最近兩年,儲能市場呈現(xiàn)轉機,特別是電化學儲能出現(xiàn)爆發(fā)式增長,2018年國內電網(wǎng)側儲能新增裝機比重首次超過用戶側儲能。進入2019年,多種技術路線并存的儲能市場將迎來哪些轉變,哪一種儲能技術路線發(fā)展勢頭最猛?
鋰離子電池:
截至2018年6月底,全球已投運電化學儲能項目的累計裝機規(guī)模為3623.7兆瓦,占比為2.1%。2018年上半年,全球新增投運電化學儲能項目裝機規(guī)模697.1兆瓦,其中鋰離子電池裝機規(guī)模的最大,為690.2兆瓦;中國新增投運電化學儲能項目裝機規(guī)模100.4兆瓦,其中鋰離子電池的裝機規(guī)模最大,為94.1兆瓦。
現(xiàn)階段化學儲能技術應用較為超前的國家,鋰離子電池的裝機規(guī)模體量都較大,且均在快速提升。其中,美國鋰離子電池項目以三元和磷酸鐵鋰為主;日本、韓國、德國、英國、澳大利亞以日韓系鋰離子電池技術為主,大多偏向三元系;中國則以磷酸鐵鋰為主。
遠期來看,鋰離子電池在各個應用場景的裝機增長將受技術發(fā)展水平、政策導向、市場機制、安全性等綜合因素決定,隨著電動汽車快速發(fā)展所帶來電池成本的快速下降,未來3-5年鋰離子電池發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
液流電池:
截至2017年底,全球已投運液流電池儲能項目117.2兆瓦。在建或規(guī)劃的化學儲能項目中,共有2座大型液流電池儲能電站,分別是德國700兆瓦電網(wǎng)級應用以及中國大連200兆瓦液流電池調峰電站。
鈉硫電池:
自2002年起,日本NGK公司開始鈉硫電池的商業(yè)化,以鈉硫電池為主的鈉基電池開始進入儲能市場。截至2017年底,全球已投運鈉基電池裝機規(guī)模425.6兆瓦,在2011-2013年間,鈉硫電池經歷了較為嚴重的安全危機。
氫能:
據(jù)不完全統(tǒng)計,目前,全球已有13座共計20.5兆瓦氫儲能示范電站,主要分布在德國、意大利、英國、挪威等。
中國氫儲能仍處于初期階段,參與機構主要以北京有色金屬研究總院、浙江大學、北京大學等高校以及國家電網(wǎng)公司(全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院)、國家能源集團(北京低碳所)等國企為主,與此同時,民營企業(yè)如雄韜電源等開始快速加入。
鉛酸/鉛炭電池:
截至2017年底,全球已有155座共計299兆瓦鉛蓄電池儲能電站投入運行。中國已有59座共計135.2兆瓦鉛蓄電池儲能項目投入運行,并保持持續(xù)增長態(tài)勢。鉛蓄電池儲能項目各類應用場景中,分布式及微網(wǎng)、用戶側所占比例之和達到96%,綜合考慮鉛蓄電池技術特點、中國分布式及離網(wǎng)電站、啟停電源、數(shù)據(jù)中心、后備電源市場發(fā)展現(xiàn)狀,在未來幾年,鉛蓄電池在上述應用領域仍將保持一定發(fā)展速度。
當前,國內鉛炭電池壽命預期70%DOD充放電深度下穩(wěn)定循環(huán)3700-4200次,全壽命周期成本1200-150元/千瓦時,度電成本約0.5-0.7元/千瓦時,已初步具備商業(yè)化規(guī)模應用的條件,尤其是針對工商業(yè)峰谷電價差較高的江蘇、廣東、北京等地。
蓄熱/蓄冷:
截至2017年底,全球已投運蓄熱/蓄冷儲能裝機規(guī)模2785.3兆瓦,尤其是2015年之后全球蓄熱/蓄冷儲能增速顯著加快,2017年新增蓄熱/蓄冷儲能規(guī)模達到567.1兆瓦,主要分布在西班牙、美國、智利、摩洛哥、南非等國。全球蓄熱儲能電站主要參與可再生能源并網(wǎng),占比達到92%,其他領域占比較小。中國已投運3座共計11.7兆瓦熔融鹽儲熱項目。隨著國內光熱發(fā)電項目的快速落地,儲熱裝機也將迎來快速增長。
抽水蓄能電站:
截至2017年底,中國已有36座共計32.4吉瓦抽水蓄能電站投入運行(包含兩座臺灣抽水蓄能電站),中國投運的抽水蓄能電站中,華東裝機規(guī)模最高,其次依次是華南、華中、華北、東北、西南。
壓縮空氣儲能:
截至2017年底,全球已有16座共計748.9兆瓦壓縮空氣儲能電站投入運行,投運的壓縮空氣儲能類型包括傳統(tǒng)洞穴式壓縮空氣、先進絕熱壓縮空氣以及液化壓縮空氣。壓縮空氣儲能項目主要分布在英國、德國和美國,中國、荷蘭、瑞士有小規(guī)模項目示范。
飛輪儲能:
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,飛輪儲能非常適用于電力調頻、軌道制動能量回收、企業(yè)級UPS等領域。尤其是在對調頻響應速度和啟動時間要求較高的一次快速調頻領域,飛輪儲能具有獨特的優(yōu)勢。截至2017年底,全球已有48座共計944.8兆瓦飛輪儲能電站投入運行。在國內,代表項目有國家電網(wǎng)公司“保定工業(yè)園區(qū)0.1兆瓦微網(wǎng)示范工程”、中原油田首臺兆瓦級飛輪儲能新型能源鉆機混合動力系統(tǒng)及“西寧韻家口風光水儲智能微電網(wǎng)0.5兆瓦示范項目”。國內主要研究機構包括清華大學飛輪儲能實驗室、華北電力大學、浙江大學、中科院等科研院所。
現(xiàn)階段,儲能市場正處于多種技術并存、短期內仍將維持現(xiàn)狀的局面。每類技術都有各自的優(yōu)勢和不可避免的缺陷,這也決定了不同技術適用于特定應用領域的特性。各類儲能技術仍將保持多元化的發(fā)展格局,但安全性好、循環(huán)壽命高、成本低、效率高、易回收的技術將是未來儲能技術的共同追求。
2019年,哪一種儲能技術路線能夠脫穎而出,受多重因素影響,包括技術路線可行性、研發(fā)群體數(shù)量和質量、關聯(lián)企業(yè)參與度、進入市場速度和市場反應等。