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中关村储能产业技术联盟 唐亮:储能产业发展现状与趋势

一、储能产业发展现状与趋势

2020年,中国提出了碳中和的目标。在这样的大背景下,新能源的发电将迎来跨越式的发展,装机规模在电力系统中的比例也在不断的增大,但随之而来也带来了消纳困难、转动惯量减少、安全供电风险加大等一系列问题。储能作为一种灵活性调节资源,能够保障新能源的消纳,提升电力系统的灵活性,支持新型电力系统安全稳定运行,未来也将迎来爆发式增长。

这是国际能源署按照可再生能源的渗透率划分的六个阶段。随着风光渗透率的不断增加,对灵活性资源的需求也在不断提升。2019年,青海已经处在了第四个阶段,8个省份处在第三阶段。随着双碳目标的推进,会有越来越多的省份进入到第三、第四个阶段,甚至是第五个阶段,因此对灵活性资源的需求也会越来越高。而储能作为一种优质的灵活性资源,在其经济性、调节性能、技术度、成熟度方面的竞争优势下,未来会得到越来越多的应用。

广义的储能包括储电、储热、储气、储氢等,目前储能主要是指电力储能。经过这十多年的发展,在传统的抽水蓄能之外,压缩空气储能、飞轮储能、电池储能等取得了应用。

中国储能市场规模:根据联盟最新统计,截止到22年9月底,中国累计投运的电力储能项目已经超过50GW,其中新兴储项目累计达到6.6GW。从技术分布上来看,抽蓄仍然占据绝大多数,但占据比例在逐年下降,新型储能在不断增长。在新型储能中,锂离子电池储能仍然占据绝对优势,但其他的技术路线也在不断增长。从增长上看,21年年底,中国新型储能累计规模已达5.73GW,2021年新增规模首次突破2GW。22年Q3累计新增了不到1GW,规划在建的新型储能项目73GW,如果要保持去年的一样的增速,那么22Q4可能出现抢装等现象。

国家支持政策: 21年,国家和地方出台了近300余项的相关政策。22年至今,有291项储能政策出台,覆盖了人才培养、技术公关、宏观政策、市场规则、行业管理、最终示范项目补贴。

21年,从规模上来说,中国的新型储能市场进入了真正意义上的规模化发展。21年,中国新增新型储能项目851个,其中已投运361个,规划在建的新型储存项目490个,其中70余个项目达到了百兆瓦规模以上。这些百兆瓦的项目多为独立储能、共享储能的形式,在规模上具备了为电力系统发挥更多作用的基础。此外,首个百兆瓦的压缩空气储能项目、液流电池储能项目也开始并网运行。内蒙、乌兰察布、山西也有钠离子电池的储能示范项目在建设运行。

19年3月,中科院物理研究所在江苏溧阳投运了世界上首座100KWh的钠离子电池储能系统,该储能系统也成功地为长三角物理研究中心供电。21年6月,山西太原投运1MWh钠离子电池储能系统。此外,三峡能源在内蒙古乌兰察布源网荷储技术研发试验基地项目包含3MW/1.5MWh的钠离子电池数字储能系统和水系钠离子电池储能系统的示范验证。此外三峡能源安徽阜阳风光储基地项目在前期也进行了招标,该项目总规模建设300MW/600MWh储能电站,其中270MW/540MWh为磷酸铁锂电池,30MW/60MWh为钠离子电池,预计23年6月投运。从这个项目上来看,未来钠离子电池在储能上面的应用可能会比锂离子电池前期走过的路径更快。

储能产业面临安全性和经济性的问题。21年全球发生了十多起储能的项目事故,包括韩国、澳大利亚、中国、美国、法国等。由于锂电池的热失控特性,在发生火灾之后很难进行控制,有的事故持续的时间很长,这对全世界的储能项目来说是一个大难题。

另一方面,储能产业还面临价格成本问题。21年之前储能产业储能成本其实一直在往下走,但是在20年下半年锂电池原材料上涨的影响下,21年之后储能的成本又逐步往上抬,扭转了下降的趋势。相比21年1月,21年12月,碳酸锂价格增长了329%,22年4月增长了577%,目前已超过50万/吨。对储能项目的影响为,目前中标单价已经稳定在1.5元/Wh左右,原来成本下降的趋势已被扭转。在这样的背景下,认为未来不同的储能技术,由于其相应的特性,能量密度功率密度、响应时间、寿命、效率,成本以及安全性等各方面因素,都会在市场上得到应用场景。

22年年初,国家发改委印发的十四五新型储能发展实施方案中也提到要推动多元化的技术开发,开展钠离子电池等储能技术,研发新一代高能量密度储能技术,开展不同技术路线的分类试点示范,研究开展钠离子电池、固态锂离子电池等新一代高能量密度储能技术试点示范。

中国储能市场规模预测:目前储能已经成为了一个技术含量高、增长潜力大的一个国家战略性新兴产业,未来可能成为新的经济增长点。根据我们的预测,保守场景下,2026年新型储能总装机将达到48.5GW, 五年复合年均增长率为53.3%。理想场景下,总装机将达到79.5 GW,复合年增长率为69.2%。

二、联盟钠离子电池相关工作

2021年,联盟发布了首个钠离子蓄电池通用规范的团体标准。当时钠离子蓄电池在储能产业已经开始有示范项目的应用,为了更好的推广钠离子电池在储能产业的应用,组织编制了此标准。该标准是由中科院物理所牵头,产业电子相关的产业单位以及电力系统相关用户共同参与完成的。整个标准的框架与传统的电池标准的框架一致。在技术要求上包括了外观、外形尺寸、质量极性、电性能、环境适应性、安全性能等一系列要求,相关的测试方法也都尽量沿用了传统锂离子电池的测试方法。标准中体现了钠离子电池在高低温性能、倍率、充放电性能、可不带电运输贮存等性能上的优势。

2021年,联盟协助组织了能源领域首台(套)重大技术装备示范应用工作的相关评审,众多储能设备被纳入首台(套)中,其中北京中科海钠科技有限公司的1MWh钠离子储能电池系统成功入围。

2021年,联盟协助北京市城管委组织了北京市地方标准电力储能系统建设运行规范标准的编制工作,明确了未来北京市可能应用的储能技术路线,包括锂离子、钠离子电池、超级电容、液流电池、飞轮和压缩空气储能系统。由于相关的安全研究不多,列出了相关安全风险并根据材料体系特性,明确了相关的技术火灾危险性。目前因为钠离子电池材料体系和锂离子电池基本上还是一致的,所以在安全风险上和火灾危险性上并没有进行详细的区分,将锂离子电池、钠离子电池都归到了甲、乙类的火灾危险性,可能会对未来的项目建设、存放场所有一定限制。

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