我國新型儲能裝機容量近兩年得到快速提升,但利用率不高、投資回報低、安全事故頻發等問題逐漸顯現,因此新型儲能的產業布局應堅持效益優先、安全為基原則,同時對儲能項目 全過程應加強管控。 新型儲能是指除抽水蓄能外,以輸出電力為主要形式的儲能項目。在碳達峰碳中和目標的強力驅動下,儲能作為構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備,在“十四五”期間將步入規模發展的萬億賽道。電力行業基于新能源提速發展和火電提質增效的“雙重剛需”,挺入新型儲能賽道既是形勢所迫,更是大勢所趨。 應對變局,新型儲能高效益發展“大勢所趨” (一)新型儲能運營機制逐步明晰 1.國家行業政策雙輪驅動 近兩年,新型儲能裝機容量得到快速提升,然而利用率不高、非獨立儲能結算難、投資回報低等問題逐漸顯現。2022年5月,國務院辦公廳轉發國家發改委國家能源局《關于促進新時代新能源高質量發展實施方案的通知》強調:推動新型儲能快速發展,研究儲能成本回收機制。6月,國家發改委、國家能源局發布《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》,明確新型儲能可作為獨立主體參與電力市場,鼓勵配建新型儲能與所屬電源聯合參與市場,支持用戶儲能發展,健全儲能容量補償和價格機制,多措并舉促進儲能提升利用效率、獲取合理收益。6月13日,《南方區域新型儲能并網運行及輔助服務管理實施細則》正式印發, 首次明確容量為5兆瓦/1小時及以上的新型儲能電站作為獨立主體參與電力市場,可通過參與一次調頻、二次調頻、無功調節和調峰輔助服務獲得補償,其中調峰補償廣東省最高為0.792元/千瓦時。由此可見,在國家行業政策的支持推動下,新型儲能作為獨立主體參與電力市場的成本疏導機制和商業運營模式已基本明確。 2.電力市場改革正向推動 2022年1月,國家發改委、國家能源局發布《關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》,提出到2025年,全國統一電力市場體系初步建成,有利于新能源、儲能等發展的市場交易和價格機制初步形成;到2030年,全國統一電力市場體系基本建成,新能源全面參與市場交易。隨著電力市場化改革的縱深推進,新能源參與電力市場比例逐步提升,加上電力現貨市場的逐步放開,電力市場的價差與套利空間也將進一步加大,新型儲能的經濟性將逐步提高。“十四五”期間,新型儲能技術的創新進步和市場的規模發展也將促進新型儲能的度電成本進一步降低。在政策支持、技術進步和規模發展的三重驅動下,新型儲能的技術優勢將得到有效發揮,項目盈利能力將進一步增強。 (二)新型儲能產業布局與時俱進 1.路線選擇堅持效益優先、安全為基 新型儲能技術路線多種多樣,且多種技術路線可組合搭配。其中,氫(氨)儲、儲熱、壓縮空氣和液流電池的功率規模較大、儲能時間長,與抽水蓄能一樣適用于削峰填谷、電網調峰;飛輪儲能、超級電容的輸出功率小、儲能時間短,適用于調頻和混合儲能;鋰離子電池等電化學儲能適應場景較多,通用性較好。在技術路線選擇方面,應加強區域電力市場政策和儲能商業運營模式研究,針對不同的應用場景,結合各類技術路線的特性,以投資收益率高、安全可靠性大為原則開展技術路線的經濟性比選:宜優先選用抽水蓄能、磷酸鐵鋰兩項上下游產業成熟、具備大規模商業化推廣的儲能技術進行技術路線的組合和比選,探索開展百兆瓦級的壓縮空氣、液流、鈉離子儲能等科技創新示范項目。 2.應用場景堅持因地制宜 儲能在電力系統的應用場景分為電源側、電網側和用戶側。電源側主要通過減少棄風棄光電量獲利,商業模式僅適用棄風棄光電量較高地區,布局儲能主要是為獲取新能源指標,在關停火電場址建設新型儲能電站、進行火儲調頻改造,也是火電提質增效和能源轉型的有效途徑。電網側主要通過參與調峰、調頻輔助服務和資產租賃獲得收益,宜在新型儲能商業運營模式明確、電力現貨市場放開的地區迅速搶占并網通道要塞,布局獨立共享儲能電站。用戶側主要通過峰谷價差套利,參與調峰、調頻輔助服務和虛量電費調節等業務獲利,其投資收益將高于發電側儲能,并衍生“虛擬電廠”這一創造新價值的新形態能源企業,因此,宜在工商業經濟發達、峰谷價差較大的東南部地區積極布局盈利能力較強的用戶側儲能,拓展“儲能+”智慧園區綜合能源服務,聚合打造虛擬電廠運營平臺,全面參與電力市場交易,提升電力資產靈活性和經濟性。 能源電力行業要立足新發展階段,主動應對能源發展的變局,以提升經濟效益為中心,與時俱進科學選擇技術路線,因地制宜布局新型儲能,實現新型儲能產業高效益發展是大勢所趨。 服務大局,新型儲能高安全發展勢在必行 隨著技術創新不斷取得突破,鋰電儲能的市場環境和商業模式已逐步發展成熟。 截至2021年底,全球新型儲能累計裝機達27.9吉瓦,其中鋰電儲能19.85吉瓦。然而,據報道,近10年來,全球至少發生34起鋰電儲能電站起火、爆炸事故,引發業界對鋰電儲能安全問題的高度關注。 (一)聚焦鋰電安全立足當下 1.安全風險隱患不容忽視 鋰電儲能發生安全事故的主要原因為鋰電池在電芯內短路、過充過放、環境溫度濕度超限、撞擊等狀況下產生熱失控反應,瞬間釋放出大量高溫可燃氣液混合物,一旦出現著火源即引發火災,甚至發生爆炸。據統計,鋰電火災事故中,68%由電芯內短路造成,15%由過充過放造成。北京“4.16”大紅門儲能電站爆炸事件,就是典型的電池發生內短路故障,引發電池及電池模組熱失控擴散起火事故。 “十四五”期間,國內新能源配套儲能設施、獨立共享儲能電站和火儲調頻項目將逐步投運,磷酸鐵鋰儲能電站給電力企業安全帶來了新挑戰,鋰電的安全運營問題需要引起足夠的重視。 2.防控風險措施迫在眉睫 加強鋰電儲能安全風險防控,需深入研究磷酸鐵鋰電池熱失控機理、電池一致性控制和運行策略,重點在系統集成方面加強管理,提升鋰電池儲能的安全性能:一要是嚴控電池產品質量,加強電芯一致性檢測驗證;二要提升電池管理系統(BMS)性能,實現多層次、全方位的電池核心參數分析和預測;三要強化儲能系統熱管理,加強液冷等高效傳熱技術應用;四要完善儲能消防管理,加強電芯安全預警、消防感應和設備聯動安全的設計,建設好儲能系統安全的最后一道“防線”。面對不容忽視的鋰電安全問題,需立足當下,迅速加強在建或擬建鋰電儲能項目的安全風險防控。 (二)提升管控能力面向未來 1.工程管理現狀簡單粗放 當前,發電企業在快速建設新能源項目時,對配套的新型儲能電站集成、設計、控制和運行機理研究并不深入,對新型儲能與發輸配用的協同融合等價值提升環節考慮也不充分,通常將儲能的系統集成、設備選型、設計施工甚至運維,全部交給新能源項目EPC單位。中標的EPC單位雖具備豐富的新能源項目設計和施工經驗,但對儲能行業尤其是核心的系統集成技術了解不深,所以往往再度分包乃至低價轉包。由此,就出現了設備選型粗放、驗收標準良莠不齊等問題,甚至埋下較大安全隱患,導致新型儲能項目投運后利用效率較低、度電成本較高。 2.項目全過程管控亟待提升 開拓新局,新型儲能高價值發展順勢而為 為全面落實國家能源安全新戰略和創新驅動發展戰略,能源企業基于服務碳達峰碳中和目標和促進新能源消納的需求,紛紛挺進新型儲能賽道,通過技術、市場、機制的協同創新,驅動企業綠色能源轉型升級,打造企業新的發展引擎和利潤增長點。 (一)儲能集成技術至關重要 1.市場集成能力參差不齊 儲能系統集成是指將儲能設備及配套設施進行深度耦合,針對各類應用場景,通過數字化、智能化集成和控制設計,在保證安全的前提下,使系統的整體性能達到最優。目前,市場上儲能系統集成商較多,大部分為電池或儲能變流器(PCS)供應商向上下游產業鏈進行拓展。由于系統集成商缺少對電力系統特點的深度理解,導致堆砌化的“系統拼湊”、缺乏電芯/設備及系統的測試驗證等問題出現。為此, 新型儲能系統效率較低、存在安全隱患、盈利能力未達預期等情況也凸顯出來。讓海量電芯步調一致地工作,是電站高效率和高安全運行的基礎,若缺乏專業集成技術、充放電策略和電池熱管理經驗,易造成電池過充過放,增加熱失控和增加火災事故風險。 2.能量管理系統要術業專攻 在儲能系統應用中有一個說法——“好方案源于頂層設計,好系統出自EMS”。EMS即能量管理系統,負責數據采集、網絡監控和能量調度等,是儲能實現系統集成高級管控功能的基礎,也是和電力市場的連接點,更是與各種發電設施深度耦合、高效協同、優化控制,實現“1+1>2”效能的經濟性發電的關鍵技術支撐。發電集團新型儲能的應用場景主要集中在電源側,需重點開展新型儲能支撐海風大規模送出技術、與風光聯合互補控制技術、與火電聯合調頻控制技術、參與燃氣輪機黑啟動技術、參與水電一次調頻及異步并網等協調控制技術研究。聚焦儲能EMS系統開展科技創新,從數字化、智能化建設方面開展新型儲能系統集成設計,對電力企業建設“高安全、高效率、智能化”新型儲能電站至關重要。 (二)組建科創公司正當其時 1.能源央企爭先恐后布局 為拓展新業態、提升企業創新力、管控力和競爭力, 能源央企近幾年紛紛成立專業公司或與其他公司合作,積極延伸業務范圍向系統集成、綜合能源服務方向邁進。如國網綜能集團與寧德時代合資成立國網時代儲能公司,重點開展儲能系統集成管控,投資運營電網側獨立共享新型儲能電站;中國電力與海博思創合資成立國電投新源智儲能源發展公司,主營新型儲能的項目開發、系統集成設計和運營;三峽資本與林洋新能源、水電四局等成立合資公司,投資分布式能源及新型儲能設施,探索售電、綜合能源服務業務。隨著新型儲能的經濟性不斷增強,商業運營模式的多樣化拓展,優秀的系統集成公司將脫穎而出,并深受資本市場尤其是科創板的青睞。 2.機制協同創新勇當先鋒 在新型儲能技術更新快速迭代、市場規模快速擴張的今天,面對電力市場改革的快速推動,如何以新型儲能為基礎,聚合水火風光資產賦能,融合技術、市場、人才優勢創新,搶抓歷史機遇尋求戰略突破,值得科學謀劃、創新思考和積極探索。鑒于儲能是一個專業深度耦合、系統高度集成的新業態,應以技術創新培育核心競爭力,以機制創新注入活力動力,聯合具有深厚技術積累的企業,成立智儲科創混合所有制公司,深度挖掘新型儲能在科技創新和資本市場的價值創造能力。公司主營業務可為新型儲能的投資開發、系統集成、智慧運營,拓展綠色交通、智慧園區、縣域綜合能源服務和運營虛擬電廠,以能效管理、負荷調控等智慧能源系統技術實施數字智慧示范工程。通過建設能源電力行業市場化的新型儲能投資發展平臺和科創型的數字智慧聚合運營管控平臺,為能源企業服務構建新型電力系統、實現新能源高質量發展提供堅強的技術支撐和安全保障。 |
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