文｜能鏈研究院
過(guò)去的幾年里，新能源產(chǎn)業(yè)無(wú)疑是最為火熱的賽道。
我們見(jiàn)證了“風(fēng)光無(wú)限”帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)高增長(zhǎng)。股票市場(chǎng)上誕生了諸多10倍、20倍、甚至30倍漲幅的個(gè)股。進(jìn)入2022年，光伏、風(fēng)電勢(shì)頭不止。 新能源坡長(zhǎng)雪厚，更是不乏異軍突起者，今年的代表者便是儲(chǔ)能。
儲(chǔ)能有多火？
據(jù)國(guó)際能源網(wǎng)/儲(chǔ)能頭條不完全統(tǒng)計(jì)，今年以來(lái)有上百家儲(chǔ)能相關(guān)新公司成立，注冊(cè)金額高達(dá)423億元。其中有43家儲(chǔ)能技術(shù)服務(wù)、54家電池和7家抽水蓄能新公司。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有20余家上市企業(yè)跨界儲(chǔ)能。
與此同時(shí)，儲(chǔ)能項(xiàng)目如雨后春筍般涌現(xiàn)。
根據(jù)財(cái)通電新數(shù)據(jù)，黑影光伏統(tǒng)計(jì)了2022年以來(lái)的900多個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目信息。
其中包括：2022年195個(gè)儲(chǔ)能備案項(xiàng)目；2022年142個(gè)在建擬建儲(chǔ)能項(xiàng)目；2022年75個(gè)儲(chǔ)能投運(yùn)項(xiàng)目；2022年498個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目招投標(biāo)。
那么，儲(chǔ)能為什么這么火？ 簡(jiǎn)而言之，在新能源發(fā)電巨大的市場(chǎng)下，儲(chǔ)能不可替代?！皟?chǔ)能+”的N種模式深化應(yīng)用場(chǎng)景，未來(lái)的增長(zhǎng)空間是一片星辰大海。
01、儲(chǔ)能是新能源發(fā)電不可替代的一環(huán)
在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，能源轉(zhuǎn)型的道路上，風(fēng)電、光伏發(fā)電是最為核心的技術(shù)。在政策及市場(chǎng)的雙輪驅(qū)動(dòng)下，迎來(lái)高速發(fā)展。 風(fēng)光發(fā)電累計(jì)裝機(jī)已經(jīng)頗具規(guī)模。以此為基礎(chǔ)，風(fēng)光發(fā)電占比迅速攀升。
12月16日，國(guó)家能源局發(fā)布1-11月份全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
截至11月底，全國(guó)累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量約25.1億千瓦，同比增長(zhǎng)8.1%。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量約3.5096億千瓦，同比增長(zhǎng)15.1%；太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量約3.7202億千瓦，同比增長(zhǎng)29.4%。
風(fēng)電發(fā)電量6145億千瓦時(shí)，占比總發(fā)電量約8%；光伏發(fā)電量2125億千瓦時(shí)，占比總發(fā)電量約3%。 風(fēng)光發(fā)電未來(lái)的發(fā)展前景是確定的，更是同時(shí)具備時(shí)間和空間。
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，在2030年非化石能源消費(fèi)占比達(dá)到25%左右，2030年風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上的目標(biāo)，現(xiàn)階段風(fēng)光裝機(jī)總量大約7.23億千瓦，發(fā)展空間廣闊。
預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)煤電成為第一大電源，2060年前新能源發(fā)電量占比有望超過(guò)50%。
國(guó)際能源署在《2022年世界能源展望》報(bào)告中預(yù)計(jì)，光伏和風(fēng)電的發(fā)電量占比將從2021的10%增加到2030年的40%，甚至在2050年達(dá)到70%。另外，預(yù)計(jì)到2030年，每年新增光伏裝機(jī)容量將翻四倍以上，達(dá)到650GW。
不過(guò)，隨著風(fēng)光發(fā)電比例的不斷提升，問(wèn)題也隨之而來(lái)。
光伏、風(fēng)力發(fā)電分別依賴(lài)于太陽(yáng)能和風(fēng)力。太陽(yáng)朝起夕落，光伏發(fā)電便注定隨之變化，從早間開(kāi)始發(fā)力，正午達(dá)到峰值后回落，晚間隨太陽(yáng)落下而停息，風(fēng)力發(fā)電同樣如此。
這些自然之力與生俱來(lái)的波動(dòng)性和間歇性使得電力輸出不穩(wěn)定。造成的結(jié)果便是供需失衡，在用電較高的時(shí)候無(wú)法提供充沛的電力，在用電較低的時(shí)候電力過(guò)剩。
其次，風(fēng)光發(fā)電造成的另一個(gè)問(wèn)題是供電頻率不穩(wěn)定，而頻率的波動(dòng)關(guān)乎供電的質(zhì)量。
頻率變化將引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量，重則損壞機(jī)械，引發(fā)事故。可能影響普通生活用電，甚至危害工業(yè)生產(chǎn)。
隨著新能源滲透率的提高，電網(wǎng)受到出力擾動(dòng)導(dǎo)致頻率波動(dòng)的次數(shù)增加。2021年4-5月，華北電網(wǎng)連續(xù)四次出現(xiàn)電源側(cè)低頻振蕩。目前常規(guī)火電次數(shù)一次調(diào)頻次數(shù)由一天20-30次，急劇攀升到一天700-800次，傳統(tǒng)上由火電機(jī)組本身的一次調(diào)頻能力來(lái)滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)頻需求已顯不足。
因此，消除風(fēng)光發(fā)電帶來(lái)的不穩(wěn)定性是亟待解決的問(wèn)題。
在此背景下，儲(chǔ)能無(wú)疑抓住了新能源發(fā)電的需求痛點(diǎn)，登上歷史舞臺(tái)。
一方面，通過(guò)削峰填谷，可以解決峰谷時(shí)段發(fā)電量與用電負(fù)荷不匹配的問(wèn)題；另一方面，可以參與提供電力輔助服務(wù)，解決風(fēng)光發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性導(dǎo)致的電網(wǎng)不穩(wěn)定。
此外，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的存儲(chǔ)和釋放能量，提供了額外的容量支撐，吸收過(guò)剩電力、減少“棄風(fēng)棄光”以及即時(shí)并網(wǎng)。
儲(chǔ)能作為解決風(fēng)光發(fā)電不穩(wěn)定的核心技術(shù)，迎來(lái)高速發(fā)展契機(jī)。
02、2022-2026年新型儲(chǔ)能的復(fù)合年均增長(zhǎng)率有望達(dá)到53.3%-69.2%
抽水儲(chǔ)能為現(xiàn)階段核心技術(shù)，占比86.2%，但增長(zhǎng)已經(jīng)放緩。新型儲(chǔ)能以鋰電池為主導(dǎo)，發(fā)展迅猛。
根據(jù)CNESA于2022年4月發(fā)布的《2022年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》，截至2021年底，已投運(yùn)的全球儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為209.4GW，同比增長(zhǎng)9%。
其中，規(guī)模最大的是抽水儲(chǔ)能，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模約180.5GW，占比86.2%，較2020年底下降4.1個(gè)百分點(diǎn)。
新型儲(chǔ)能（除抽水蓄能和熔融鹽儲(chǔ)熱儲(chǔ)能以外的儲(chǔ)能方式，包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池、超級(jí)電容和飛輪儲(chǔ)能等）累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為25.4GW，同比增長(zhǎng)67.7%，占比12.2%。
全球新型儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（MW%，2000-2021）
新型儲(chǔ)能中，鋰離子電池仍占據(jù)主導(dǎo)地位，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比達(dá)90.9%。
全球電力儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（MW%，2000-2021）
數(shù)據(jù)來(lái)源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)
2021年底，中國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模46.1GW，位居全球第一。其中，抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模39.8GW，占比86.3%；新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)5729.7MW，占比12.5%，熔融鹽儲(chǔ)熱累計(jì)占比1.2%。
新型儲(chǔ)能裝機(jī)中，鋰離子電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比89.6%，鉛蓄電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比5.9%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比3.2%，液流電池占比0.9%，其他其他電化學(xué)儲(chǔ)能（超級(jí)電容、飛輪儲(chǔ)能）合計(jì)占比0.4%。
在《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2022》中，按照保守、樂(lè)觀場(chǎng)景下，我國(guó)2026年新型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模將分別達(dá)到48.5、79.5GW，2022-2026年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率（CAGR）分別為53.3%、69.2%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)
假設(shè)按照50%的保守復(fù)合增長(zhǎng)率來(lái)計(jì)算，2022-2026 年新型儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng)將超過(guò)700%。
新型儲(chǔ)能是否真正具備如此廣闊的成長(zhǎng)空間？
03、“儲(chǔ)能+”的N種模式深化應(yīng)用場(chǎng)景，源源不斷為產(chǎn)業(yè)注入活力
新能源發(fā)展史上將前浪拍在沙灘上的例子不勝枚舉，可謂一代技術(shù)一代王。
以光伏為例，光伏發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了多次的產(chǎn)業(yè)革命。硅片的變革：金剛線(xiàn)切割技術(shù)取代砂漿、從單晶取代多晶、大尺寸硅片取代小尺寸。電池片革命：PERC取代鋁背場(chǎng)電池、再到未來(lái)的TOPCON/HJT取代PERC/PERC+等等。
我們發(fā)現(xiàn)，其技術(shù)迭代是具備破壞性的，沿著降本增效最優(yōu)路徑選擇，存活下來(lái)的最多不超過(guò)2種，被新技術(shù)替代的技術(shù)，逐步被遺忘在歷史的角落。
相比之下，儲(chǔ)能技術(shù)路線(xiàn)更為繁雜?；旧峡梢苑譃闄C(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、光熱儲(chǔ)能四大類(lèi)。
而機(jī)械儲(chǔ)能可以分為抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能。壓縮空氣儲(chǔ)能又可以分為絕熱式、蓄熱式、等溫式、液態(tài)、超臨界等集中方式。
電化學(xué)儲(chǔ)能分為鋰離子、鉛酸、鈉硫、液流等，每一種同樣也可以細(xì)分出多種技術(shù)路徑。
儲(chǔ)能技術(shù)路徑可以說(shuō)是作為包羅萬(wàn)象，甚至于，鋰電池只是其眾多技術(shù)中的細(xì)分路徑之一。并且，各種技術(shù)跨度極大，有物理性質(zhì)的、還有化學(xué)屬性的，應(yīng)用的學(xué)科也是極為龐雜。
現(xiàn)階段，儲(chǔ)能技術(shù)以抽水儲(chǔ)能為主，電化學(xué)儲(chǔ)能為輔。但并不意味著其他技術(shù)將被淘汰，同樣也存在較大的發(fā)展空間。
比如，抽水蓄能雖然儲(chǔ)量較大，儲(chǔ)存成本較低，可以有效調(diào)峰。不過(guò)，受地理?xiàng)l件限制，對(duì)選址環(huán)境、地形條件及水文環(huán)境要求較高，投資成本較高，建設(shè)周期長(zhǎng)達(dá)6-8年。
相比而言，壓縮空氣儲(chǔ)能雖然效率相對(duì)較低，但建設(shè)周期相對(duì)較短，一般為12-18個(gè)月。
尤其勝在應(yīng)用場(chǎng)景上，在地下礦井或熔巖下的洞穴，將壓縮空氣存儲(chǔ)無(wú)疑是最經(jīng)濟(jì)的方式。
低谷時(shí)段，利用電能將空氣壓縮至高壓并存于洞穴或壓力容器中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲(chǔ)起來(lái)；在用電高峰時(shí)段，將高壓空氣從儲(chǔ)氣室釋放，利用燃料燃燒加熱升溫后，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。
未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，不斷解決壓縮空氣儲(chǔ)能對(duì)大型儲(chǔ)氣室的依賴(lài)，并進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。
曾幾何時(shí)，光熱作為與光伏正面競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)電技術(shù)，由于度電成本降幅低于光伏，敗下陣來(lái)。
不過(guò)，近期，光熱發(fā)電重回視野。
不難理解，雖然效率成本不及光伏發(fā)電，但光熱發(fā)電自帶儲(chǔ)能功能，可以有效彌補(bǔ)光伏發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性。
光熱儲(chǔ)能同樣勝在應(yīng)用場(chǎng)景上。尤其在大型集中式光伏電站，占地面積大，光照條件好，以太陽(yáng)能為基礎(chǔ)的光熱儲(chǔ)能相比其它儲(chǔ)能方式更加具備優(yōu)勢(shì)。若在光熱發(fā)電的熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)中加入電加熱單元，可以實(shí)現(xiàn)就地將多余的光伏出力進(jìn)行就地儲(chǔ)能消納。
現(xiàn)在，“光伏+光熱”的模式應(yīng)用已經(jīng)陸續(xù)展開(kāi)。
中東、非洲、南美等地區(qū)已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)展了“光伏+光熱”項(xiàng)目的規(guī)劃與建設(shè)。
我國(guó)陸續(xù)開(kāi)展示范項(xiàng)目，按省份劃分來(lái)看，新疆、甘肅、青海地區(qū)容量分別為1.65GW、1.17GW、0.85GW。首航高科2022年中標(biāo)了三峽能源青海格爾木100MW光熱項(xiàng)目，金額為16.48億。
根據(jù)海通證券預(yù)測(cè)，假設(shè)100MW的光熱發(fā)電項(xiàng)目投資成本為16.5億元，假設(shè)利用小時(shí)為2000小時(shí)，在不考慮資本的時(shí)間價(jià)值和所得稅的情況下，估算得出度電成本為0.66元/kWh，在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，具備一定優(yōu)勢(shì)。 海通證券預(yù)測(cè)，十四五光熱新增市場(chǎng)容量約為987億元。
此外，V2G技術(shù)、光儲(chǔ)充一體等“儲(chǔ)能+”的N種模式有效減少電網(wǎng)端負(fù)荷，提高電力運(yùn)行效率及調(diào)節(jié)能力，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。 儲(chǔ)能已成為電力系統(tǒng)不可或缺的一環(huán)。
04、儲(chǔ)能海納百川，有容乃大
儲(chǔ)能本身應(yīng)用場(chǎng)景豐富，市場(chǎng)空間廣闊。除此之外，“儲(chǔ)能+”的N種模式深化應(yīng)用場(chǎng)景，創(chuàng)造了更多可能性，為眾多技術(shù)的發(fā)展提供沃土。 正所謂，百家爭(zhēng)鳴，百家齊放。 儲(chǔ)能通過(guò)多種技術(shù)迭代、裂變?yōu)樽陨硖峁?qiáng)大的造血能力，源源不斷為產(chǎn)業(yè)注入活力。
參考資料：
[1] 《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》
[2] 國(guó)際能源署《2022年世界能源展望》
[3] 國(guó)家能源局《1-11月份全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》
[4] CNESA《2022年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》
[5] 光大證券《新型儲(chǔ)能擁抱大時(shí)代，鈉釩電池迎接主升浪》
[6] 海通證券《光熱儲(chǔ)能新模式，發(fā)展指日可待》
[7] 德邦證券《壓縮空氣儲(chǔ)能-政策東風(fēng)與規(guī)模效應(yīng)共振，產(chǎn)業(yè)化拐點(diǎn)已現(xiàn)》
[8] 《儲(chǔ)能，新能源的后浪將至》
[9] 黑鷹光伏《2022年910個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)》