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储能行业深度剖析

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储能行业深度剖析

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什么是储能系统?储能系统一般由哪几部分构成?

储能系统(ESS)是指将电力系统中的各种能量形式转换为可存储的形式,以便在需要时转换回电能的装置。储能系统(ESS)是多个子系统的集成,包括储能电池、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、功率转换系统(PCS)等。储能电池是储能系统(ESS)最有价值的部分,约占储能系统(ESS)总成本的60%,而电池管理系统(BMS)用于电池监控,评估和保护。能量管理系统(EMS)的功能负责储能系统(ESS)的数据采集、网络监控和能量调度,而功率转换系统(PCS)负责控制储能电池的充电和放电过程,并实现交流/直流电的转换。

 

储能系统构成图

资料来源:沙利文公司

储能技术有哪些具体的分类?

储能技术一般可分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能和电磁储能等。

机械储能通常是指利用动能或重力储存能量,包括抽水蓄能、压缩空气蓄能、飞轮蓄能等。其中,抽水蓄能是最成熟的储能技术,自20世纪90年代以来已投入大规模的商业应用,约占全球累计储能装机容量的90%。

电化学储能是应用最广泛的储能技术,由于施工周期短,受地理位置影响较小,成本逐渐降低,技术日益发展等驱动因素影响,电化学储能具有较强的增长潜力。其中,锂电池储能在全球电化学储能市场钟占据主导地位,主要由于其具备较高的成本效益和较好的物理性能。

 

储能技术分类

资料来源:沙利文公司

 

储能技术具有哪些应用场景?

储能技术广泛应用在下游场景中,包括发电侧、电网侧和用户侧等。

 

储能技术主要应用场景

资料来源:沙利文公司

 

在发电侧,储能主要用于:1)削峰填谷。发电厂在电力低需求时段为电池充电,并在电力需求高峰时段释放储存的电力。2)可再生能源并网。基于发电预测对可再生能源发电进行平滑控制,以满足并网要求。3)备用发电容量。为了提高可再生能源的利用率,风能和太阳能被存储并转移到其他时段并网。

 

在电网侧,储能主要用于:1)电力系统调频。协助电力系统调频,以提高发电效率和安全性。2)缓解电网拥堵。当电网拥挤时,将无法传输的电能储存在储能系统中,当电网负载小于容量时,将电力接入电网。3)延迟大型输配电设备升级。提高电网输配电能力,延迟大型输配电设备的建设和升级需求,以降低成本。

 

在用户侧,储能主要用于:1)光伏发电。白天光伏发电可以储存起来,满足用户夜间电力需求,从而降低电力成本。2)峰谷差套利。在具有峰谷电价差的电力市场中,在波谷时段向储能系统充电,在波峰时段放电,从而利用峰谷电价差套利。

 

未来储能行业的发展有哪些驱动因素?

各国的优惠政策。各国推出的一系列优惠政策将会持续推动以锂离子电池储能技术为代表的储能市场的发展。在欧美发达国家,政府发布了一系列政策,鼓励将可再生能源和储能系统项目的有机结合。除此之外,中国政府也采取了一系列行动,促进全球和中国储能市场的发展。例如,中国政府已发布声明,承诺不在海外国家资助建设新的火力发电厂。通过中国的“一带一路”倡议,清洁能源也将在更多的新兴国家政府中得到推广,从而支持全球市场上储能项目的发展。此外,中国多个省份的政府也建议企业增加储能项目的比例,并对安装储能系统的企业进行相应的补偿。未来各国储能市场将得到政府更多的成册与监管支持,这将进一步促进行业有序健康的发展。

持续降低的价格和成本。在过去的几年中,随着制造技术的进步、生产规模的扩大、制造商之间的竞争加剧以及产品的标准化,锂离子电池储能系统的成本和价格呈现显著的下降趋势。未来,大多数市场参与者将持续积累研发经验,并简化制造流程,锂离子电池储能系统的生产成本和其他间接费用将进一步降低,这将进一步促进以锂离子电池技术为代表的储能技术的大规模商业化发展。

广泛的应用场景。储能电池在电力系统中广泛应用,包括发电侧、电网侧、用户侧等。未来,可再生能源电力系统的快速建设将为储能的大规模应用奠定坚实的基础。随着能源转型的加速,储能电池将迎来更多的机遇。

 

未来储能行业将有哪些显著的发展趋势?

安全性能持续提高。随着锂离子电池储能技术的快速发展,安全性将在储能系统的安装和运行过程中发挥越来越重要的作用。尽管锂离子电池储能技术的应用日益普及,电力市场机制尚未完善。许多公司使用了低成本的劣质锂离子电池,带来了严重的安全风险。未来,各国政府将继续建立锂离子储能电池的综合安全评估标准,这可能会带来新一轮的行业洗牌,提升储能电池的运营性能。

 

电动汽车废旧电池再利用。储能电池的再利用是指将废弃的电动汽车电池再利用为储能电池,这已被确定为储能系统建设的一种替代方案,具备成本效益和可持续性。随着电动汽车在交通运输中的应用越来越广泛,未来将有大量的电动汽车废旧电池应用于储能行业,这将进一步提高经济效益,缩短储能电池的成本回收周期。

 

分布式储能逐步发展。储能技术也正在从集中式模式扩展到分布式模式,广泛应用于住宅、商业和工业用户。分布式储能的应用也有助于微电网的建设,这将显著提高分布式能源的稳定性,提高用户的电能质量。微电网的建设将进一步拓展储能系统的应用场景,推动未来相关技术和市场的发展。

 

但与此同时,我们也应该关注到,目前储能行业的发展仍存在一些瓶颈:

首先,缺乏技术标准化。对于锂离子电池储能,目前没有统一的技术标准或足够规模的综合质量检验机构。许多公司或机构在启动储能项目时没有充分检查储能系统的安全性和稳定性,安全风险相对较高。

 

其次,储能电池仍存在安全性挑战。储能电池的安全问题给用户带来了潜在的风险。从小型住宅储能到大型发电和输配电储能系统,储能电池技术有着广泛的应用,但关于储能系统的安全问题仍然层出不穷。

 

商业模式相对单一,且利润有限。除峰谷电价套利、火电调频和新储能示范项目外,其他储能项目尚未从相关激励政策和市场机制中找到具有稳定利润预期的商业模式。

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