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本文援引于报告《2019年中国电化学储能行业概览》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。
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电化学储能行业整体上处于示范和部署阶段
电化学储能行业增长潜力广阔。电化学储能是利用化学电池将电能储存起来并在需要时释放的储能技术及措施。依据储存设备,电化学储能可分为锂电池、铅酸电池、铅碳电池、液流电池及钠硫电池储能,其中,锂电池和铅蓄电池(铅酸电池与铅炭电池的总称)是产业化应用最为广泛的电化学储能技术路线。根据CNESA数据,截至2018年底,中国已投运储能项目累计装机规模31.3GW,电化学储能在全部储能项目装机容量中占比为3.4%,整体上处于示范和部署阶段,但2018年中国电化学储能装机规模同比增长175.2%,电化学储能增长空间广阔。
中国电化学储能行业市场规模高速增长
在中国新能源发电装机规模大幅增长、锂电池成本持续下降推动下,2014-2018年,中国电化学储能行业市场规模(按装机容量计)由131.4MW增长到1,072.7MW,年均复合增长率达到69.0%。未来五年,随着分布式光伏、分散式风电等分布式能源的大规模推广,电化学储能行业将面临更广阔的市场机遇,在分布式能源快速发展、电化学储能产业链日益完善助力下,中国电化学储能行业市场规模将实现持续高速发展。
电化学储能行业在不同市场存在不同商业模式
电化学储能参与发电侧、电网侧、用电侧储能市场。
在发电侧火储联合调频市场中,电化学储能服务商以合同能源管理方式参与辅助服务市场。运营商负责电化学储能项目投资和运营,火电厂负责提供场地和接入,双方按照商定的比例对调频收益进行分成。
在电网侧储能市场中,电化学储能商业模式包括3种:①经营租赁模式,储能项目由第三方投资建设,电网企业租赁运营;②合同能源管理+购售电模式,储能系统厂家投资建设储能电站,与能源服务公司签订合同,按约定比例进行收益分成;③直接交易模式,储能厂家与电网企业直接结算,获得储能调峰、调频等辅助服务收益。
在用户侧储能市场中,电化学储能商业模式主要是峰谷差价套利,电化学储能系统通过峰谷用电差价为用户节约电费,并按比例分享一定收益。
锂电池成本持续下降与梯次利用利于电化学储能成本降低
锂电池价格持续下降为电化学储能成本降低提供空间。锂电池因循环寿命长、环保成本低、能量密度高、产业化成熟等原因成为电化学储能最优技术路线。截至2018年底,在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为758.8MW,占比达70.7%。根据彭博新能源财经数据显示,2010-2019年,全球锂电池Pack平均价格由1,183美元/kW·h降低至156美元/kW·h,下降幅度高达86.8%,其中,中国市场锂电池Pack平均价格已低至147美元/kW·h,为全球最低。锂电池价格的大幅下降为电化学储能项目推广提供成本空间。
动力电池梯次利用可降储能成本。出于安全性考虑,动力电池容量衰减至80%便需要淘汰,而储能电池一般可使用至容量衰减至60%的状态,故动力电池存在广阔的梯次利用空间。中国新能源汽车在2014年后开始飞速发展,2018年中国新能源汽车保有量已经突破500万辆,动力电池总装机规模超过200GWh。依照4-6年的动力电池寿命计算,2019年后,每年将有大量动力电池退役,作为储能电池的备用选择,节约储能成本。
发展分布式储能是电化学储能行业重要发展趋势
快速发展的分布式能源将为分布式储能提供广阔的应用场景。分布式能源是能源发展的重要组成部分,具有清洁高效、贴近用户侧、定制化程度高的特点,适应中国能源结构转型,以及多层次、多结构的能源消费需求。中国政府出台一系列政策鼓励发展分布式能源,当前大批分布式光伏、分散式风电、天然气分布式能源项目正在建设。在分布式能源系统引入储能设备,有效实现需求侧管理,减小负荷峰谷差,降低供电成本,将对传统的能源消费方式等方面带来革命性变化。
(1)园区端或社区端,在应用分布式能源的商业中心、产业园区或居民社区,引进储能系统建立多能互补集成系统或智能微电网,通过储能系统储存多余电量,节约电费并平衡光伏或风电输出的波动电力。此外,业主可将电力存入新能源汽车充电桩(充电桩本身就是一种的小型的储能系统),为新能源汽车服务。(2)交通端,在机场、火车站等大型交通枢纽建设分布式光伏,日照高峰时刻充分利用屋顶光伏发电为交通枢纽供电,多余电量存入储能系统。白天非日照高峰时刻光伏发电和储能系统同时为交通枢纽供电,光储联合供电,提升供电可靠性。夜间低谷电价时段充电,在电网停电时,储能电站独立为枢纽负荷持续供电,保障用电安全。
深度见解
电化学储能在发电侧可与火电联合调频,弥补火电调频响应速度慢的劣势,与风电、光伏等新能源发电配套,缓解新能源电力上网消纳难与稳定性差问题,在电网侧可提供调峰、调频、AGC、黑启动等辅助服务,保障电网安全,在用电侧可发挥削峰填谷作用,节省电力成本。电化学储能在电力产业链的广泛作用逐步得到市场认可,在中国新能源发电蓬勃发展与锂电池成本持续下降等有利因素刺激下,电化学储能行业正处于示范和部署阶段向大规模推广应用阶段的转折点,发展空间广阔。
截至2018年底,全球电化学储能累计装机规模为6,625.4MW,其中,韩国电化学储能累计装机规模全球占比约为43.1%,中国电化学储能累计装机规模全球占比约为16.2%。中国电化学储能累计装机规模在全球居于第二,但仍大幅落后于于韩国。韩国拥有三星SDI和LG Chem两大锂电池巨头,锂电池技术积累雄厚,电池充放效率高,易于建设高质量电化学储能电站,其电化学储能装机全球占比约43.1%。参照韩国发展经验,中国提高电化学储能装机占比的重要途径在于提高锂电池行业竞争力。