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埃森哲中國(guó)新能源行業(yè)展望之儲(chǔ)能篇

來(lái)源：埃森哲中國(guó) 時(shí)間：2023-08-29 10:38

新能源+儲(chǔ)能，錨定凈零未來(lái)

　　隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的穩(wěn)步推進(jìn)，新能源滲透率不斷提升，儲(chǔ)能作為貫穿源、網(wǎng)、荷側(cè)的靈活調(diào)節(jié)性資源，也為傳統(tǒng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈在設(shè)備制造、系統(tǒng)集成、能源系統(tǒng)構(gòu)建等領(lǐng)域的高速成長(zhǎng)帶來(lái)無(wú)限可能。

　　在中國(guó)新一代能源體系中，如何更好地利用儲(chǔ)能解決新能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性、不均衡性成為核心課題。本文將重點(diǎn)探討儲(chǔ)能在未來(lái)新型能源網(wǎng)絡(luò)中的多元應(yīng)用價(jià)值，助力新能源企業(yè)開(kāi)辟儲(chǔ)能新賽道。

后來(lái)居上，中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展領(lǐng)跑全球

　　截至2022年底，全球范圍內(nèi)部署最廣泛的儲(chǔ)能是抽水蓄能，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)137.06GW。同時(shí)，大量投資涌入以電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能領(lǐng)域，2022年全球電池儲(chǔ)能投資超過(guò)200億美元。預(yù)計(jì)到2030年，全球儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到411GW。

　　中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)起步較晚。近年來(lái)在政策的大力扶持下，儲(chǔ)能在新一代能源體系中的定位、目標(biāo)、任務(wù)逐步清晰，進(jìn)入高速發(fā)展期。2022年新增投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模首次突破15GW。截至2022年底，已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)59.8GW，占全球市場(chǎng)的25%，年增長(zhǎng)率38%。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）預(yù)計(jì)，到2030年中國(guó)將超越美國(guó)，成為全球最大的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能市場(chǎng)。

　　當(dāng)前中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)仍以抽水蓄能為“基本盤”。抽水蓄能是目前電力系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)型電源，在中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)中累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比雖自2018年起呈現(xiàn)逐年下行的趨勢(shì)（截至2022年底，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模46.1GW，首次低于80%），但未來(lái)仍是主流的電力儲(chǔ)能方案，預(yù)計(jì)2030年裝機(jī)規(guī)模達(dá)120GW以上。

　　同步大力發(fā)展新型儲(chǔ)能。2022年中國(guó)新型儲(chǔ)能新增規(guī)模7.3GW，占全球總新增規(guī)模的36%，超越歐洲的26%及美國(guó)的24%，成為全球新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目占比最大的國(guó)家（或地區(qū)）；截至2022年底，中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)13.1GW。

2000—2022年中國(guó)電力儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（MW%）

多點(diǎn)發(fā)力，新型儲(chǔ)能市場(chǎng)未來(lái)可期

　　在儲(chǔ)能細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)中，以鋰離子電池、鉛蓄電池、壓縮空氣為代表的新型儲(chǔ)能近幾年異軍突起，而液流電池、熔融鹽儲(chǔ)熱等新型儲(chǔ)能方案亦初露端倪。僅2023年上半年，中國(guó)新投運(yùn)的新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模約8.63GW，已超過(guò)2022年全年新增規(guī)模。

　鋰離子電池：鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨于成熟，首次購(gòu)買成本不斷降低、使用壽命逐步延長(zhǎng)，近年來(lái)在中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)中累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比不斷攀升，牢牢占據(jù)新型儲(chǔ)能絕對(duì)主導(dǎo)位置。2022年，國(guó)內(nèi)鋰離子電池裝機(jī)規(guī)模7.1GW，占新型儲(chǔ)能的97%；截至2022年底，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模12.3GW。

2013—2022年容量加權(quán)平均鋰離子電池組和電池價(jià)格

　　壓縮空氣儲(chǔ)能：具有容量大、周期長(zhǎng)、安全性能高等優(yōu)勢(shì)，通過(guò)可再生能源發(fā)電（如太陽(yáng)能、風(fēng)能等）進(jìn)行充電和循環(huán)利用儲(chǔ)存壓縮空氣能量，實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)利用。自2021年起，壓縮空氣儲(chǔ)能規(guī)模進(jìn)入跨越式增長(zhǎng)，2021年新增投運(yùn)規(guī)模近170MW，接近2020年底累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的15倍。

　　鉛蓄電池：受能量密度低、環(huán)保政策等因素影響，在電池儲(chǔ)能領(lǐng)域的主導(dǎo)地位被鋰離子電池取代，近年產(chǎn)量增長(zhǎng)放緩，截至2022年底，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模0.41GW。未來(lái)鉛蓄電池在滿足環(huán)保要求、提高蓄電池容量和續(xù)航能力前提下，市場(chǎng)需求仍較為旺盛，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用亦將有所增加。

　　液流電池：全球功率最大、容量最大的百兆瓦級(jí)液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站已于2022年10月在中國(guó)大連正式并網(wǎng)發(fā)電。液流電池是未來(lái)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能中最具潛力的方案之一，比鋰離子電池更為安全、環(huán)保，目前仍存在初裝門檻高、度電生命周期成本高等難點(diǎn)，處于商業(yè)化運(yùn)營(yíng)初期。

　　熔融鹽儲(chǔ)熱：2022年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模0.6GW，占1.0%。由于一次性投資規(guī)模較大、能量轉(zhuǎn)換效率較低等原因，目前規(guī)模增幅低于儲(chǔ)能平均市場(chǎng)增速，但作為主流的高溫儲(chǔ)熱技術(shù)，熔融鹽儲(chǔ)能與光熱發(fā)電項(xiàng)目具有高度適配性，用于長(zhǎng)周期、大容量的調(diào)節(jié)發(fā)電波動(dòng)方案，熔融鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)規(guī)模亦將不斷擴(kuò)大。

　　飛輪、超級(jí)電容等：存在能量密度較低、自放電率較高等問(wèn)題，增長(zhǎng)較為緩慢。隨著相關(guān)新技術(shù)取得重大突破，應(yīng)用需求不斷上升，在短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)賽道已逐步具備市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性。

數(shù)智融合，互聯(lián)能源服務(wù)引領(lǐng)創(chuàng)新

　　在支持實(shí)現(xiàn)凈零排放的道路上，儲(chǔ)能已顯現(xiàn)出巨大潛能。埃森哲建議以能源產(chǎn)業(yè)鏈“互聯(lián)能源服務(wù)框架”為指引，植根能源網(wǎng)絡(luò)，圍繞發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、售電側(cè)6類數(shù)智融合場(chǎng)景重點(diǎn)發(fā)力突破。

互聯(lián)能源服務(wù)框架

發(fā)電側(cè)：儲(chǔ)能與可再生能源強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，緩解新能源電力持續(xù)出力難題，促進(jìn)新能源消納

　　大規(guī)模儲(chǔ)能管理：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能崛起，支撐系統(tǒng)跨季節(jié)動(dòng)態(tài)平衡

　　2019年至今，全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目已吸引約580億美元投資，全部投產(chǎn)后，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)總量預(yù)計(jì)將新增5700萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于2022年全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能總裝機(jī)量的3倍左右。未來(lái)要重點(diǎn)關(guān)注以電池儲(chǔ)能、壓縮空氣、熱儲(chǔ)能為主的儲(chǔ)能技術(shù)，結(jié)合風(fēng)、光、熱等清潔電源特性，配置在空間尺度和時(shí)長(zhǎng)維度上適配的儲(chǔ)能裝置，應(yīng)對(duì)日度間、季度間能量缺口。

　　可再生能源彈性服務(wù)：輔助服務(wù)市場(chǎng)，新能源配儲(chǔ)成為剛需

　　在以可再生能源發(fā)電為主的情況下，多地出臺(tái)儲(chǔ)能配置方案與輔助服務(wù)市場(chǎng)實(shí)施細(xì)則，主要關(guān)注調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)，尤其是一次調(diào)頻及二次調(diào)頻。未來(lái)在發(fā)電側(cè)“新能源+制氫”“外送基地+儲(chǔ)能”等應(yīng)用場(chǎng)景下，可通過(guò)“共享模式+電網(wǎng)調(diào)峰補(bǔ)償”“容量租賃+調(diào)峰補(bǔ)償”等模式，使儲(chǔ)能與新能源發(fā)電站一起參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，保障綠電外送。

電網(wǎng)側(cè)：儲(chǔ)能作為輸配網(wǎng)絡(luò)中的后備裝置，與分布式發(fā)電、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷監(jiān)控等組成微電網(wǎng)，提供智慧能源服務(wù)

　　微電網(wǎng)：電池儲(chǔ)能管理，提升區(qū)域綠電消納能力

　　電池儲(chǔ)能是微電網(wǎng)建設(shè)源、網(wǎng)、變、控、儲(chǔ)中的關(guān)鍵一環(huán)，配置儲(chǔ)能設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)諸如儲(chǔ)能電池遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，優(yōu)化源于可再生能源的存儲(chǔ)與充電運(yùn)營(yíng)。通過(guò)科學(xué)規(guī)劃、合理配置、集成各類分布式能源（風(fēng)、光、儲(chǔ)、燃等），實(shí)現(xiàn)功率平衡控制、系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化、電能質(zhì)量治理等多元化能源優(yōu)化配置，緩解主網(wǎng)并網(wǎng)壓力。

　　分布式電網(wǎng)服務(wù)：融合數(shù)字技術(shù)，加速升級(jí)智慧調(diào)控體系

　　利用云計(jì)算、區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)，將分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)更有效地組織和整合到電網(wǎng)中，支撐用戶發(fā)電量上網(wǎng)、自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，打造面向全網(wǎng)的監(jiān)控調(diào)度和分析系統(tǒng)。智慧調(diào)控被列入“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類可控資源的數(shù)據(jù)接入和處理，更好地協(xié)調(diào)新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行。

用戶側(cè)：儲(chǔ)能搭載動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、智慧分析、自動(dòng)響應(yīng)的進(jìn)階能力，參與用戶側(cè)需求管理和市場(chǎng)互動(dòng)，發(fā)揮能源平臺(tái)型共享價(jià)值

　　需求側(cè)管理：智慧儲(chǔ)能管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化供需匹配

　　儲(chǔ)能可在特殊情境下（極端天氣、負(fù)荷波動(dòng)等）助力能源系統(tǒng)供需匹配，保障電力供應(yīng)。與數(shù)字技術(shù)結(jié)合，開(kāi)發(fā)諸如智慧儲(chǔ)能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)將基于能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源需求變化，完成自動(dòng)化供需匹配，提高綠電使用率；同時(shí)依托大數(shù)據(jù)及全面可視化，儲(chǔ)能設(shè)備可自動(dòng)在用電低谷期蓄電、高峰期放電，支撐電網(wǎng)系統(tǒng)“削峰填谷”和用戶側(cè)“谷電峰用”。

　　P2P交易：生態(tài)共享儲(chǔ)能，激發(fā)平臺(tái)型調(diào)節(jié)潛能

　　打造儲(chǔ)能共享模式，積極調(diào)動(dòng)負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)、市場(chǎng)高效互動(dòng)。利用差異化能源平臺(tái)解決方案、P2P能源交易平臺(tái)、面向生態(tài)的云儲(chǔ)能平臺(tái)等，促進(jìn)用戶側(cè)儲(chǔ)能資源共享、提高利用效率、降低綜合成本。此外，平臺(tái)生態(tài)企業(yè)、電動(dòng)汽車、金融機(jī)構(gòu)等企業(yè)應(yīng)積極開(kāi)展跨界合作共享，孵化綜合數(shù)字化創(chuàng)新解決方案。

　　儲(chǔ)能作為新能源的“穩(wěn)定器”、能源供應(yīng)的“蓄水池”，對(duì)構(gòu)建中國(guó)新型能源體系至關(guān)重要。未來(lái)需要產(chǎn)業(yè)鏈各方協(xié)同發(fā)力，監(jiān)管機(jī)構(gòu)、能源企業(yè)、服務(wù)提供商等市場(chǎng)各參與方攜手并進(jìn)，在技術(shù)突破、規(guī)模制造、成本壓降的基礎(chǔ)上，持續(xù)將觸角延伸到下游應(yīng)用環(huán)節(jié)，深度參與多元化場(chǎng)景拓展和商業(yè)模式創(chuàng)新，以零碳思維驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能規(guī)模應(yīng)用，促發(fā)儲(chǔ)能市場(chǎng)機(jī)制完善和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，勾勒綠色新篇章。（朱雯、喻濛濛、趙晉榮）

　　責(zé)任編輯：楊娜