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2018年这四个地方储能市场最火_能谱网



从技术路线来看,短期之内调频领域都将会是以锂电池为主。

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随着去年首个国家级储能政策——《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》的下发,以及包括《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则》、江苏省《关于转发的通知》、《2017年度风电开发建设方案的通知》等各个地方政策的发布,国家层面和地方层面的齐发力,极大地激发了国内储能市场的活力。

这是北京睿能世纪科技有限公司创始人兼CEO牟缪峰在2018年对国内储能调频市场应用电池所作的研判。作为国内储能调频界的拓荒者和技术引领者,睿能世纪也是目前国内最先配合传统发电厂实现调频服务的储能供应商,拥有绝对话语权。

“从技术路线来看,短期之内调频领域都将会是以锂电池为主。”这是北京睿能世纪科技有限公司(下称“睿能世纪”)创始人兼CEO牟缪峰在2018年对国内储能调频市场应用电池所作的研判。

根据CNESA研究部对国内储能市场的实时跟踪,纵观今年上半年,江苏、河南、青海、广东四个省份相继发布建设大规模储能项目的消息,项目规模多在几十兆瓦级到百兆瓦级不等,共计340.5MW,已基本与2017年底国内累计投运项目规模389.4MW持平,并且与2017年国内新增投运项目规模相比,增长281%,如果这些项目年内能够如期投运,那么今年国内储能市场规模必将大幅增长,2018年将成为中国储能市场的“大热元年”。

其实,锂电池企业对储能的期待从2016年就开始。彼时,业内一直有“储能元年”“储能爆发”的声音传来,甚至到今天这种声音仍是不绝于耳。但从实际来看,储能虽然存在亿万级的市场规模,国内目前却远未达到像新能源汽车动力电池产业链爆发规模水平。客观来说,储能根据不同的细分应用场景以及国内市场环境的独特性,从今年开始,才渐渐在电网侧储能、配合传统发电厂的辅助服务市场露出苗头。

其实,锂电池企业对储能的期待从2016年就开始。彼时,业内一直有“储能元年”“储能爆发”的声音传来,甚至到今天这种声音仍是不绝于耳。但从实际来看,储能虽然存在亿万级的市场规模,国内目前却远未达到像新能源汽车动力电池产业链爆发规模水平。

上述四个省份在电源结构、用电负荷、电价结构、资源分布、支持政策等方面不尽相同,使得各地布局储能项目的侧重方向也不尽相同。

尤其在调频市场,不少业内人士认为这对储能系统运营商、集成商及其配套供应商来说,尚属于一片蓝海。除了受到国内电力改革等因素的影响,调频的高技术壁垒也阻隔了不少欲入行的企业。

尤其在调频市场,不少业内人士认为这对储能系统运营商、集成商及其配套供应商来说,尚属于一片蓝海。除了受到国内电力改革等因素的影响,调频的高技术壁垒也阻隔了不少欲入行的企业。对电网来说,发电端的供给和用电端的需求必须保持实时平衡。囿于实际过程中,使用端时间长短、频率高低等的波动使得传统发电厂无法保证真正的实时平衡,这就产生调频的需求,也导致调频每分每秒都在运行,并且功率不同。

江苏:电网侧、用户侧储能双管齐下,缓解镇江东部迎峰度夏供电压力

对电网来说,发电端的供给和用电端的需求必须保持实时平衡。囿于实际过程中,使用端时间长短、频率高低等的波动使得传统发电厂无法保证真正的实时平衡,这就产生调频的需求,也导致调频每分每秒都在运行,并且功率不同。

一般来说,区别于调峰所需要的锂电池,调频锂电池技术难度更大,尤其侧重倍率性能。比如,国内目前调频所需的锂电池倍率大都在2C以上,但调峰维持在1C以下就可以满足使用要求。

为响应江苏省关于推进供给侧结构性改革、落实“263”专项行动要求,2017年,覆盖丹阳、扬中、镇江新区等镇江东部地区供电任务的谏壁电厂3台33万千瓦已到服役年限的机组被关停,使得这一地区存在较大的电力缺口,而在近几年来夏季用电负荷持续增高的形势下,东部地区将在今夏面临前所未有的迎峰度夏供电压力。

睿能世纪储能战略部总监王澍向高工锂电形象比喻道,储能系统的接入好比给发电厂在调频机组上开了一个外挂,使得调频性能响应更快。

有业内人士认为,从储能系统运营商的角色来看,锂电池只是其采购的零部件,根据服务发电厂需求以及各省份对调频辅助服务定价机制的不同,考虑锂电池最关键的因素还是在于性价比。从寿命来看,一般6000次循环就可以满足储能调频需求,虽然钛酸锂电池在寿命方面高达上万次,却会因为成本原因被储能系统服务商拒之门外。

在此背景下,今年5月,国网江苏综合能源服务公司、许继、山东电工三方联合,计划在镇江东部地区建设大规模电网侧储能项目和用户侧储能项目,充分发挥储能设备建设周期短、配置灵活、响应速度快等优势,有效缓解供电压力。其中,电网侧储能项目,包括8个储能电站项目,基本采用磷酸铁锂电池技术,规模共计101MW/202MWh,包括中天储能、科陆电子、力信等国内知名企业均参与其中,并分割了绝大部分份额;用户侧储能项目,从当前已公布的项目看,基本以南都电源的铅炭电池项目为主,合计容量超过500MWh。

这也正是储能调频相比于传统调频的优越之处,而以锂电池配套是储能系统运营商所做的最优性价比选择。

河南:开展中部地区首个大规模电网侧储能项目

根据业内预测,一般调频功率配套需求2~3%,国内现有火电装机量11亿千瓦,若按照3%配套,将产生33GW储能电池需求。从国内现有的火电储能调频项目来看,配套的储能电池包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元等多个体系的路线。

河南是中部地区的电力大省,火电装机占比很高,截至2017年底,河南的火电装机规模为6657万千瓦,位居全国前五。为顺应能源发展新形势,加快推动能源发展方式转变,河南省人民政府办公厅在2017年,相继印发了《河南省“十三五”能源发展规划》和《河南省推进能源业转型发展方案》,明确提出把非化石能源作为新时期能源发展的主攻方向,大力推进风电项目建设,推动太阳能利用快速发展;探索建立电力辅助服务市场,引导社会资本投资、建设、运营增量配电网,积极争取开展国家电力现货交易试点。储能在促进风电、太阳能发电并网,调频辅助服务、电网调峰、延缓输配侧投资等领域发展前景可期。

▍调频辅助服务市场开放

今年二季度,河南电网首次尝试百兆瓦级电池储能在电网侧的应用,该项目是目前河南最大的电池储能项目,同时也是国家电网2017年总部科技项目涉及的三大储能项目之一,由平高集团全额投资,中国电建华中设计院承担首批整体方案设计,项目分布在河南9个地市的16个变电站,储能系统的引入,可以在电网负荷低谷时充电,电网负荷高峰时放电,此外,还可以保障风电和太阳能电力的稳定输出,提升电网安全运行效率。目前,平高集团已先后发布了两批设备招标公告,储能合计容量90MW/90MWh,力神、南都电源、科陆电子等企业均参与应标,其中,黄龙变电站和龙山变电站储能电站项目已于近日相继投入运行。

储能在调频辅助服务市场发展到现在,离不开政策的开放和睿能世纪等储能系统运营商先行者的大力推广和实践。

青海:借助储能技术创造风光资源的“风光”

首先,国内多个省份、地区频频从政策端开放储能调频市场,给予了储能调频合法身份。

青海拥有丰富的太阳能和风能资源,且开发潜力大,太阳能发电可开发量30亿千瓦,风电可开发量7500万千瓦,并且太阳能发电已成为青海继水电之后的第二大电源。随着大规模太阳能发电和风电的集中接入,由此引起的电网运行的安全稳定性问题,弃光/风问题,以及不同清洁电源之间的协调运行控制问题逐渐显现,储能作为支撑技术,在促进可再生能源并网、存储弃光/风量、参与调频/峰辅助服务等领域发展空间广阔。

囿于国内固有的电力体系、市场机制,储能调频曾长期未能受到电力集团的认可。直到2016年国家能源局的一份《关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿机制试点工作的通知》,才认可了储能作为第三方服务商参与电力辅助服务的身份。

黄河水电,作为清洁能源行业的领先者,在开创清洁能源多能互补新型发展模式、打造大规模太阳能发电和风电实证基地的同时,也开始引入储能,通过实证技术验证,积累项目数据与经验。今年6月,黄河水电100万千瓦水光风多能互补集成优化示范工程成功并网,同期建设的实证基地储能项目也顺利并网发电,储能容量20MW/16.7MWh,进一步完善实证基地功能,补充储能系统相关数据。此外,近期,黄河水电还发布了共和45万千瓦风电和乌兰10万千瓦风电配套储能项目的招标,共计30套储能单元,总容量分别为45MW/90MWh和10MW/20MWh,上述两个项目均选用了多种储能技术路线,包括磷酸铁锂、三元锂、锌溴液流电池和全钒液流电池。

随后,国内包括江苏、江西、河南、甘肃、山西、福建等多个省份都在探索储能参与电力辅助服务的模式,并且加入的省份还在增多。

广东:开创南网地区火电储能联合调频先河

今年8月2日,国家能源局南方监管局就发布《广东调频辅助服务市场交易规则》的通知,更是为国内储能界吹来了一阵新的东风。这份规则将于2018年9月1日启动试运行并正式开始结算,这意味着用电供电大省广东也开始接纳储能装置/电站作为第三方参与辅助服务。

山西一直走在国内火电储能联合调频的前列,截至2017年底,山西已投运火电+储能联合调频的项目共有3个,同时也是当时国内仅有的3个在投运的项目,分别是睿能世纪开发的京玉电厂和阳光电厂的储能调频项目,以及科陆电子参与的同达电厂储能调频项目,这3个项目中,储能容量均配置了9MW/4.5MWh。除了山西,内蒙古、河北也相继布局了火电+储能联合调频项目,其中规模最大的为科陆电子在内蒙古上都电厂的18MW/9MWh储能调频项目。储能联合火电机组提供调频辅助服务,可以有效改善火电机组的调频性能,降低机组被考核风险,增加电厂调频收益。

其次,从成功的储能调频案例来看,目前主要集中在睿能世纪和科陆电子两大企业。而初步盘点其投运的储能调频项目,他们选购的配套电池均是锂电池,具体来看,科陆电子倾向于磷酸铁锂系电池,睿能世纪选择的锂电池材料体系比较多元,包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元等。

随着电力市场改革的进一步深化,各地辅助服务市场改革的进一步推进,南网地区,以广东起步,试水调频辅助服务,出台了《广东调频辅助服务市场交易规则》,并已开展模拟运行,允许第三方辅助服务提供者与发电企业联合参与调频辅助服务市场。今年二季度,继山西、内蒙古、河北之后,广东相继发布了4个火电+储能联合调频的项目,分别是华润海丰电厂、粤电云河电厂、广州华润热电厂和国电肇庆热电厂的储能调频项目,储能容量合计57MW/28.5MWh,其中规模最大的项目为科陆电子参与的华润海丰电厂储能调频项目,储能容量30MW/15MWh。广东成为南网地区第1个、全国第4个开展火电+储能调频项目的省份。

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上述四个省份的项目中,涉及多种储能技术路线,包括三元锂电池、磷酸铁锂电池、铅炭电池、全钒液流电池、锌溴液流电池等,并且除了以往常见的储能在集中式可再生能源并网、调频辅助服务和用户侧领域中的应用之外,江苏和河南首次开启了国内百兆瓦级储能在电网侧的应用,这也有望带动储能在其他地区乃至全国范围内电网侧中的规模化应用。

▲睿能世纪、科陆电子火电储能联合调频项目一览表(来源:储能100人)

另外,从江苏和河南的电网侧项目中,可以看到电网公司在项目中发挥了积极作用,作为储能的重要用户,电网公司为了解决自身的一些刚性需求,利用各自掌握的优势资源,开始发力布局储能。虽然在现行市场机制条件下,储能在电网侧中的一些应用价值尚未得到体现和量化,但此次电网公司的“重拳出击”,势必释放出积极信号,一定程度上给予了“艰难中前行”的储能企业信心,同时也可以为市场规则设计者提供多维度参考价值,从而进一步推进国内储能市场的规模化发展。

无疑,这对国内布局储能市场的动力电池企业来说,是一次很好的业务拓展机会。据测算,电池储能系统单位时间内功率爬坡能力是火电燃煤机组的3倍以上,即调频能力相当于3倍功率火电机组。一般调频功率配套需求2~3%,国内现有火电装机量11亿千瓦,若按照3%配套,将产生33GW储能电池需求。

▍配套锂电池性能需求是什么?

根据调频配合发电厂的服务特性,包括睿能世纪、科陆电子、比亚迪等企业的业内共识是,储能调频系统配套的锂电池性能考核关键集中在寿命、倍率、安全、性价比等几个维度。

一般来说,区别于调峰所需要的锂电池,调频锂电池技术难度更大,尤其侧重倍率性能。比如,国内目前调频所需的锂电池倍率大都在2C以上,但调峰维持在1C以下就可以满足使用要求。

科陆电子旗下合资公司无锡陆金新能源总经理周涵就曾对高工锂电表示如下观点。

与调峰相比,调频储能市场对锂电池的要求较高。具体而言,调峰储能对锂电池更多的要求在于长寿命;调频储能对电池倍率要求很高。一般来说,调频储能系统锂电池充放电倍率性能需要满足在2-3C之间。倍率提高后,对电池温控管理水平也会相应提升。

同时,两种应用对于能量管理的要求也不一样。由于目前国内电力市场还未达到美国的市场化水平,电价结构比较单一,所以用户侧储能应用控制逻辑很简单,根据峰谷平电价设定充放时间就可以实现。

调频区别于用户侧调峰,并不是说储能系统提供商可以主动设定在某个或某几个时间段进行调控,而是需要匹配电网实时释放的信号。因为调频时时刻刻都在运行,每一分每一秒都在进行调节,这也是其要求高倍率锂电池的最主要原因。

有业内人士补充认为,从储能系统运营商的角色来看,锂电池只是其采购的零部件,根据服务发电厂需求以及各省份对调频辅助服务定价机制的不同,考虑锂电池最关键的因素还是在于性价比。从寿命来看,一般6000次循环就可以满足储能调频需求,虽然钛酸锂电池在寿命方面高达上万次,却会因为成本原因被储能系统服务商拒之门外。

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