储能深度报告:经济性初具,等政策风来,待模式演进(2)
本文摘要:动力电池产业链成熟,带动锂电池价格快速下降。随着新能源汽车的发展,动力电池产业链也逐渐成熟,动力电池企业产能不断扩张,一定程度上出现了产能过剩,带动锂电池价格不断下降。2010-2018年,锂电池PACK价格由11

  动力电池产业链成熟,带动锂电池价格快速下降。随着新能源汽车的发展,动力电池产业链也逐渐成熟,动力电池企业产能不断扩张,一定程度上出现了产能过剩,带动锂电池价格不断下降。2010-2018年,锂电池PACK价格由1160美元/kWh下降至176美元/kWh(约1.2元/Wh),降幅达85%。展望未来,锂电池特别是磷酸铁锂电池产能压力继续存在,价格具备进一步下行空间。

储能深度报告:经济性初具,等政策风来,待模式演进

  系统成本不断下降,储能经济性拐点开始出现。除电池成本外,由BMS(电池管理系统)、PCS(储能变流器)和施工成本构成的BOS成本也在快速下降。根据麦肯锡数据,2012年至2017年,储能系统中电池以外的成本(BOS成本)由1500美元/MWh下降至351美元/MWh,平均每年降幅超过25%。

  业内一般认为,1.5元/wh的系统成本是储能经济性的拐点,特别是对于能量型的应用如峰谷套利、新能源配套等。由于电池成本和BOS成本的不断下降,储能系统成本已经突破这一成本线,经济性拐点已经开始出现。

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  据CNESA预测,到2019年底,中国电化学储能累计装机1.89GW,2020年底累计装机2.83GW,到2023年底累计装机19.3GW。根据BNEF的预测,到2040年,全球储能累计装机(不含抽水蓄能)将达到近1095GW/2850GWh,对应投资6620亿美元。我们认为,抽水蓄能以外的电力储能,特别是容量型储能,未来将以电化学储能为主。

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  2、 储能的应用场景:多方探索,全面开花

  储能可以全面应用于电力系统。储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、输、配、用”任意一个环节。从储能在电力系统的实际用途来看,有新能源配套、调峰、调频、其他辅助服务、峰谷套利、需求侧响应等多种用途。

  电力系统中,各方对于储能的应用都处于积极探索和尝试的状态,包括新能源电站业主、电网企业、独立储能运营商、工商业用电企业等。

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  2.1、 发电侧储能:主要用于新能源配套、火电联合调频

  2.1.1、 与新能源发电配套

  新能源装机的快速增长带来严重的消纳问题。以光伏、风电为代表的新能源装机快速增长。截至2019年上半年,我国光伏累计装机达185.59GW,风电累计装机达193GW。但是光伏、风电等新能源具有波动性、间歇性与随机性等特性,属于不稳定出力的电源,因此装机占比或发电占比达到一定程度时,会对电网的稳定性带来挑战。电网为避免不稳定会限制部分新能源的出力,从而引发了弃风、弃光现象。

  消纳问题在一定程度上影响了新能源的发展。由于消纳问题的存在,如果不配套储能,光伏、风电达到一定渗透率时将失去继续发展的条件。国家能源局发布的最新预警结果显示,风电红色预警区域包括新疆(含兵团)、甘肃地区,光伏红色预警区域为新疆、甘肃、西藏等地区。根据能源局政策,红色预警区域在预警解除前,暂停相应光伏、风电项目的开发建设,橙色预警区域当年暂停新增光伏、风电项目。而在海外的日本、印度等市场,消纳问题给光伏、风电带来的负面影响也逐渐开始显现。

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  高可再生能源渗透率离不开储能。由于风电、光伏等新能源具有波动性、间歇性、不可预测性等特点,因此新能源渗透率发展到一定程度时,必然会引起限电现象,只有配合储能的应用才能更好地消纳和平滑波动,实现更高的新能源渗透率。

  储能配合新能源已有大量成熟案例。我国首个风光储输示范工程位于河北省张家口市北部,于2011年底并网,综合运用了磷酸铁锂、液流、钛酸锂、阀控铅酸等多种技术路线,每年可以提升200小时的利用小时数,有效解决了新能源的消纳问题。近年来,还有青海共和光伏发电储能项目、鲁能集团海西州多能互补集成优化示范工程等大量新能源配套储能项目投入使用。

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  2.1.2、 火电联合调频

  储能在发电侧的另一大应用是与火电机组联合参与电网调频等辅助服务,获得相应的调频补偿收益。

  保持电力的输出与负荷端的实时平衡是电网重要的任务。频率表示交流电网中每秒钟电流方向变化的次数,经过漫长的产业演进,各国电力系统基本确定50Hz或60Hz作为频率标准(我国为50Hz)。电网是实施平衡的,对于交流电网来说,稳定的频率是电网稳定的重要指标之一,发电小于用电会导致频率上升,反之亦然。

  火电厂是调频市场最重要的参与者,新能源增长提升调频需求。全球范围内,火电仍是主要的电力供应来源,因此火电厂也是目前调频市场最重要的参与者。而随着新能源的发展,电力系统的调频需求也在不断增长。一方面,以风电、光伏为主的新能源出力波动较大,增加了对于调频的需求。另一方面,新能源渗透率的提升挤压了传统火电的空间,进而影响了电网整体的调频能力。

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