什么是新型儲能?
新型儲能是指除抽水蓄能以外,以輸出電力為主要形式的儲能技術(shù),是構(gòu)建以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)。
新型儲能分類
新型儲能主要包括電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、氫儲能、熱(冷)儲能等。
電化學(xué)儲能:
通過電池內(nèi)部不同材料間的可逆電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化,通過電池完成能量儲存、釋放與管理。電化學(xué)儲能技術(shù)包括鋰離子電池、液流電池等。
鋰離子電池:目前電力系統(tǒng)中新型儲能以鋰離子電池儲能技術(shù)為主,其技術(shù)成熟且發(fā)展最快。
液流電池:如全釩液流電池,已形成初步定型產(chǎn)品,并具備示范推廣應(yīng)用條件。
鈉離子電池:雖然處于試驗(yàn)示范階段,但已初步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)入條件,具備技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)。
機(jī)械儲能:
壓縮空氣儲能
能夠?qū)崿F(xiàn)大容量和長時(shí)間電能存儲,通過壓縮空氣儲存多余的電能,用于有效解決大規(guī)模儲能問題,建造運(yùn)行成本較低,但存在依賴化石能源、大型儲氣室等問題。
飛輪儲能
利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能存儲起來,在需要時(shí)飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。壽命長,無污染,但在保證系統(tǒng)安全性和飛輪低損耗方面費(fèi)用高。
化學(xué)類儲能:
氫(氨)儲能:具有清潔低碳、存儲時(shí)間長、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢,在大規(guī)模長距離能量儲運(yùn)場景中優(yōu)勢明顯。
電磁儲能:
包括超級電容儲能和超導(dǎo)儲能等技術(shù),這些技術(shù)在某些特定應(yīng)用場景中也具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
此外,還有一些前沿技術(shù)如金屬空氣電池、水系電池、液態(tài)空氣儲能等正在研發(fā)攻關(guān)階段,未來有望成為新型儲能技術(shù)的重要組成部分。
新型儲能的優(yōu)勢
一、高效性與高能量密度
高效性:新型儲能技術(shù)通常具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率,這意味著在能量存儲和釋放過程中損失的能量較少,有助于提高整個(gè)能源系統(tǒng)的效率。
高能量密度:相比傳統(tǒng)儲能系統(tǒng),新型儲能系統(tǒng)往往具有更高的能量密度,能夠存儲更多的能量,從而更加高效地供能。例如,鋰離子電池、液流電池等新型儲能技術(shù)在這方面表現(xiàn)出色。
二、靈活性與可靠性
靈活性:新型儲能技術(shù)可以在不同的規(guī)模上實(shí)施,從家庭儲能系統(tǒng)到大型工業(yè)應(yīng)用,甚至電力網(wǎng)絡(luò)級別的儲能解決方案,滿足不同用戶的需求。這種靈活性使得新型儲能技術(shù)能夠適應(yīng)各種應(yīng)用場景,并隨著需求的變化進(jìn)行調(diào)整。
可靠性:這些技術(shù)能夠提供穩(wěn)定的能源供應(yīng),減少因天氣或其他不穩(wěn)定因素導(dǎo)致的能源供應(yīng)波動(dòng),從而提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。例如,在電力需求高峰時(shí)段,儲能系統(tǒng)可以釋放存儲的能量,緩解電網(wǎng)壓力,確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定。
三、環(huán)境友好與可持續(xù)性
環(huán)境友好:新型儲能技術(shù)通常與可再生能源(如太陽能、風(fēng)能)結(jié)合使用,有助于減少對化石燃料的依賴,降低溫室氣體排放,對抗氣候變化。這種環(huán)保特性使得新型儲能技術(shù)在全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展中扮演重要角色。
可持續(xù)性:隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)?;a(chǎn),新型儲能技術(shù)的成本正在逐漸降低,使得它們在未來能源市場中更具競爭力。這種趨勢有助于推動(dòng)儲能技術(shù)的廣泛應(yīng)用,促進(jìn)能源系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
四、技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級
技術(shù)創(chuàng)新:新型儲能技術(shù)的研究和應(yīng)用推動(dòng)了材料科學(xué)、電化學(xué)、機(jī)械工程等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。這些創(chuàng)新不僅提升了儲能技術(shù)的性能,還降低了成本,為儲能技術(shù)的普及和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
產(chǎn)業(yè)升級:儲能技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的升級和轉(zhuǎn)型。例如,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了電池材料、電池制造、電池回收等環(huán)節(jié)的快速發(fā)展,形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。
五、經(jīng)濟(jì)與社會效益
經(jīng)濟(jì)效益:新型儲能技術(shù)的應(yīng)用可以降低能源成本,提高能源利用效率,從而為企業(yè)和消費(fèi)者帶來經(jīng)濟(jì)效益。此外,儲能技術(shù)的廣泛應(yīng)用還有助于推動(dòng)能源市場的多元化和競爭化,促進(jìn)能源市場的健康發(fā)展。
社會效益:通過分散式的儲能系統(tǒng),可以在地區(qū)性供電中斷或?yàn)?zāi)難情況下保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)的運(yùn)行,增強(qiáng)能源供應(yīng)的安全性。這種社會效益對于維護(hù)社會穩(wěn)定和保障人民生活具有重要意義。
儲能產(chǎn)業(yè)鏈
儲能產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原材料及設(shè)備、中游儲能系統(tǒng)及集成、下游電力系統(tǒng)儲能應(yīng)用。
儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游的原材料主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜以及結(jié)構(gòu)件等;產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為儲能系統(tǒng)的集成與制造,一般包括電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)以及儲能變流器(PCS)四大組成部分。產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為工程EPC、并網(wǎng)檢測、后期運(yùn)維。
新型儲能應(yīng)用場景
新型儲能應(yīng)用覆蓋發(fā)電用電全過程。隨著新能源發(fā)電的普及和用電政策的推動(dòng),儲能的價(jià)值越來越高,已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分。
發(fā)電側(cè):主要建設(shè)在各個(gè)火電廠、光伏電站以及風(fēng)電場,火電廠配儲可保障火電廠的調(diào)峰調(diào)頻能力,新能源配儲可緩解新能源消納壓力,平滑風(fēng)光發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性。
電網(wǎng)側(cè):儲能接入輸配電網(wǎng),由電網(wǎng)公司統(tǒng)一調(diào)度,以響應(yīng)電網(wǎng)的靈活性需求。有些地區(qū)的儲能還可以以獨(dú)立主體的身份參與電力現(xiàn)貨市場交易。
用戶側(cè):分為工商業(yè)儲能和戶用儲能。目前我國以工商業(yè)儲能為主,而戶用儲能在歐洲應(yīng)用更廣泛。利用峰谷價(jià)差套利是我國儲能最主要的盈利方式,用戶可以在晚上電價(jià)低谷時(shí)給儲能充電,白天用電高峰時(shí)放電,這樣就能節(jié)約用電成本啦。
圖片來源:威騰電氣
新型儲能收益模式
各省份的新型儲能規(guī)劃推動(dòng)了國內(nèi)儲能裝機(jī)容量的增長,各地政府出臺的新型儲能配置補(bǔ)償政策成為國內(nèi)新型儲能裝機(jī)增長的主要驅(qū)動(dòng)因素。同時(shí)大量新型儲能補(bǔ)貼政策的實(shí)施,加快了新型儲能的商業(yè)化進(jìn)程,新型儲能市場能夠吸引更多的投資商,各方的努力不斷推動(dòng)新型儲能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,逐漸形成了以下幾種收益模式:
新能源容量租賃
容量租賃費(fèi)是是決定獨(dú)立儲能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的最關(guān)鍵因素之一。根據(jù)《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》,獨(dú)立儲能電站可以向需求方提供容量租賃,并收取對應(yīng)費(fèi)用,費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)目前并未確定,大致在300 元/kW·年左右,主要基于項(xiàng)目的收益要求。目前,新能源儲能容量租賃尚處于發(fā)展初期,對于100MW/200MWh 的儲能電站,按80%容量完成租賃,租賃標(biāo)準(zhǔn)300元/kW·年測算,全年容量租賃約2400 萬元。
輔助服務(wù)補(bǔ)償
2021 年8 月,國家能源局正式印發(fā)新版《并網(wǎng)主體并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》和《電力系統(tǒng)輔助服務(wù)管理辦法》(簡稱新版“兩個(gè)細(xì)則”),正式承認(rèn)了新型儲能擁有獨(dú)立的并網(wǎng)主體地位,需要遵守安全穩(wěn)定運(yùn)行相關(guān)規(guī)定的同時(shí),也能參與輔助服務(wù)市場獲取收益。2022 年6 月,國家能源局南方監(jiān)管局印發(fā)南方區(qū)域新版《兩個(gè)細(xì)則》,首先提高了獨(dú)立儲能電站的標(biāo)準(zhǔn),再次確定了其主體地位,同時(shí)鼓勵(lì)探索其收益模式,提高補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)了其商業(yè)模式的完善,表3 為“兩個(gè)細(xì)則”定義的輔助服務(wù)類型。
目前,新型儲能常見的輔助服務(wù)形式主要有調(diào)峰、調(diào)頻(包括一次調(diào)頻、二次調(diào)頻)兩類,各地區(qū)的具體收益不同,但調(diào)峰多為按調(diào)峰電量給予充電補(bǔ)償,價(jià)格從0.15 元/kWh 到0.8 元/kWh 不等;而調(diào)頻多為按調(diào)頻里程基于補(bǔ)償,根據(jù)機(jī)組響應(yīng)AGC 調(diào)頻指令的多少,補(bǔ)償0.1-15 元/MW 的調(diào)頻補(bǔ)償。
電力現(xiàn)貨市場
作為獨(dú)立的市場主體,儲能電站可以根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測曲線等數(shù)據(jù),合理制定自己的充放電計(jì)劃,并按照現(xiàn)貨市場價(jià)格結(jié)算。進(jìn)入電力現(xiàn)貨市場后,充電時(shí)為市場用戶,從電力現(xiàn)貨市場直接購電;放電時(shí)為發(fā)電企業(yè),在現(xiàn)貨市場直接售電。國家發(fā)改委、能源局《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲能參與電力市場和調(diào)度運(yùn)用的通知》同時(shí)明確指出獨(dú)立儲能電站向電網(wǎng)送電的,其相應(yīng)充電電量不承擔(dān)輸配電價(jià)和政府性基金及附加,約減少儲能電站度電成本0.1-0.2 元/kWh。當(dāng)前現(xiàn)貨市場價(jià)差套利機(jī)制逐漸完善,2022 年日現(xiàn)貨價(jià)差超過1 元/kWh 時(shí)有出現(xiàn),為獨(dú)立儲能電站的利用價(jià)差套利獲取更大利潤帶來了空間。
容量補(bǔ)償
2022 年11 月25 日,國家能源局發(fā)布了《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則(征求意見稿)》和《電力現(xiàn)貨市場監(jiān)管辦法(征求意見稿)》其中指出各地區(qū)要結(jié)合實(shí)際需要,建立市場化容量補(bǔ)償機(jī)制,用于鼓勵(lì)各類電源投資建設(shè)、保障系統(tǒng)發(fā)電容量充裕度、調(diào)節(jié)能力和運(yùn)行安全。新型儲能與備用火電在系統(tǒng)中的作用類似,利用小時(shí)有很大的不確定性,僅靠電量電價(jià)難以維持經(jīng)濟(jì)性,因此需要容量電價(jià)予以補(bǔ)償。但與抽蓄、火電不同的是,電化學(xué)電站建設(shè)便捷,調(diào)節(jié)性能優(yōu)異,國家政策方向是將電化學(xué)儲能盡可能推向電力市場去獲利,容量電價(jià)僅為電化學(xué)儲能收益保底手段。
新型儲能商業(yè)模式
收益模式的多樣性使得新型儲能在不同應(yīng)用場景下都具有盈利能力,目前國內(nèi)的儲能模式可分為三種:電源側(cè)新能源配置儲能、用戶側(cè)配置儲能和獨(dú)立儲能,下面將對三種模式進(jìn)行分析,結(jié)合不同模式下的收益模式,研究典型省份或工程,總結(jié)出新型儲能在不同應(yīng)用場景下的商業(yè)模式。
電源側(cè)配儲
電源側(cè)儲能的收益模式主要有:減少新能源棄風(fēng)棄光帶來的收益、提供電網(wǎng)一次二次調(diào)頻輔助服務(wù)的收益、減少雙細(xì)則考核費(fèi)用的收益以及通過市場交易峰谷差價(jià)套利帶來的收益。
用戶側(cè)配儲
用戶側(cè)儲能在供電應(yīng)用場景下主要作為可靠性應(yīng)急保障電源,提高供電可靠性,改善電能質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高比例新能源友好接入和高效消納。隨著整縣光伏的大力推進(jìn)及高供電可靠性需求應(yīng)用場景的不斷增多,儲能在重大國際國內(nèi)活動(dòng)用電保障、芯片、制藥、化工、精密制造等工商業(yè)園區(qū)優(yōu)質(zhì)供電和縣域光儲直柔電力系統(tǒng)建設(shè)等具有廣闊的應(yīng)用前景。
獨(dú)立儲能
獨(dú)立儲能電站是指具備調(diào)度直控條件,以獨(dú)立市場主體身份直接與電網(wǎng)公司簽訂并網(wǎng)協(xié)議,承諾歸屬電網(wǎng)公司管理,并按照其接入位置與電網(wǎng)企業(yè)和相關(guān)發(fā)電企業(yè)或電力用戶等相關(guān)方簽訂合同,約定各方權(quán)利義務(wù)的儲能電站。
而共享儲能可以看作是獨(dú)立儲能的一種商業(yè)模式。簡單而言,共享儲能就是把獨(dú)立分散在電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)、用戶側(cè)儲能電站資源進(jìn)行優(yōu)化配置,最后由電網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
來源:百度百科、中城大有產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、威騰電氣、望思電碳
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為促進(jìn)東北地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與新型能源技術(shù)的深度融合,進(jìn)一步探討風(fēng)光儲氫協(xié)同發(fā)展,2024年8月22日-23日,由吉林省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、中國光伏行業(yè)協(xié)會、世紀(jì)新能源網(wǎng)聯(lián)合主辦的東北能源經(jīng)濟(jì)峰會暨展覽會將在長春舉辦,本次峰會聚集行業(yè)資深專家學(xué)者、一線企業(yè)、投資商、開發(fā)商、融資機(jī)構(gòu)等優(yōu)秀的新能源從業(yè)者,集思廣益共同探討東北新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)趨勢。
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