過去的幾年里，新能源產(chǎn)業(yè)無疑是最為火熱的賽道。
我們見證了“風(fēng)光無限”帶來的產(chǎn)業(yè)高增長。股票市場上誕生了諸多10倍、20倍、甚至30倍漲幅的個股。進(jìn)入2022年，光伏、風(fēng)電勢頭不止。
(資料圖)
新能源坡長雪厚，更是不乏異軍突起者，今年的代表者便是儲能。
儲能有多火？
據(jù)國際能源網(wǎng)/儲能頭條不完全統(tǒng)計，今年以來有上百家儲能相關(guān)新公司成立，注冊金額高達(dá)423億元。其中有43家儲能技術(shù)服務(wù)、54家電池和7家抽水蓄能新公司。據(jù)不完全統(tǒng)計，有20余家上市企業(yè)跨界儲能。
與此同時，儲能項目如雨后春筍般涌現(xiàn)。
根據(jù)財通電新數(shù)據(jù)，黑影光伏統(tǒng)計了2022年以來的900多個儲能項目信息。
其中包括：2022年195個儲能備案項目；2022年142個在建擬建儲能項目；2022年75個儲能投運項目；2022年498個儲能項目招投標(biāo)。
那么，儲能為什么這么火？
簡而言之，在新能源發(fā)電巨大的市場下，儲能不可替代。“儲能+”的N種模式深化應(yīng)用場景，未來的增長空間是一片星辰大海。
在實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，能源轉(zhuǎn)型的道路上，風(fēng)電、光伏發(fā)電是最為核心的技術(shù)。在政策及市場的雙輪驅(qū)動下，迎來高速發(fā)展。
風(fēng)光發(fā)電累計裝機(jī)已經(jīng)頗具規(guī)模。以此為基礎(chǔ)，風(fēng)光發(fā)電占比迅速攀升。
12月16日，國家能源局發(fā)布1-11月份全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
截至11月底，全國累計發(fā)電裝機(jī)容量約25.1億千瓦，同比增長8.1%。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量約3.5096億千瓦，同比增長15.1%；太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約3.7202億千瓦，同比增長29.4%。
風(fēng)電發(fā)電量6145億千瓦時，占比總發(fā)電量約8%；光伏發(fā)電量2125億千瓦時，占比總發(fā)電量約3%。
風(fēng)光發(fā)電未來的發(fā)展前景是確定的，更是同時具備時間和空間。
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，在2030年非化石能源消費占比達(dá)到25%左右，2030年風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上的目標(biāo)，現(xiàn)階段風(fēng)光裝機(jī)總量大約7.23億千瓦，發(fā)展空間廣闊。
預(yù)計到2030年，我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將超過煤電成為第一大電源，2060年前新能源發(fā)電量占比有望超過50%。
國際能源署在《2022年世界能源展望》報告中預(yù)計，光伏和風(fēng)電的發(fā)電量占比將從2021的10%增加到2030年的40%，甚至在2050年達(dá)到70%。另外，預(yù)計到2030年，每年新增光伏裝機(jī)容量將翻四倍以上，達(dá)到650GW。
不過，隨著風(fēng)光發(fā)電比例的不斷提升，問題也隨之而來。
光伏、風(fēng)力發(fā)電分別依賴于太陽能和風(fēng)力。太陽朝起夕落，光伏發(fā)電便注定隨之變化，從早間開始發(fā)力，正午達(dá)到峰值后回落，晚間隨太陽落下而停息，風(fēng)力發(fā)電同樣如此。
這些自然之力與生俱來的波動性和間歇性使得電力輸出不穩(wěn)定。造成的結(jié)果便是供需失衡，在用電較高的時候無法提供充沛的電力，在用電較低的時候電力過剩。
其次，風(fēng)光發(fā)電造成的另一個問題是供電頻率不穩(wěn)定，而頻率的波動關(guān)乎供電的質(zhì)量。
頻率變化將引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量，重則損壞機(jī)械，引發(fā)事故?？赡?strong>影響普通生活用電，甚至危害工業(yè)生產(chǎn)。
隨著新能源滲透率的提高，電網(wǎng)受到出力擾動導(dǎo)致頻率波動的次數(shù)增加。2021年4-5月，華北電網(wǎng)連續(xù)四次出現(xiàn)電源側(cè)低頻振蕩。目前常規(guī)火電次數(shù)一次調(diào)頻次數(shù)由一天20-30次，急劇攀升到一天700-800次，傳統(tǒng)上由火電機(jī)組本身的一次調(diào)頻能力來滿足電網(wǎng)調(diào)頻需求已顯不足。
因此，消除風(fēng)光發(fā)電帶來的不穩(wěn)定性是亟待解決的問題。
在此背景下，儲能無疑抓住了新能源發(fā)電的需求痛點，登上歷史舞臺。
一方面，通過削峰填谷，可以解決峰谷時段發(fā)電量與用電負(fù)荷不匹配的問題；另一方面，可以參與提供電力輔助服務(wù)，解決風(fēng)光發(fā)電的波動性和隨機(jī)性導(dǎo)致的電網(wǎng)不穩(wěn)定。
此外，通過儲能系統(tǒng)的存儲和釋放能量，提供了額外的容量支撐，吸收過剩電力、減少“棄風(fēng)棄光”以及即時并網(wǎng)。
儲能作為解決風(fēng)光發(fā)電不穩(wěn)定的核心技術(shù)，迎來高速發(fā)展契機(jī)。
抽水儲能為現(xiàn)階段核心技術(shù)，占比86.2%，但增長已經(jīng)放緩。新型儲能以鋰電池為主導(dǎo)，發(fā)展迅猛。
根據(jù)CNESA于2022年4月發(fā)布的《2022年儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報告》，截至2021年底，已投運的全球儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模為209.4GW，同比增長9%。
其中，規(guī)模最大的是抽水儲能，累計裝機(jī)規(guī)模約180.5GW，占比86.2%，較2020年底下降4.1個百分點。
新型儲能（除抽水蓄能和熔融鹽儲熱儲能以外的儲能方式，包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池、超級電容和飛輪儲能等）累計裝機(jī)規(guī)模為25.4GW，同比增長67.7%，占比12.2%。
全球新型儲能市場累計裝機(jī)規(guī)模（MW%，2000-2021）
新型儲能中，鋰離子電池仍占據(jù)主導(dǎo)地位，累計裝機(jī)規(guī)模占比達(dá)90.9%。
全球電力儲能市場累計裝機(jī)規(guī)模（MW%，2000-2021）
數(shù)據(jù)來源：CNESA全球儲能項目庫
2021年底，中國儲能累計裝機(jī)規(guī)模46.1GW，位居全球第一。其中，抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模39.8GW，占比86.3%；新型儲能累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)5729.7MW，占比12.5%，熔融鹽儲熱累計占比1.2%。
新型儲能裝機(jī)中，鋰離子電池累計裝機(jī)規(guī)模占比89.6%，鉛蓄電池累計裝機(jī)規(guī)模占比5.9%，壓縮空氣儲能占比3.2%，液流電池占比0.9%，其他其他電化學(xué)儲能（超級電容、飛輪儲能）合計占比0.4%。
在《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2022》中，按照保守、樂觀場景下，我國2026年新型儲能累計規(guī)模將分別達(dá)到48.5、79.5GW，2022-2026年的復(fù)合年均增長率（CAGR）分別為53.3%、69.2%。
數(shù)據(jù)來源： CNESA全球儲能項目庫
假設(shè)按照50%的保守復(fù)合增長率來計算，2022-2026 年新型儲能市場增長將超過700%。
新型儲能是否真正具備如此廣闊的成長空間？
新能源發(fā)展史上將前浪拍在沙灘上的例子不勝枚舉，可謂一代技術(shù)一代王。
以光伏為例，光伏發(fā)展過程中出現(xiàn)了多次的產(chǎn)業(yè)革命。硅片的變革：金剛線切割技術(shù)取代砂漿、從單晶取代多晶、大尺寸硅片取代小尺寸。電池片革命：PERC取代鋁背場電池、再到未來的TOPCON/HJT取代PERC/PERC+等等。
我們發(fā)現(xiàn)，其技術(shù)迭代是具備破壞性的，沿著降本增效最優(yōu)路徑選擇，存活下來的最多不超過2種，被新技術(shù)替代的技術(shù)，逐步被遺忘在歷史的角落。
相比之下，儲能技術(shù)路線更為繁雜?；旧峡梢苑譃闄C(jī)械儲能、電磁儲能、電化學(xué)儲能、光熱儲能四大類。
而機(jī)械儲能可以分為抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能。壓縮空氣儲能又可以分為絕熱式、蓄熱式、等溫式、液態(tài)、超臨界等集中方式。
電化學(xué)儲能分為鋰離子、鉛酸、鈉硫、液流等，每一種同樣也可以細(xì)分出多種技術(shù)路徑。
儲能技術(shù)路徑可以說是作為包羅萬象，甚至于，鋰電池只是其眾多技術(shù)中的細(xì)分路徑之一。并且，各種技術(shù)跨度極大，有物理性質(zhì)的、還有化學(xué)屬性的，應(yīng)用的學(xué)科也是極為龐雜。
現(xiàn)階段，儲能技術(shù)以抽水儲能為主，電化學(xué)儲能為輔。但并不意味著其他技術(shù)將被淘汰，同樣也存在較大的發(fā)展空間。
比如，抽水蓄能雖然儲量較大，儲存成本較低，可以有效調(diào)峰。不過，受地理條件限制，對選址環(huán)境、地形條件及水文環(huán)境要求較高，投資成本較高，建設(shè)周期長達(dá)6-8年。
相比而言，壓縮空氣儲能雖然效率相對較低，但建設(shè)周期相對較短，一般為12-18個月。
尤其勝在應(yīng)用場景上，在地下礦井或熔巖下的洞穴，將壓縮空氣存儲無疑是最經(jīng)濟(jì)的方式。
低谷時段，利用電能將空氣壓縮至高壓并存于洞穴或壓力容器中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲起來；在用電高峰時段，將高壓空氣從儲氣室釋放，利用燃料燃燒加熱升溫后，驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電。
未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，不斷解決壓縮空氣儲能對大型儲氣室的依賴，并進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。
曾幾何時，光熱作為與光伏正面競爭的發(fā)電技術(shù)，由于度電成本降幅低于光伏，敗下陣來。
不過，近期，光熱發(fā)電重回視野。
不難理解，雖然效率成本不及光伏發(fā)電，但光熱發(fā)電自帶儲能功能，可以有效彌補光伏發(fā)電的波動性和間歇性。
光熱儲能同樣勝在應(yīng)用場景上。尤其在大型集中式光伏電站，占地面積大，光照條件好，以太陽能為基礎(chǔ)的光熱儲能相比其它儲能方式更加具備優(yōu)勢。若在光熱發(fā)電的熔鹽儲能系統(tǒng)中加入電加熱單元，可以實現(xiàn)就地將多余的光伏出力進(jìn)行就地儲能消納。
現(xiàn)在，“光伏+光熱”的模式應(yīng)用已經(jīng)陸續(xù)展開。
中東、非洲、南美等地區(qū)已經(jīng)陸續(xù)開展了“光伏+光熱”項目的規(guī)劃與建設(shè)。
我國陸續(xù)開展示范項目，按省份劃分來看，新疆、甘肅、青海地區(qū)容量分別為1.65GW、1.17GW、0.85GW。首航高科2022年中標(biāo)了三峽能源青海格爾木100MW光熱項目，金額為16.48億。
根據(jù)海通證券預(yù)測，假設(shè)100MW的光熱發(fā)電項目投資成本為16.5億元，假設(shè)利用小時為2000小時，在不考慮資本的時間價值和所得稅的情況下，估算得出度電成本為0.66元/kWh，在眾多儲能技術(shù)中，具備一定優(yōu)勢。
海通證券預(yù)測，十四五光熱新增市場容量約為987億元。
此外，V2G技術(shù)、光儲充一體等“儲能+”的N種模式有效減少電網(wǎng)端負(fù)荷，提高電力運行效率及調(diào)節(jié)能力，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行起到了至關(guān)重要的作用。
儲能已成為電力系統(tǒng)不可或缺的一環(huán)。
儲能本身應(yīng)用場景豐富，市場空間廣闊。除此之外，“儲能+”的N種模式深化應(yīng)用場景，創(chuàng)造了更多可能性，為眾多技術(shù)的發(fā)展提供沃土。
正所謂，百家爭鳴，百家齊放。
儲能通過多種技術(shù)迭代、裂變?yōu)樽陨硖峁姶蟮脑煅芰?，源源不斷為產(chǎn)業(yè)注入活力。
參考資料：
[1]《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》
[2]國際能源署《2022年世界能源展望》
[3]國家能源局《1-11月份全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)》
[4]CNESA《2022年儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報告》
[5]光大證券《新型儲能擁抱大時代，鈉釩電池迎接主升浪》
[6]海通證券《光熱儲能新模式，發(fā)展指日可待》
[7]德邦證券《壓縮空氣儲能-政策東風(fēng)與規(guī)模效應(yīng)共振，產(chǎn)業(yè)化拐點已現(xiàn)》
[8]《儲能，新能源的后浪將至》
[9]黑鷹光伏《2022年910個儲能項目統(tǒng)計》
