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當(dāng)下電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的喜與憂
日期:2023-04-24   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
新型儲(chǔ)能是建設(shè)新型電力系統(tǒng)、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要裝備基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐技術(shù),是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要支撐。隨著新型儲(chǔ)能在能源電力轉(zhuǎn)型中的作用和地位日益顯現(xiàn),新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)得到了爆發(fā)式增長(zhǎng),受到產(chǎn)業(yè)各界的高度關(guān)注,成為各方不可忽視的新賽道和新熱點(diǎn)。國(guó)家電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全監(jiān)測(cè)信息平臺(tái)日前發(fā)布了《2022年度電化學(xué)儲(chǔ)能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》,匯總了2022年的電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)、運(yùn)行、電力電量、能效、可靠性以及消防等情況,從這些現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的大數(shù)據(jù)中反映了新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的真實(shí)面貌,也映射了當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的喜與憂。


一、2022年度電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)之喜

2022年是電化學(xué)儲(chǔ)能電站投產(chǎn)運(yùn)行快速增長(zhǎng)的一年,極大地促進(jìn)了上游儲(chǔ)能制造行業(yè)的規(guī)模發(fā)展,各大電力集團(tuán)公司高度重視電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè),有力推動(dòng)了發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站作用的發(fā)揮,進(jìn)一步增強(qiáng)了社會(huì)各界對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)重大意義的認(rèn)識(shí)。呈現(xiàn)以下特點(diǎn):

一是投產(chǎn)增長(zhǎng)快。截至2022年年底,全國(guó)電力安全生產(chǎn)委員會(huì)19家企業(yè)成員單位總計(jì)報(bào)送500kW/500kWh以上的累計(jì)投運(yùn)電站472座、總功率6.89GW、總能量14.05GWh,同比增長(zhǎng)126.79%;2022年新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能電站總能量7.86GWh,占已投運(yùn)電站總能量的60.16%,同比增長(zhǎng)175.81%。


二是增長(zhǎng)潛力大。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年在建電站300座,總功率11.70GW、總能量29.03GWh。按照電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)周期一般為6~8個(gè)月計(jì)算,在不計(jì)新增項(xiàng)目的情況下,2023年同比也將增長(zhǎng)超100%。2022年新增新能源配儲(chǔ)為1.55GW,同比增長(zhǎng)262.73%,根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù),2023年風(fēng)電、光伏將新增裝機(jī)容量160GW左右,按2022年新能源配儲(chǔ)增長(zhǎng)率保持不變預(yù)估,2023年將新增新能源配儲(chǔ)5.62GW??紤]電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的增長(zhǎng)和地方政府可能放松的用戶側(cè)儲(chǔ)能電站限制政策等多種因素,2023年電化學(xué)儲(chǔ)能電站的新增裝機(jī)又將是一個(gè)爆發(fā)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

三是產(chǎn)業(yè)分布集中度開(kāi)始顯現(xiàn)。從分布來(lái)看,已投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站的分布排名前十的山東、江蘇、寧夏、湖南、青海、內(nèi)蒙古、河北、西藏、甘肅、新疆等省(自治區(qū)、直轄市)的總能量占全國(guó)總能源的82.58%,其中,寧夏回族自治區(qū)、山東省新增總能量均超過(guò)1GWh。從企業(yè)分布來(lái)看,三大電網(wǎng)、五大發(fā)電集團(tuán)累計(jì)投運(yùn)總能量5.48GWh,占比39%。從電站規(guī)模來(lái)看,已投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站主要以中型電站為主,累計(jì)投運(yùn)電站275座、總能量7.23GWh,占比51.46%。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看,已投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站累計(jì)裝機(jī)主要分布在電源側(cè),總能量6.80GWh,占比48.40%,其中以新能源配儲(chǔ)為主,配儲(chǔ)比例持續(xù)提高,2022年新能源配儲(chǔ)同比增長(zhǎng)150.15%;2022年新增總能量3.30GWh,占比85.29%。從電池類型來(lái)看,鋰離子電池占據(jù)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用主導(dǎo)地位,截至2022年年底,累計(jì)投運(yùn)的鋰離子電池項(xiàng)目435座、總能量12.54GWh,占比89.21%(其中磷酸鐵鋰占比88.72%),同比增長(zhǎng)118.40%。


四是儲(chǔ)能作用開(kāi)始顯現(xiàn)。2022年,電化學(xué)儲(chǔ)能電站充電電量1390.86GWh、放電電量1165.49GWh。其中,調(diào)峰電站總充放電量1290GWh,調(diào)頻電站總充放電量725GWh。2022年,電化學(xué)儲(chǔ)能電站平均運(yùn)行系數(shù)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)為1516h,平均出力系數(shù)為0.66(表征儲(chǔ)能電站全出力運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)行時(shí)間之比)。2022年火電配儲(chǔ)和用戶側(cè)儲(chǔ)能運(yùn)行較為充分,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)分別為2933h和2800h,其中,產(chǎn)業(yè)園配儲(chǔ)年利用小時(shí)數(shù)最高,達(dá)5893h。

五是儲(chǔ)能安全態(tài)勢(shì)較好。2022年沒(méi)有發(fā)生重大儲(chǔ)能電站安全事故,全年電化學(xué)儲(chǔ)能電站可用系數(shù)為0.98(排除計(jì)劃停運(yùn)和非計(jì)劃停運(yùn)后的可用時(shí)長(zhǎng)與統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)之比)。自國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全管理的通知》以來(lái),各儲(chǔ)能電站高度重視消防安全,截至2022年年底,已投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能中,有311座儲(chǔ)能電站通過(guò)了消防驗(yàn)收,有215座儲(chǔ)能電站與所在屬地消防機(jī)構(gòu)建立了協(xié)同機(jī)制。

2022年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng),得益于政策拉動(dòng)、科技進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)規(guī)模化效益以及“雙碳”目標(biāo)的實(shí)施落地等眾多因素合力形成的?!秶?guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》明確了新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑和發(fā)展規(guī)劃,極大地調(diào)動(dòng)了各方對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要建設(shè)新型電力系統(tǒng),新型儲(chǔ)能作為今后新型電力系統(tǒng)重要的靈活性資源其地位和作用將越來(lái)越顯現(xiàn),新型儲(chǔ)能這一賽道還將是一個(gè)長(zhǎng)期的接力賽。電化學(xué)儲(chǔ)能電站的快速發(fā)展也得益于我國(guó)新能源汽車近十年的快速發(fā)展,有力推進(jìn)了電池技術(shù)的進(jìn)步,電池能量密度、電池循環(huán)次數(shù)、電池安全水平都得到了極大提升,也帶動(dòng)了電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模的爆發(fā)式增長(zhǎng),動(dòng)力電池價(jià)格從過(guò)去十年前的3元/Wh,降到目前的0.6元/Wh,動(dòng)力電池成本的大幅度降低促進(jìn)了電池儲(chǔ)能電站進(jìn)入了規(guī)?;ㄔO(shè)的初期。

二、2022年度電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)實(shí)際運(yùn)行之憂

2022年的電化學(xué)儲(chǔ)能電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)也暴露了當(dāng)前產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展面臨的問(wèn)題,既有產(chǎn)品質(zhì)量需要加強(qiáng)、電站管理水平亟待提升等需要解決的問(wèn)題,也有新能源配儲(chǔ)制度優(yōu)化、新型儲(chǔ)能商業(yè)模式探索、電力市場(chǎng)建設(shè)等深層次問(wèn)題。主要表現(xiàn)在:

一是重建設(shè)輕運(yùn)行現(xiàn)象依然嚴(yán)重。2022年,電化學(xué)儲(chǔ)能電站平均利用系數(shù)為0.09(日均利用小時(shí)數(shù)2.27h、年利用小時(shí)數(shù)829h)(表征折合成額定功率時(shí)的運(yùn)行小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間天數(shù)的比值),平均出力系數(shù)為0.66(表征電站全出力運(yùn)行小時(shí)數(shù)與運(yùn)行小時(shí)數(shù)的比值),平均日利用指數(shù)為32%(日均等效充放電次數(shù)0.67次)(表征電站實(shí)際充放電量之和與電站規(guī)劃設(shè)計(jì)充電電量的比值),這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明電站實(shí)際運(yùn)行情況與設(shè)計(jì)日充放電策略差異較大。2022年用戶側(cè)儲(chǔ)能運(yùn)行較為充分,平均利用系數(shù)為0.19(日均利用小時(shí)數(shù)4.44h、年利用小時(shí)數(shù)1622h),平均出力系數(shù)為0.56,平均日利用指數(shù)為37%(日均等效充放電次數(shù)0.60次)。電源側(cè)儲(chǔ)能中新能源配儲(chǔ)運(yùn)行不充分,新能源配儲(chǔ)裝機(jī)占比約40%,但利用效果遠(yuǎn)低于其他應(yīng)用場(chǎng)景,儲(chǔ)能調(diào)節(jié)作用未能有效發(fā)揮,2022年平均利用系數(shù)為0.03(日均利用小時(shí)數(shù)0.77h、年利用小時(shí)數(shù)283h),平均出力系數(shù)為0.69,平均日利用指數(shù)為17%(日均等效充放電次數(shù)0.22次)。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能中獨(dú)立儲(chǔ)能平均利用系數(shù)為0.07(日均利用小時(shí)數(shù)1.61h、年利用小時(shí)數(shù)586h),平均出力系數(shù)為0.61,平均日利用指數(shù)為30%(日均等效充放電次數(shù)0.40次)。

二是儲(chǔ)能電站管理水平亟待提升。電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)模式不同于水電、火電等常規(guī)電源,投資主體多元化、運(yùn)維模式多樣化,存在業(yè)主方、運(yùn)維方、使用方不統(tǒng)一的現(xiàn)象,電化學(xué)儲(chǔ)能電站還沒(méi)有建立起類似常規(guī)電源的成熟完備的電站建設(shè)、驗(yàn)收、運(yùn)維制度體系,租賃使用、代為運(yùn)維的各方職責(zé)還需要進(jìn)一步分解明確。針對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能電站特有的電池安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)還處于剛起步階段,安全預(yù)警機(jī)制還有待進(jìn)一步提升和優(yōu)化。

三是關(guān)鍵產(chǎn)品質(zhì)量有待加強(qiáng)。雖然2022年電化學(xué)儲(chǔ)能平均轉(zhuǎn)換效率為81.06%,但是各地、各企業(yè)間差距較大,最高為92.51%,最低為33.91%,從投運(yùn)時(shí)間段來(lái)看,投產(chǎn)1年內(nèi)的平均轉(zhuǎn)換效率為80.53%,5年以上的平均轉(zhuǎn)換效率為60.86%,反映出電池產(chǎn)品整體質(zhì)量還不十分成熟穩(wěn)定。2022年,全年非計(jì)劃停運(yùn)671次,單位能量非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)為24.45次/100MWh,相比2022年火電機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)0.35次/(臺(tái)•年),差距較大。電池管理系統(tǒng)(BMS)異常是電化學(xué)儲(chǔ)能電站非計(jì)劃停運(yùn)的主要原因,停運(yùn)次數(shù)占比43%,儲(chǔ)能變流器(PCS)、電池等電站關(guān)鍵設(shè)備異常導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn),單次平均停運(yùn)時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng),分別為60.98h、55.74h。

圖3 2022年電化學(xué)儲(chǔ)能停運(yùn)次數(shù)分布情況

四是新型儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)效益亟待提升。目前,電源側(cè)的新能源側(cè)配儲(chǔ)還沒(méi)有成熟的收益模式,從新能源配儲(chǔ)電站的實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看,也反映了新能源儲(chǔ)能電站的運(yùn)行“窘相”。電網(wǎng)側(cè)的獨(dú)立儲(chǔ)能受制于政策波動(dòng),輔助服務(wù)收益無(wú)法達(dá)到預(yù)期值,容量租賃價(jià)格差異明顯,租賃期限較短,儲(chǔ)能電站收益無(wú)法長(zhǎng)期保障。替代性儲(chǔ)能的收益還有待于納入輸配電成本的政策支持。用戶側(cè)儲(chǔ)能主要收益方式包括峰谷套利、需量電費(fèi)管理、動(dòng)態(tài)增容、需求側(cè)響應(yīng)等,目前,峰谷套利是用戶側(cè)儲(chǔ)能最主要的盈利方式,在峰谷差價(jià)比較大的省份,效益較好。

三、電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)下一步發(fā)展建議

電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的喜反映了電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)快速發(fā)展的現(xiàn)狀,電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的憂反映了電化學(xué)儲(chǔ)能電站健康可持續(xù)發(fā)展需要解決的問(wèn)題,需要引起各方的高度關(guān)注。

一是要建立儲(chǔ)能價(jià)值的市場(chǎng)機(jī)制措施。要公平合理評(píng)價(jià)新型儲(chǔ)能電站與抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的作用,本著“同責(zé)任、同義務(wù),同作用,同收益”的原則,出臺(tái)新型儲(chǔ)能電站的容量電價(jià)機(jī)制。持續(xù)完善儲(chǔ)能參與中長(zhǎng)期交易、現(xiàn)貨和輔助服務(wù)、需求響應(yīng)等各類電力市場(chǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)入條件、交易機(jī)制、結(jié)算方式,豐富拓寬儲(chǔ)能參與市場(chǎng)交易品種,適度拉大現(xiàn)貨市場(chǎng)峰谷價(jià)差,為儲(chǔ)能發(fā)展提供穩(wěn)定的市場(chǎng)空間,形成新型儲(chǔ)能電站在電力市場(chǎng)中的價(jià)值發(fā)現(xiàn)機(jī)制和收益實(shí)現(xiàn)機(jī)制。針對(duì)獨(dú)立/共享儲(chǔ)能建立資源共享機(jī)制,開(kāi)展資源需求、容量配備等市場(chǎng)信息撮合服務(wù),解決當(dāng)前容量租賃各方信息不對(duì)稱的現(xiàn)象。

二是科學(xué)合理規(guī)劃各地儲(chǔ)能建設(shè)。當(dāng)前各地的新能源配儲(chǔ)要求極大地刺激了各類儲(chǔ)能的建設(shè)規(guī)模,一方面對(duì)于快速推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和成本的降低發(fā)揮了重要作用,但另一方面造成了多個(gè)區(qū)域的儲(chǔ)能利用率低下的問(wèn)題。當(dāng)前,應(yīng)以發(fā)揮儲(chǔ)能電站應(yīng)有作用為導(dǎo)向,進(jìn)一步確定新能源配儲(chǔ)的原則,建立基于地區(qū)電源裝機(jī)、電力負(fù)荷、調(diào)峰調(diào)頻等條件,結(jié)合已建儲(chǔ)能電站實(shí)際數(shù)據(jù)和地方儲(chǔ)能規(guī)劃,動(dòng)態(tài)進(jìn)行政策實(shí)施效果評(píng)估,引導(dǎo)儲(chǔ)能電站建設(shè)。

三是加快建設(shè)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全監(jiān)測(cè)體系。要按照國(guó)家能源局《關(guān)于加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全管理的通知》要求,加快建立集團(tuán)級(jí)、電站級(jí)的電站安全監(jiān)測(cè)信息平臺(tái),加強(qiáng)對(duì)電池運(yùn)維安全監(jiān)測(cè)及評(píng)估,制定嚴(yán)格的安全防范措施,切實(shí)提高電站運(yùn)維水平,避免各類潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。對(duì)于電池安全,要嚴(yán)格落實(shí)電池產(chǎn)品抽查機(jī)制,保障電池產(chǎn)品質(zhì)量的一致性;高度重視新能源配儲(chǔ)的產(chǎn)品質(zhì)量,特別是使用梯次利用電池的電站安全管理。要制定嚴(yán)格安全防范措施,保障電站在建設(shè)安裝調(diào)試及檢修維護(hù)環(huán)節(jié)的安全,避免潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患。

四是建立科學(xué)合理的新型儲(chǔ)能電站評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。新型儲(chǔ)能電站的效益的發(fā)揮是服務(wù)于電力系統(tǒng)運(yùn)行,服從電網(wǎng)調(diào)度,上網(wǎng)電量是建立在下網(wǎng)電量的基礎(chǔ)上,因此,這些儲(chǔ)能電站的特性與常規(guī)水電、火電不同,需要建立與儲(chǔ)能電站特性相適應(yīng)的電站運(yùn)維效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。新型儲(chǔ)能電站的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系要站在電力系統(tǒng)的需要確定相關(guān)指標(biāo),要反映電網(wǎng)調(diào)度需要和新能源消納效果;要根據(jù)新型儲(chǔ)能不同場(chǎng)景確定不同指標(biāo),針對(duì)調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用等不同場(chǎng)景建立不同的評(píng)價(jià)指標(biāo);要站在提升產(chǎn)品質(zhì)量需要確定相關(guān)指標(biāo),針對(duì)電池?cái)?shù)量巨大、產(chǎn)品類型眾多的特點(diǎn)建立產(chǎn)品標(biāo)識(shí)指標(biāo)體系;要根據(jù)不同層級(jí)需求建立有針對(duì)性的指標(biāo)體系,服務(wù)于國(guó)家監(jiān)管需要建立基本的指標(biāo)體系,服務(wù)于行業(yè)對(duì)標(biāo)需要建立合理的指標(biāo)體系,服務(wù)企業(yè)自身需要建立完備的指標(biāo)體系。

原標(biāo)題: 當(dāng)下電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的喜與憂
 
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