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电化学储能:潜在大蓝海市场

时间:2020-02-06 08:57      来源:未知   浏览量:

电化学储能:潜在大蓝海市场

1.1储能深刻地改变了电力的生产、消费方式

储能即能量的存储。指通过特定的装置或物理介质将能量存储起来以便在需要时利用。根据能量存储方式的不同,储能可以分为机械储能、电气储能、电化学储能、热储能和化学储能五大类。从能量释放的方式看,除热储能外,大部分储能最终以电能形式释放。

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储能深刻地改变了电力的生产、消费方式。电力作为一种特殊的商品,本身无法直接储存,发电、输电、配电、用电同步进行,做到实时平衡,没有中间的存储环节。储能的出现和广泛应用,实现了电能在时间上的转移,从而深刻地改变了电力的生产、消费方式,是电力市场的一次革命性突破。

不同储能技术成熟度与成本差异较大。抽水蓄能目前商业化应用最为成熟,作为调峰、调频和备用电源广泛应用于电网侧,主要优点是技术成熟度高、功率和容量较大、成本低,但主要缺点在于受地形制约较大、能量密度较低、总投资较高、投资回收期较长等。以锂离子电池为代表的电化学储能整体处于示范和部署阶段,成本仍具备较大下降空间。合成天然气、氢能、压缩空气储能、超导储能、超级电容储能、飞轮储能等仍处于研发阶段。

1.2 电化学储能是发展方向,锂电池路线是主流

电化学储能是发展方向,发展前景广阔。电化学储能指的是以锂电池为代表的各类二次电池储能。相比抽水蓄能等机械储能,电化学储能受地形等因素影响较小,可灵活运用于发电侧、输配电侧和用电侧。相比电磁储能,电化学储能的技术更为成熟、成本更低,商业化应用范围更广。同时,随着近年来成本的快速下降、商业化应用逐渐成熟,电化学储能的优势愈发明显,开始逐渐成为储能新增装机的主流,且未来仍有较大的成本下降空间,发展前景广阔。

电化学储能近年来发展迅速,整体占比仍然较低。据中关村储能产业技术联盟(CNESA)统计,截至2018年底,全球累计已投运储能项目181GW,同比增长3.19%,其中电化学储能累计装机6.625GW,同比增长126.4%,截至2018年底电化学储能占全部储能累计装机的3.7%,是抽水蓄能以外累计装机规模最大的技术路线。

锂电池是最主流电化学储能技术路线。各类电化学储能技术中,锂离子电池累计规模最大,是最主流的电化学储能技术路线。根据CNESA数据,截至2018年底,全球锂电池储能累计装机5.71GW,占电化学储能累计装机的86.3%。锂电池在储能的应用上,以磷酸铁锂电池为主流。

1.3 经济性拐点开始出现,电化学储能兴起

动力电池产业链成熟,带动锂电池价格快速下降。随着新能源汽车的发展,动力电池产业链也逐渐成熟,动力电池企业产能不断扩张,一定程度上出现了产能过剩,带动锂电池价格不断下降。2010-2018年,锂电池PACK价格由1160美元/kWh下降至176美元/kWh(约1.2元/Wh),降幅达85%。展望未来,锂电池特别是磷酸铁锂电池产能压力继续存在,价格具备进一步下行空间。

系统成本不断下降,储能经济性拐点开始出现。除电池成本外,由BMS(电池管理系统)、PCS(储能变流器)和施工成本构成的BOS成本也在快速下降。根据麦肯锡数据,2012年至2017年,储能系统中电池以外的成本(BOS成本)由1500美元/MWh下降至351美元/MWh,平均每年降幅超过25%。

业内一般认为,1.5元/wh的系统成本是储能经济性的拐点,特别是对于能量型的应用如峰谷套利、新能源配套等。由于电池成本和BOS成本的不断下降,储能系统成本已经突破这一成本线,经济性拐点已经开始出现。

据CNESA预测,到2019年底,中国电化学储能累计装机1.89GW,2020年底累计装机2.83GW,到2023年底累计装机19.3GW。根据BNEF的预测,到2040年,全球储能累计装机(不含抽水蓄能)将达到近1095GW/2850GWh,对应投资6620亿美元。我们认为,抽水蓄能以外的电力储能,特别是容量型储能,未来将以电化学储能为主。

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