，五年的复合增长率是12%;2022 - 2026年，中国海上风电装机量预计会增加39GW，这个数字在全球的占比是43%。
4.2 在中国，电网侧储能的空间比较有限。
2022 - 2026年期间，电网侧新型储能的增量大概会有18GWh。
核心假设1：电网侧就只起到调峰补充的作用;电网侧调频需求率通常在3% - 5%，火电调频需求大概是2%，风光电的波动性更大，假定每年增长0.4%。
核心假设2：CNECA统计显示，2021年电网侧储能装机量达2.01GW，电化学调频需求的渗透率是2.12%，调峰需求渗透率为0.04%。假设在2022 - 2024年期间，储能调频渗透率每年提升1%，调峰渗透率为0.01%;到了2025 - 2026年，储能调频渗透率为2%，调峰渗透率为0.02%。
核心假设3：电化学调频时，电流密度大(2C)的话，容量就小，时间也短;电化学调峰时，电流密度小(1C)，容量就大，充放电的时间也长。假设电化学调频、调峰的时间分别是1小时、2小时。
结论：我们预估在2022 - 2026年期间，电网侧储能的累计电量依次是4.33、6.28、8.74、13.53、19.58GWh，2022 - 2026年电网侧新型储能的增量大概是18GWh。
4.3 中国：用户这边的储能需求会一直增长。
2022 - 2026年期间，用户这边新型储能的增量大概会有13GWh。
核心假设1：《新能源蓝皮书2021》预测，2025年全社会用电量会达到9.5万亿千瓦时。假定2022 - 2026年用电量的增速逐年下降，从5%降到3%。
核心假设2：假定在2022 - 2026年期间，储能配置还是以工商业为主导，并且2022 - 2026年工商业用电量在全社会用电量里所占的比例保持在86%。
核心假设3：电化学储能渗透率是用电侧储能累计装机除以工商业功率得出的结果。按照CNECA的统计，2021年用户侧储能装机量为1.37GW，这样就能算出2021年电化学储能渗透率是0.08%。假定2022 - 2026年电化学储能渗透率的增速每年增加0.01%。
核心假设4：设定2022 - 2024年每套储能的充放电时长是2小时。
结论：我们预估在2022 - 2026年期间，电网侧储能的累计电量依次是4.25、6.17、8.55、11.44、14.89GWh，2022 - 2026年电网侧新型储能的增量大概是13GWh。
五、电化学储能非电芯重点环节梳理
5.1 电化学储能系统的组成
电化学储能系统牵涉到很多环节。
储能产业的上游主要是电池制造，像正负极材料、电解液、隔膜这些都包含在内;中游是储能系统集成商，负责整个储能系统的设计，还有电池组、电池管理系统、能量管理系统、储能变流器等多个子系统的选型;经由EPC整包厂商建好后，就能供发电侧、电网侧、用电侧等领域使用了。
储能这个领域有很多企业参与其中，主要有像宁德时代、中储国能、亿纬动力这类的储能技术提供商，还有上能电气、科华数能、索英电气这样的储能PCS提供商，以及海博思创、电工时代、科华数能这种储能系统集成商等等。
5.2 电化学储能的温控系统
锂电池运行时对温度要求很严，温控系统可起到重要作用。
电池要想实现全部性能，最佳的工作温度范围是15°C到35°C。在这个温度范围里，电池运行起来最有效、最可靠也最安全。要是超出这个标准范围，电池容量会变小，化学反应速度会减慢，生命周期成本也会增加。
因为锂电池运行受温度条件限制，所以温控系统对锂电储能系统正常运行来说特别关键。现在主要的温控方案有一体式顶出风空调+风管精确送风方案、分体式冷热通道隔离方案、顶置式空调+风管精确送风方案、一体式下出风方案、风冷冷水型温控方案等。
5.3 电化学储能方面的消防系统
储能柜必须要有消防系统，它能预警，还能消灾。
不完全统计显示，2011年到2021年这期间，全球发生了50起储能电站起火爆炸事故。电池管理系统有缺陷、锂电池内部热失控等是这些事故的主要原因。所以啊，消防系统对储能柜来说是必不可少的，它能起到预警和减灾的作用。
消防系统主要是由火灾探测器、火灾控制器、声光报警器、通讯控制器、声光报警及手动开关、灭火装置等构成的。在有火灾隐患或者火灾刚发生的时候，系统能很快探测到火灾险情，然后发出预警、报警信号。等到达到事先设定好的确定火灾的条件时，系统就会自动开启灭火装置，在火灾还没发展起来的时候就把火扑灭，这样就能保护储能集装箱的安全了。
储能柜整体价值里，消防系统的价值量差不多占2% - 4%，换算一下的话，大概是4 - 16万/MWh。
六、电化学储能非电芯重点公司分析
6.1 英维克可是储能温控方面的龙头企业，它的市占率在行业里是领先的。
在数据中心温控设备这块深耕，是机房温控领域的老大。
英维克一门心思地给数据中心、移动通信网络、电网储能、工业自动化、轨交列车、电动客车、冷链运输等方面提供热管理和环境控制的产品、解决方案。在机房温控这一块，公司在全国处于领先水平，腾讯、哈里巴巴、万国数据、中国移动等都是它的核心客户。
英维克的储能温控系统，已经在好多项目里得到成熟应用了，像杭州未来科技城储能项目、国家电网三站合一示范项目、平高用户侧集装箱储能项目、南都用户侧集装箱储能项目，还有比亚迪英国储能项目等等。
6.2 同飞股份：储能温控业务在大客户方面有了突破，有希望快速发展。
公司把数控装备和新能源温控设备当作引擎，其四大产品覆盖多种场景与领域。
这家公司在国内工业温控综合解决方案服务方面处于领先地位。其产品包含液冷、空冷等多种场景下的工业温控方案，能给储能系统、智能制造装备、半导体设备、输变电、电气传动、新能源发电、氢能、新能源汽车等领域供应专业的温控产品。
公司有四大类产品，分别是液体恒温设备、电气箱恒温装置、纯水冷却单元以及特种换热器。公司的发展战略是，在储能和半导体领域的温控业务上快速推进，把中高端装备制造温控业务做精，将电力电子装置温控业务做强，特种换热器业务则稳步发展。
在储能这一块，公司有储能集成商、电力电子子系统之类的核心客户资源。现在呢，公司已经是阳光电源储能温控的关键供应商了，公司的储能业务很可能会迎来业务量的大增。
6.3青鸟消防：消防方面的龙头企业，开始在储能消防领域发力。
3+2+2这种模式能引领发展，在储能领域，消防探测和聚焦式灭火这两方面都要发力。
公司的业务框架是“3+2+2”模式。有“三驾马车”，这“三驾马车”就是通用消防报警、应急照明与智能疏散、工业消防。还有气体类的自动灭火和气体检测业务，再有就是以智慧消防、家用消防为核心的“两颗新星”。在这些基础上，不断往安防、物联网这些相关领域拓展，这样就能达成“消防安全+物联网”的全球化目标。公司的消防安全产品体系又专业、又丰富、还齐全，贯穿了火灾安全管理(从早期预警，到报警，再到防火，然后疏散逃生，最后灭火)的整个过程，真的做到了形成“一站式”的产品与服务的闭环。
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