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纪要丨昱能科技三季度交流会会议纪要
小金调研记
明天一定赚的萌新
2022-11-04 09:50:09

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【核心要点】

1、压缩空气储能主要构成:

(1)压缩机(最核心);

(2)空气透平(也称空气轮机);

(3)发电机;

(4)换热器;

(5)储热介质等。

 

2、压缩空气储能成本:

度电成本0.24~0.25元;1500~1700元/kWh。

 

3、盐穴VS压力容器投资成本:

在单位储气容器造价上,压力容器是盐穴储气造价的10倍以上,除储气式系统外其他成本类似。

 

4、压缩空气VS抽水储能效率:

抽水储能效率可达75%+,而抽水储能约60%。

 

5、压缩空气VS抽水/电化学储能的成本:

单位kW成本>抽水储能/电化学储能,单位kWh成本≈电化学储能。压缩空气储能中,储气方式不同,成本差异较大,约7000-9000元/kW,电化学储能约4500-5500元/kW。

 

6、产业链情况:

1)从业主来看,主要是国有企业,比如各大发电集团,包括HN、GJDT、SX、DT等,GJDW目前还没有布局相关项目。

(2)从技术方和建设团队来看,主要包括ZY、ZCGN和ZGNJ,其中本公司和ZCGN主要提供技术支持,ZGNJ整套项目建设。

 

7、电站系统成本构成:

电站设备投资约65%-70%,剩下的是土建安装和其他辅助工作。(1)压缩机占整个系统约15%+;

(2)储气,如果采用盐穴,成本约10%,如果采用人工硐室,成本约20%;

(3)其他包括换热器、透平和辅助系统等约占15%,成本和传统火电相似,技术没有太大瓶颈,成本相对容易压缩。

 

8、SEG JTLVS SAG VS JTL:

(1)SEG更注重技术,SAG市场化能力更强,JTL与ZCGN深度捆绑;

(2)加上示范试验项目,压缩空气储能落地的项目国内仅有5个,包括3个10MW,1个60MW和1个100MW,其中2个是SEG的,3个是JTL的(ZCGN的项目),SAG目前还没有。

 

9、压缩空气储能的商业模式:

(1)江苏实行两部制电价,仅通过容量补贴来获得电站收益,收益率低于抽水储能;

(2)ZGNJ和ZCGN在山东肥城策划的一些项目建成后,可以利用电力现货市场的政策,收益会高于两部制电价政策。

 

10、空气压缩储能配备情况:

配备电网更多,规划的项目主要在电网侧,因为相对来说更简单和稳定。目前新能源侧的,只有乌兰察布的10MW项目,尚未建成。

 

11、预计2023年市占率:

ZGNJ60%+,ZY和ZCGN各占约20%。

 

12、压缩空气储能容量电价征求意见稿:

征求意见稿存在明显的倾向性,即人工硐室的容量电价标准较高,高于盐穴储能。

 

13、盐穴VS人工硐室:

已建成的金坛盐穴项目造价约8000元/kW,项目属于“大马拉小车”,预计是未来成本最高的盐穴项目;按照目前人工开挖成本,人工硐室估计100MW的单位造价接近9000元/kW,人工开挖成本远高于已经开采完的盐穴成本。

 

14、压缩空气储能规模化效应:

(1)如果单纯增加储能时长,增加的费用相对较小;

(2)如果要增加规模,从60MW到300MW,成本大概可以从8000元/kW降到6500元/kW。

 

15、发展空气压缩储能原因:

替代抽水储能,抽水储能一方面周期长,另一方面对地形条件有所要求。项目技术要因地制宜,在中国这个大储能市场中,没有一种储能技术能全面覆盖,所以需要不同的储能技术来因地制宜。

 

【Q&A】


Q:空气压缩储能原理是什么?

A:在有风电、光伏、水电的垃圾电的时候,用便宜的电驱动压缩机,将空气压缩至高压状态,约10+MPa,然后储存起来。等到用电高峰的时候,高压的空气从储存的空间中释放出来,进入空气透平进行做功,然后带动发电机进行发电,起到削峰填谷的作用。压缩空气储能和抽水储能基本原理相似,压缩机相当于抽水蓄能的水泵,透平相当于抽水蓄能的水轮机,大气环境相当于抽水蓄能的下库,高压储气库(通常采用地下盐穴)相当于抽水储能的上库。

空气压缩主要构成包括几个大部件:(

1)压缩机,在空气储能中是最重要的核心装备;

(2)发电时候的空气透平(也叫作空气轮机);

(3)发电机;

(4)由于一般都不采用天然气补燃,所以在压缩的过程中需要将压缩的产物储存起来,等到发电的时候再进行释放,由此产生了另外两个大装备——换热器和储热介质。无论是使用压缩容器进行储存,还是使用大规模的地下空间进行储存,高压空气储存的场所对于压缩空气技术来说都很重要。此外,空气压缩的其他辅助系统,包括控制系统,和普通火电基本类似。

 

Q:空气压缩原理不是很难,但为什么规模化应用较少?空气储能的优劣势有哪些?

A:上世纪七八十年代,德国和美国建了两个压缩空气储能的电站,主要用于核电站调峰,当时的技术原理不像现在的先进压缩空气储能,更类似于燃气机组,发电的时候需要天然气补燃,消耗天然气,带来碳排放,效率也比较低,所以上世纪德美两座电站之后就没有再出现。
到了21世纪,空气储能重新受到关注,主要原因在于储能技术的重要性提高。抽水蓄能目前比较成熟,建设规模较多;电化学储能效率较高,但是电池储能寿命有限、存在安全性问题。而压缩空气储能技术和抽水储能一样,可以大规模应用,装机规模可达几百甚至上千MW。

空气压缩技术发展缓慢原因在于:

(1)效率低于抽水储能,经济性弱于抽水储能。抽水储能效率可达75%+,而抽水储能约60%,因为设备在压缩过程中,需要将压缩热取出,发电时再进行利用,期间会产生热损失;

(2)成本较高,尚未形成规模化效应。目前建设成本约7000~8000元/kW,单位kW成本高于抽水储能和电化学储能,单位kWh成本与电化学储能相当。

 

Q:锂电池自放电率高于空气储能,空气储能储热以后能存储多长时间,损耗率多少?

A:可以存储较长时间。如果储热到300℃左右,每天温降约3℃。
 

Q:压缩空气储能充放电深度时间达6-8h,单体容量接近1GW,那么度电成本多少?单kWh成本多少?

A:度电成本0.24~0.25元;1500~1700元/kWh。
 

Q:电化学储能2000+元/kW,度电成本0.3~0.4元,经济性低于空气压缩,而且空气压缩存储时间长,为什么压缩空气储能还未放量?

A:电化学储能有其自身优点:

(1)效率高;

(2)建设周期短,适合短期项目,而空气压缩储能项目建设周期2+年。

 

Q:充放电效率差异会体现在什么指标?

A:度电成本和电站后续收益。
 

Q:假定两者寿命相同,盐穴和压力容器建设投资成本的比较如何?

A:在单位储气容器造价上,压力容器是盐穴储气造价的10倍以上,除储气式系统外其他成本类似。
 

Q:电化学储能和空气储能的成本差异?

A:单位kW成本高于抽水储能和电化学储能,单位kWh成本与电化学储能相当,因为电化学储能一般1-2h,压缩空气储能一般5h,现在能源局发文要求空气储能要达到6h+。
压缩空气储能中,储气方式不同,成本差异较大,一般7000-9000元/kW,电化学储能估计4500~5500元/kW。
 

Q:产业链现状如何?目前好像只有金坛的一个示范工程,但是甘肃备案了很多项目(新闻写一半项目备案压缩空气)。

A:江苏金坛储能项目是2017年国家能源局立项的国家示范项目,立项初衷是为了带动压缩空气储能的发展,项目去年并网成功,今年5月投产,带来了示范效应。从业主来看,项目的业主主要是国有企业,比如各大发电集团,包括HN、GJDT、SX、DT,而GJDW目前还没有布置相关项目。从技术方和建设团队来看,主要包括本公司、ZCGN和ZGNJ。ZGNJ主推的是单机300MW,策划了5-6个项目,其他项目还在洽谈当中,目前开工项目有2个。ZCGN主要以技术方式和其他方合作,在河南、江苏、陕西等地有一些项目,肥城项目已经开工,目前开工项目有3-4个。本公司主要合作客户是GDT和SX,目前开工项目2个,规划中项目4-5个。整个产业链中,除了金坛项目已经运行,其他项目都刚刚开工或处于规划阶段,预计两年以后才会出现第二个并网运行的电站,越来越多电站陆陆续续投入商业运行,届时才能看出压缩空气储能市场发展规模情况。
 

Q:公司和ZCGN、ZGNJ扮演的是系统集成商的角色吗?

A:是的。但是各个技术团队合作方式有所不同,ZGNJ有设计院、配备的生产商等,可以做到自己完成一个项目建设,而公司和ZCGN主要提供技术支持,而EPC等还需要业主向其他公司进行招标。
 

Q:公司的客户群体是哪些?

A:国央企,包括SX、gdt等发电客户为主。
 

Q:znj能提供整套项目建设,而公司和zcgn提供技术支持,业主可能会更倾向于znj的整套服务,不同的方式有何差别?

A:znj目前的所有项目都是自己投资、自己做业主的。
 

Q:目前电化学储能有共享储能商业模式,通过容量租赁和调控补偿获得投资回报,那么压缩空气储能的商业模式是什么?

A:目前只有金坛电站是商业建成的,山东是电力现货试点的省份,所以电力辅助服务和共享储能比较齐全,江苏不同于山东,目前申请的是两部制电价,国家发改委包括江苏发改委已经经过了几轮审定,但是定价政策尚未公布。znj和ZCGNZCGN在山东肥城策划的一些项目建成后,可以利用电力现货市场的政策,收益会高于两部制电价政策。
 

Q:两部制电价是什么?大概有多少收益率?

A:两部制电价和抽水蓄能一样,电量平进平出,买电的钱和发电的钱是一样的,通过电量电价没有收益,仅通过容量补贴来获得电站收益。
虽然目前有申报数额,但是国家发改委和能源局给的数值不是特别高,具体数据不方便透露,但是收益率低于抽水储能。因为国家发改委担心政策出来以后会导致市场无序发展,大规模进入空气储能市场造成市场混乱,所以希望在陆续项目投运以后慢慢完善定价政策,和抽水储能的定价政策一样,也是多年以后才完全落地。
 

Q:听说国家发改委会给偏全国性的压缩空气储能容量电价支持政策,是否有这个情况?

A:8月中旬有一个征求意见稿。这个文件发给了各地省市发改委,国家电网,包括南方电网等,制定了两个:一个是基于盐穴储能,但是盐穴资源选址不具有普遍性;另一个是基于人工硐室,地下只要有岩层,就可以通过人工开凿做压缩空气储能项目。征求意见稿存在明显的倾向性,即人工硐室的容量电价标准较高,高于盐穴储能。
 

Q:征求意见稿后续会有全国性的发文吗?

A:不一定能形成最终文件,因为这个文件只是在很小范围内传播,么有形成广泛的征求意见,包括五大发电集团很多没有看到这个文件。发改委估计还要征求行业专家和发电公司的意见,但意见也未必能形成。
 

Q:电站1GW约50-60亿造价,成本构成具体是什么样的?

A:因为规模不同,包括储气方式不同,成本差异很大,所以很难给出具体数值。电站设备投资约65%-70%,剩下的是土建安装和其他辅助工作。电站设备投资的65%-70%中:(1)压缩机的性能和质量对整个系统而言很重要,占整个系统约15%+;(2)储气,如果用盐穴这种成本较小的储气方式,成本约10%,如果是人工硐室,成本约20%;(3)其他包括换热器、透平和辅助系统等,约占15%,成本和传统火电差别不大,技术没有太大瓶颈,成本相对容易压缩。
 

Q:按照总投资50亿来算,压缩机成本占比要达到约7.5亿?

A:实际成本可能高于7.5亿,因为主设备最核心的就是压缩机,它的复杂程度和技术的高精尖程度要超过所有其他设备总和。
 

Q:压缩机市场格局如何?

A:从国外供应商来看,包括曼透平、阿特拉斯、西门子、神钢等,他们的产品质量很好,但是国内一般不会使用,因为价格高+国家希望采用国产化设备。从国内供应商来看,能达到技术要求的只有3-4家,包括SEG、SAGJTL公司(ZCGN的长期合作方),目前100MW-300MW的项目技术水平可以达到,但是随着项目规模扩大,他们的技术水平能否跟上还是未知的,此外还有一家无锡压缩机公司,和日本神钢合作,也可以做压缩机。
 

Q:SEG技术水平如何?

A:SEG有两家公司生产压缩机,一家是透平公司,一家是齿轮公司,齿轮公司主要做多轴式的离心压缩机,透平公司主要做透平式压缩机,他们的压缩机水平很高,我国很多首台套的装备、大型化工设备的压缩机、CCUS的二氧化碳压缩机都是SEG做的首台套。他的缺点在于做完首台套后面的市场化能力不足,但是首台套水平很高。
 

Q:公司和哪个压缩机厂商合作更多?

A:和SEG合作更多。此外,由于SAG项目比较多,所以和SAG接触也比较多。
 

Q:SAG公司具体情况?是和ZGNJ合作更多吗?

A:ZGNJ目前只有一个项目开工,还在招标,最终花落谁家还不确定。目前国内只要有项目,SAG和SEG都会激烈竞争。SEG更注重技术,SAG市场化能力更强,SEG技术能力强于SAG
 

Q:压缩空气储能领域,SAG和SEG市占率如何?

A:加上示范试验项目,压缩空气储能落地的项目国内仅有5个,包括3个10MW,1个60MW和1个100MW,其中2个是SEG的,3个是JTL的(ZCGN的项目),SAG目前还没有。
 

Q:假设空气压缩储能行业上量以后,三家竞争格局如何?

A:ZGNJ应该比较有优势,因为作为大的能源建设集团,拥有全产业链(包括设计院),我国的电力规划总院也划拨给了ZGNJ,相当于拥有了审核院。如果ZGNJ决定深耕这个行业,他们的资源、人力、资金优势很显著。公司和ZCGN是科研出身,在市场化的思维和布局上远不如ZGNJ
 

Q:预计的行业发展状况?

A:目前投产的项目加起来还不到200MW。规划虽然比较多,但是最终实际情况如何,还要等到明年年中,观察目前宣称开工的4-5各项目的实施情况,以及发电集团对空气压缩技术的落地程度如何。
 

Q:风光大基地加上空气压缩储能成本会更高,为什么和风光大基地一起能算出经济效益?

A:因为国家有强制性储能要求,比如SX在库布齐的策划需要上2GW的储能,不会全部上电化学储能,还需要配备空气压缩储能。公司目前在给他们做规划,他们要求降成本,但是成本现阶段和未来很难有快速下降通道,比如光热多年来成本也没有快速下降,不像光伏有发展趋势。

 

Q:成本取决于产业化,量大了以后成本可能就会比较快的下降?

A:成本可能还是和技术本质有关。光热也发展了很多年,国家第一批就设立了20+示范项目,但成本也没有降下来。
 

Q:和风电光伏搭配使用的时候,空气压缩储能的特性和其他形式储能有何区别?

A:空气压缩储能的响应速度远低于电化学储能,目前建成的金坛电站从接到指令到满负荷需要10min,虽然快于火电速度,但是没法满足一次调频要求。
 

Q:全国盐穴压缩空气储能资源分布或者资源量有多少?

A:金坛项目结束以后,ZY专门成立了中盐盐穴综合利用股份有限公司,对全国盐穴情况进行了摸排,发现江苏金坛、江苏淮安、山东肥城、陕西榆林、河南叶县、湖北应城、四川等地盐穴资源比较丰富,如果全部利用,估计能达到的装机规模为90-100GW,每年新采的还能再增加5GW。
 

Q:提高压缩空气储能容量的可变成本和固定成本情况?总量越来越大以后,单位kWh的成本是不是会越低?

A:是的。金坛项目发电项目5h,如果要提高到6-8h,需要增加的是储热介质费用和储存费用,单纯增加储能时长的费用相对较小。但是如果要增加规模,比如现在做的是60MW规模,大概在8000元/kW,如果做到100MW甚至300MW,成本会有一定下降,但不会下降很多。比如ZGNJ的300MW项目,单位造价大约6500元/kW。总的来说,从60MW到300MW,成本大概可以从8000元/kW降到6500元/kW。
 

Q:一处盐穴资源发现之后,能提供的兆瓦时的量是否已经确定?

A:每一个盐穴资源能提供的装机规模非常大,金坛的盐穴规模是22.4万平方米,估算的装机规模可以超过200MW,但是国家能源局只批了60MW,利用的压力区间比较小(比如金坛储气到底14MPa,发完电还剩13.2MPa,而实际可以用到10MPa),导致目前的成本较高。金坛8000元/kW的造价应该算是成本最高的项目(排除未来材料大涨的情况),因为这个项目属于“大马拉小车”。
 

Q:JTL公司状况如何?

A:JTL业务涉及压缩机透平和压力容器,技术来源是西安交大老师的技术转化,ZCGN的装备基本都是他们提供的。JTL可能不参与其他项目,和ZCGN深度捆绑或者签了排他性协议。
 

Q:ZCGN行业地位如何?

A:ZCGN是国内最早做压缩空气储能的,大概做了12-14年,而公司目前是10年。陈海生老师在英国留学接触了空气压缩技术,回国以后作为中科院研究员成立了产业转化公司,目前做了三轮融资,如果要真正了解这个公司,需要实地看看他们是不是真的在做产业。
 

Q:假设明年开工10GW的压缩空气储能,三家分别能有多少市占率?

A:ZGNJ60%+,他除了已经开工的几个项目,还专门设立了ZGNJ SK集团专门负责压缩空气储能,他们在频繁拜访各地拥有地下储气空间资源的政府部门,签订了很多意向性协议,他们覆盖面广,即使最后很多项目不能落地,但是落地项目中他们的占比会比较大。剩下两家各占约20%。
 

Q:公司和ZCGN如何挖掘新项目?

A:以公司和SX、GDT合作为例,虽然他们有研究院,但没有能力做项目,只能寻求外部合作,SX不会和ZGNJ合作,所以只能找公司或者ZCGN,比如联合成立公司/技术支持/软课题,一般都是他们主动寻求合作。
 

Q:ZGNJ是自己持有电站项目吗?

A:是的。湖北项目就是ZGNJ成立了一家公司来运行,占有65%股份,国网在当地的综合能源公司占35%。
 

Q:ZGNJ认为会有一定的投资回报所以投资该项目,而不是只负责某一环节?

A:ZGNJ应该没有自己的电站,他在做项目的时候会和当地国网保持比较好的关系,后续并网可能更容易。
 

Q:目前空气压缩储能配备给电网多还是发电企业多?

A:电网更多,目前规划的项目主要在电网侧,因为相对来说更简单和稳定。目前新能源侧的,只有乌兰察布的10MW的项目,尚未建成。
 

Q:和电网合作的盈利模式如何?

A:只能靠容量电价。目前市场的期望就是获得和抽水储能相似的容量电价,保持一定的收益。
 

Q:空气压缩储能是为了替代抽水储能?

A:是的。目前很多项目都是和抽水储能对比,抽水储能一方面周期长,另一方面对地形条件有所要求。项目技术要因地制宜,在中国这个大储能市场中,没有一种储能技术能全面覆盖,所以需要不同的储能技术来因地制宜。
 

Q:和新能源电站配套,是否有成熟的商业模式?

A:有。SX主要做新能源项目,公司和S有一个在乌兰察布的10MW的项目正在建设中,预计明年4/5月能并网。
 

Q:和新能源电站配套项目对选址有要求吗,是否一定在新能源电站附近?该项目测算成本多少?

A:目前基本在电站附近,所以储气方式主要为人工硐室。按照目前人工开挖成本,估计100MW的单位造价接近9000元/kW,人工开挖成本要远高于已经开采完的盐穴成本。
 

Q:新能源调峰实际不需要6-8h?

A:实际不需要,电化学2h就能满足。但是国家对于大能源基地的要求很高,当国家发改委、能源局发现现有技术已经能达到5h,就会提出更高的6h要求。
 


END

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