异动
登录注册
储能行业的逻辑
招财癸卯兔
自学成才的老韭菜
2021-11-04 08:30:33

1、电力储能经过十几年的发展已经从实验室到商业化初期,现在逐渐从商业化初期向规模化过渡。这个阶段有几个特征,第一个,在技术发展方面,某些储能装置的性价比已经可以推广应用阶段了。十多年前电力系统需要的储能有三个要素,长寿命、低成本、高安全。现在长寿命和低成本基本上具备了。但是高安全还有最后一公里。在研发方面,我们国家几乎所有储能技术都有涉及。在应用方面,我们在电源、电网、用户侧各种应用都尝试过。在商业模式上,确实是短板,有很长时间需要探索,世界其他国家都存在同样的问题。

2、抽水蓄能仍然是主力。新型储能发展非常迅速,它的增长速度是远超过抽水蓄能的。在新型储能技术中,锂离子电池的储能技术占比是最高的,增长也是最快的。当然有和电动汽车同步发展这个得天独厚的条件。但是储能技术我们不仅仅限于锂离子电池,在应用阶段还有铅碳电池、钠硫电池和液硫电池,在示范阶段有压缩空气、钠离子电池、超级电容和纳镍电池等。实验室阶段有飞轮、超导、相变氢,还有一个非抽蓄重力储能,还有一些新型电池。储能以什么能量形式储存起来,又分成为物理储能、电磁储能、电化学储能、热储能、化学燃料储能。

3、锂离子电池技术进步最快,性价比也接近可推广应用的阶段,主要借力于电动汽车的需求的拉动,锂电池研发队伍最庞大、投入的资金也最多,效果也是最明显。锂电池的性能几乎可以覆盖电力系统所有的应用场景,或者说大部分应用场景都可以用它。不管是电源测、电网测、用户测,调峰、调频、消纳、紧急施工、备用、黑启动。但是重大短板就是在消纳时候时长不够。容量一般是四小时,无风季就无法胜任了。安全问题,韩国这么多着火,大家对锂电池有时候还真有点害怕,电动自行车的着火也时有发生,但是这个事儿全世界都在努力攻关,包括固态电池是主攻方向,还有一些集成技术、管理技术、消防技术、预警技术等让它的安全性更高,这个是有解决可能性的。

4、铅碳电池运用的广度排第二位。产业链是很完整的,很多铅酸电池厂很快就能转成能生产铅酸电池。安全性现在仍然是水系,不易燃烧、爆炸,这一点有优势,是个过渡性的技术。

5、第三个是液硫电池,安全性好,不燃烧,循环寿命比较长,功率和容量可以独立,在配置的时候,如果这个场景需要功率大,可以有意的减少一些不必要的投入。锂离子电池功率和小时数基本是定死了,这个是可以调节的。短板在于效率比较低,有很多发热和辅助电机消耗。能量密度比较低,液硫电池储能站占地比较多,价格降不下来,成本很难判定,不能用在电动汽车。但是国际上研发没有停顿,没有把它舍弃,美国甚至还作为一个主要研发方向。之所以出现这种现象,一个是他这种体系上还有可多材料可选,研发空间没有看到天花板,长时间尺度方面有超过锂离子电池的优势。

6、其他的电池都在实验室阶段,包括液态金属空气、有机电池,可能会低成本,高能量密度,有些体系还有探索空间,还处于基础研究阶段。不过有一个电池现在确实进展比较快就是钠离子电池,从实验室到示范应用就是几年的时间很快。因为它体系基本和锂电池氧化还原反应的机理相同。做锂离子电池的团队转行做钠离子电池没有太大障碍,随着锂资源的约束,碳酸锂价格的不确定性,钠离子资源不受太多约束,这一点突出的好处可能会显现出来,应该说这个是储能技术的一个重要战略。备胎从国家层面中必须有,但是因为这个产业链还不太成熟,材料体系也没有完全聚焦和定型,理论上没有锂离子电池更安全,所以它的攻关方向也和锂离子电池有点相似,要在固体啊、电解质上做文章,所以这个路可能还是有一段时间,但是有想象的空间。另外我们资源受控的话,他就可能会顶上来。

7、压缩空气,最近大容量的投产包括在江苏、山东等。不像锂离子电池那样,在我们整个电力系统各个使用需求上都能用,特点是依赖机电速度,因为他用发电机、还有压缩机等,响应速度相对来说比较慢,进入平衡状态才能充分发挥作用,时间都是分钟级的。另外它旋转键多,还有一些不可回收的损耗,所以效率相对比较低。另外降价空间有限,都是金属的件。但是它有个特别大的好处,就是利用岩穴可以做到超大规模。如果我们高比例能源需要大幅度、大规模消纳的时候,电化学电池这些就有困难了。它虽然有地理条件限制,但也不是说地理条件就找不到了,还是容易找的,所以这个技术仍然值得关注。

8、飞轮使用空间相对狭小,主要是在用户的电能质量改善和一些展台功率支持、支撑上可以起作用,能量密度确实太低了。另外旋转键要求的技术门槛很高。因为它储存的能量是靠这个飞轮的速度和质量来定义的,你要做到高能量密度要求转速非常高,上万都是起步了。质量和安全性都是矛盾的要求,质量大了转速能不能上去,转速上去以后的安全性是不是可靠,都有很高的技术门槛。另外应用空间也有限,主流的应用场景是靠不上它的。

9、超级电容相对飞轮好的多,仍然贵。问题也一样,功率密度高、能量密度偏低,控制什么的都有较高的要求。所以市场空间也有限,但是这个技术进步还是比较快。

10、另外两个技术将来还有很大潜力的。一个是热土,国际的储能发展路线图,注意到他在20、30年或者更以后这种高比例。长时间尺度的储能技术是不可或缺的,英国就特别注重热储能,因为它海上风电受季节的变化。我们国家条件不大一样,以光伏为主的话,白天、黑夜,还不至于季节性的储能。所以我们现在对他的重视程度不太高,现在主要是在太阳能热发电上,我们能源的消耗中,比如空调这种制热占的比例相当高,这些都可以用储热技术来解决问题。这个空间还是很大,但是因为电和热之间的时间特紧张,差距太大,这个应用空间似乎大家还没看到有多大市场,所以研究的人员相对较少一点,过几年以后,可能逐渐会有大有相当一批的研发人员投入到这部分研究中。另一个就是氢,可以跨季节存储,可以液体燃料和气体燃料替代,传统的气燃机、发动机都可以用,但是技术门槛、资金门槛,人们对它安全性的恐惧,都会是他发展研究过程中的壁垒。我们国家氢上一定要梳理发展的技术路线图,因为氢涉及到发、储、输、用四大环节技术,路线可能有上百种,到底我们的国情、我们基础设施的状态、我们的需求,哪几条技术路线是值得重点研究的,应该做好顶层设计,否则的话上百种精力太分散了,投资回报的效果也不好。

11、总的看各种储能中抽水蓄能仍然是主力,但是新型储能会加大发展。蓄电池是最具备推广价值的储能技术,长时间尺度也将会成为研发和应用的重点。就锂电池产业来说,存在矿产、材料、单体、pack和系统集成、应用、回收等环节,产业链很长。但是我们国家在珠三角、长三角、环京津冀三个产业圈,呈现出人才聚集、产链完整、扩产能力强的特点优势。我们原来产线装备方面是落后的,基本上高端产线都是进口日本或者韩国,现在我们逐渐都替代。这个瓶颈已经几乎不存在了,下一步可能有些部分还需要关注,就是退役电池的回收、材料的再生方面,这部分现在的关注点还是不够,投入还是比较少,将来的空间比较大,而且这个也是必须的。我们在十三五期间,国家重点研发计划盯住了锂离子电池、液流电池和梯次利用,还有压缩空气。对于前瞻性技术超电、固态、液态、金属、飞轮、海抽都做了一些布局,通过十三五的工作基本上达到。我们当时设定的目标,锂电池的循环寿命、成本、效率等指标都达到了预期。但是安全性仍然存在短板。十四五期间国家重点研发计划,主要盯着安全性有突破性进展,另外循环寿命要更加,回收这个部分也开始关注。

12、在储能的硬技术上几个方面,前面都是本体技术,其实有集成技术,还有安全技术、运行管理技术,这些方面我们都有上升的空间,包括集成的拓扑结构、通信架构、冷却系统、安全性的诊断、预警、阻隔、消防、运维管理的数字孪生、云管理、虚拟与聚合、多场景复用等,都有上升的空间。这方面国际上尤其以欧盟为代表的,在这方面是他的研发重点。我们在应用方面,电源侧、电网侧、用户侧都体现了不同的关注点,比如电源侧我们更关注可再生能源消纳,电网侧希望保安全上储能要发挥作用,还有调峰。用户侧我们希望和多网融合时候,他作为一个重要的buff。交通网、气网,时空尺度上进行互相转换的纽带。

13、国际上主要的热点,美国有长时间尺度储能大挑战,主要是和联邦、先进电池联盟等,这些是在锂离子电池这个产业链,他觉得被中国控制了,实际上这个大挑战是对中国的一个挑战。欧盟主要是在这个支撑技术,现在它是后发者,他是希望先把所有构成电池技术研发的要素都给掌握好,包括计算、设计、制备、评估这些。当然还有装置技术、机械、煤技术也要跟上。后边储能几大热点,随着30、60这个提出,我们在大规模、可再生能源消纳、弹性电网和多场景复用这三方面可能是热点。长时间尺度,现在这个定义没有准,一般来说我们说六到一千小时都可以算长时间使用,因为我们的离子电是一般都是四小时之内,现在这个技术本身是什么样说不清,除了氢和储热似乎比较明确外,其他的技术还有没有可能达到这个目标还不太清楚。这是个相对来说基础、前瞻的研究。弹性电网就是我们存在高频电磁燃烧人数、有极端天气或者网络攻击的时候,都可能造成大面积的电网崩溃,过去的思路就是我要硬扛、我要电网系统非常强才能应对,但是投入产出太大。现在的思路是说你这个过来了,可能我扛不住,但是我的恢复力、抗打击能力,我消解了、崩溃了,但是我能迅速恢复也是一种技术,就是弹性电网技术。在这些技术中,储能都会扮演重要角色。多场景复用就是现在不能说储能系统只应用一个场合,只调峰,不能调频,希望通过配置技术和管理技术让他复用。

14、现在应用的困局还是商业模式,能不能赚着钱。地位、商业模式、还有电价的约束。背后的问题就是身份、地位不确定、政策有些不延续性。另外回报机制有待确定,这是世界共性的问题。我们当然更存在一个电力体制和电动、电力市场改革在动态中。我们国家实际上从17年开始,国家层面就对储能发布了指导意见,回顾这些文件也看出当时对形势的判断还是比较准确的,是国家鼓励的一个产业。经过这么多年不停发布一些,当然也有起起伏伏,有时候因为市场上的行为,国家也出台过一些感觉负面的文件,但是总的趋势还是向上。最近文件就是发改委和能源局的,3000万千瓦的发展目标,还有容量、电价,有积极作用。也明确了新能源配置储能的痛点,后续可能还会有具体的措施。在安全上公众关注,所以国家也出了相应的文件来强调,尤其针对锂离子电池着火这些问题。再就是和可再生能源的关联等也出了文件。这些文件就是讨论这些事情,不能期望说全国有没有一个储能电价,或者说全国财务补贴的政策。因为储能的应用、技术路线差异太大,应用的环境各一,所以出全国统一很难平衡的,肯定会有人钻空子,有很多后患。国际上是怎么弄?美国联邦政府只管规则、管地位,州政府管操作具体的激励政策推广政策,逐渐带动起来。我们国家有点儿是这个方向,就是省级别根据它应用场合、电网架构、需求,定各种政策,包括经济激励或者强配,这些在美国都适用过,美国也有强配,也有税收减免,市场机制都有,是各州根据自己情况定的,我们国家可能也要走这种方向。

声明:文章观点来自网友,仅为作者个人研究意见,不代表韭研公社观点及立场,站内所有文章均不构成投资建议,请投资者注意风险,独立审慎决策。
S
中国电建
S
南网储能
工分
48.69
转发
收藏
投诉
复制链接
分享到微信
有用 26
打赏作者
无用
真知无价,用钱说话
0个人打赏
同时转发
评论(18)
只看楼主
热度排序
最新发布
最新互动
  • 只看TA
    2021-11-05 08:19
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 23:07
    谢谢
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 无名小韭16250515
    为国接盘的散户
    只看TA
    2021-11-04 21:51
    谢谢分享
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 21:37
    谢谢分享
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 18:29
    感谢分享
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 17:38
    谢谢老师
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 17:16
    老师辛苦
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 韭姨姨
    绝不追高的半棵韭菜
    只看TA
    2021-11-04 16:48
    谢谢分享!☕️
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 16:34
    储能
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 只看TA
    2021-11-04 16:30
    老师辛苦
    0
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 1
  • 2
前往