2019年全球儲能市場回顧--全球儲能 增速遇冷 趨勢不冷
發布時間:2020-01-14 10:37:00
關鍵詞:動力電池儲能

中國能源研究會儲能專委會 秘書長 張靜


在經歷了2018年全球電化學儲能市場的迅猛發展之后,市場增速開始理性的回落調整。正如中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)研究部和咨詢公司Wood Mackenzie所預料,處于商業化初期的電力儲能產業規模尚不能持續高位增長,一輪高速發展之后,必將出現回調。


根據CNESA全球儲能項目庫初步統計,截止到2019年底,包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能和熔融鹽儲熱在內的全球儲能累計裝機規模為182.8GW,年增長率為0.99%;其中電化學儲能的累計裝機規模為8089.2MW,年增長率22.1%,較2018年126.4%的高增長有所回落,但仍維持了前幾年全球市場的平穩發展態勢。但從正在整理中的四季度新增規???,全球市場似乎又進入了下一輪高增長的預備期。CNESA數據顯示,全球第四季度電化學儲能新增裝機規模為490.8MW,環比增長有望超過200%。


2019年,縱觀全球儲能市場的發展,可以發現儲能應用在不斷深化、廠商加緊布局、更多政策出臺從直接補貼或以市場化方式支持儲能、技術創新在繼續、資本市場深度參與業務發展;同時也有不少儲能系統安全性、產品性能、系統成本過高、現有電力市場監管政策和規則需要重新定義儲能的參與作用和價值等問題也暴露了出來。CNESA研究部通過對全年市場信息的跟蹤和分析,總結了2019年全球儲能市場的六大趨勢。


光儲應用成主流,可再生能源場站標配儲能或成趨勢


近年全球光伏發電比例不斷增加,為保障電能質量、提升電網的靈活性、提高分布式光伏自發自用比例,降低用戶的用電成本,又加之鋰離子電池系統成本的大幅下降,循環壽命不斷提高等原因,光伏整合儲能技術的系統建設成為儲能全球應用的主流。這一應用在美國、英國、澳大利亞、中國以及一些新增儲能項目的國家非常明顯。


以美國為例,內華達州公用事業委員會(PUCN)已批準Quinbrook與NV Energy簽訂為期25年的PPA,用于克拉克的690 MW AC Gemini太陽能+電池存儲項目。該項目將展示將光伏技術與儲能相結合的能力,以捕獲和利用內華達州豐富的可再生太陽能資源,為NV Energy的客戶提供低成本的電力,在太陽下山后長時間保持照明,并可以為內華達州電力需求激增的傍晚高峰期進行調度。美國能源公司PacifiCorp發布了其長期能源計劃草案,首次將電池儲能確定為最低成本組合的一部分,到2025年規劃的所有儲能資源都將與新型太陽能發電相配套。


包括韓國、美國、中國、日本、澳大利亞、英國、法國、蘇格蘭、新西蘭、智力等國在可再生能源場站增加儲能單元,有助于形成儲能與可再生能源發電標配的大趨勢,儲能的加入被普遍認為是可再生能源中最有希望的技術進步,并對于實現這些國家的低碳、零碳目標至關重要。項目建設為當地帶來了更多的就業機會和經濟發展價值。


例如,Iberdrola英國子公司Scottish Power將在蘇格蘭539MW的Whitelee陸上風力發電項目基礎上,再增加一塊50MW的鋰離子電池,這將是英國最大的鋰離子電池項目之一。儲能電池將為電網提供“無功功率和頻率響應”,并在高需求或低風速時提供綠色電力。這將是英國第四個安裝儲能的風能項目。


Tesla在南澳大利亞建設的129 MWh 的Hornsdale電池儲能系統可以提供電網安全性保障、調整風電場出力、參與輔助服務。2018年1月,發生電網跳閘事件后,維州和南澳州的電力現貨價格猛漲至12900澳元/MWh和14200澳元/MWh。Hornsdale儲能選擇在價格尖峰時刻出力,在時間軸上利用自身快速的充放電性能曲線跟隨現貨價格波動曲線,低買高賣,獲得了巨大的經濟收入。另外,根據澳大利亞能源市場運營商(AEMO)公布的數據,這套儲能系統獲得了調頻輔助服務(FCAS)所有收入的55%,也使南澳8個FCAS市場的輔助服務價格降低了90%,給開發商增加收入的同時也為電力消費者節省約4000萬美元。儲能系統的良好性能和經濟性潛能給可再生能源配置儲能模式的推廣以信心,澳大利亞正在積極部署更多的風光儲項目。


現階段在國際市場,許多光伏或是風電配置儲能的項目還能夠得到政府的補貼或者無息、低息貸款。這也緩解了項目建設初期的資金壓力,推動了光儲、風儲項目的實施,趨近了全球多國清潔能源高比例發展的目標。


儲能在參與傳統能源替代中嶄露頭角


根據美國咨詢公司Wood Mackenzie的研究結果,2022年之后,全生命周期的4小時儲能系統建設成本與燃氣電站相比,已經具有很強的競爭力。根據AEMO和CSIRO的預測,到2020年,風電或光伏配置2小時電池儲能的平準化成本(LCOE)在某些場景下能夠與燃氣調峰機組相競爭。儲能系統成本的下降、傳統能源價格上升以及國家對清潔能源應用的要求使得獨立儲能系統、傳統發電廠與儲能結合或可再生能源場站配置儲能替代老舊傳統能源成為可能。根據IRENA和Navigant Research的研究,在美國,光儲的平準化度電成本($23-36/MWh)已經低于核電和煤電,接近燃氣聯合循環機組,替代傳統發電機組的趨勢明顯。


AES Alamitos(AES公司的子公司)宣布,將為Alamitos Energy Center(AEC)建設一個100MW/400MWh的電池儲能系統,作為對現有AES Alamitos電站更新替換工程的一部分。就目前情況,通過高效的聯合循環燃氣輪機與電池儲能系統的結合來替代老舊的燃氣調峰電站,以滿足峰值電力需求是可行的。


印第安納州、紐約州、夏威夷、澳大利亞、以及一些海島國家也紛紛實施或規劃儲能參與清潔能源供電系統或通過儲能參與傳統電廠的運行來逐步替代傳統能源。


用戶側光儲系統為虛擬電廠的發展奠定基礎


戶用或工商業光儲形成的大規模、分布式用戶側儲能系統正在被積極地用作虛擬電廠(VPP)建設的基本元素。虛擬電廠的優勢是可降低對發電設備的初期投資,并提高日后靈活購買光伏電力的能力。通過虛擬電廠也為業主提供余電使用的用電方式,從而達到合理電力調配的目的。


根據日本經濟產業省相關數據,其國內可供虛擬電廠收集的太陽能電力規模預計將在30年內增加到37.7GW,相當于37個大型火力發電站的發電量,可見作為電力調配的虛擬電廠勢必有大發展。京瓷、羅森等企業也已紛紛投資虛擬電廠。2019年10月,南澳大利亞數百戶家庭光儲系統形成的虛擬電廠項目,通過向澳大利亞全國電力市場供能,成功地應對了昆士蘭州發生的一次大規模斷電事故。目前,該虛擬電廠已安裝了900多個系統,由Tesla牽頭,得到了南澳政府和能源零售商Energy Locals的支持。


盡管虛擬發電廠還處于發展初期階段,但它已經展現出為大型常規發電機提供電網支持的能力;同時也證明了通過協調戶用電池充放電,可以使包括其他消費者在內的更廣泛的電力系統受益。由大量分散在用戶側的光儲系統構成虛擬電廠應用正受到多國政府和電力公司的重視,有關虛擬電廠的研究和示范也在進行中。


儲能系統起火事故引發極大關注,相關各方積極應對


鋰離子電池的安全性一直是其發展過程中的一個瓶頸。從2017年8月發生的第一次火災算起,截至2019年底韓國已經發生了27起儲能電池系統的火災事故。韓國政府叫停國內儲能電站運行,并開展事故調查。出臺的調查報告顯示,火災原因主要是來自于:電池保護系統不良、運營環境管理不良、安裝疏忽、儲能系統集成(EMS,PCS)不良等4種因素。同時調查發現,一些電池存在制造缺陷但在模擬測試中并未造成火災。事故的發生給韓國儲能系統建設以及LG化學和三星SDI的電池應用帶來很大影響。也在一定程度上使全球儲能用戶和潛在用戶對鋰離子儲能系統產生了質疑。


在一個新興領域,無論是儲能廠商還是用戶都需要正向、理性、積極地面對問題。包括中國在內的多個國家已經在儲能預警系統開發、儲能安全標準制定以及消防手段等方面展開了研究工作,美國尤其突出。


美國消防協會(NFPA)關于儲能系統火災危險和安全建設的標準NFPA 855《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》已正式發布。該標準被ANSI批準為美國國家標準。UL發布的UL 9540A,主要用來評估電池儲能系統熱失控的測試方法,如果超出NFPA 855中的容量限制或距離限制等情況,需要根據UL 9540A的測試結果,由相關部門來評估該儲能系統的火災風險。另外紐約州消防部門也發布了關于室外定置電池系統設計、安裝和應急管理程序指南。美國還有27家能源公司簽署儲能企業責任承諾,致力保障儲能安全。


政府補貼持續推動儲能系統的應用和發展


為了推動低碳社會、高比例可再生能源的發展,多個國家、地區或州政府出臺補貼政策,促進儲能的生產以及在不同領域的安裝和應用。補貼政策的持續給多國的儲能規模增加和應用擴展提供了原動力,美國加州的SGIP政策、德國、澳洲部分州政府的戶用儲能補貼政策都起到了非常好的作用。下表列舉了部分2019年典型補貼政策:


2019年全球儲能市場回顧--全球儲能 增速遇冷 趨勢不冷

信息來源:CNESA整理


儲能市場的收購、合資與合作依然活躍


企業間的并購、合資和合作增強了雙方或多方的實力,是儲能技術和應用發展的有益補充,也是豐富全球儲能應用類型和規?;l展的有力方式。中關村儲能聯盟研究部通過對2019年廠商信息的整理發現儲能市場的收購、合資、合作十分活躍,傳統的大型能源公司、電力/電網企業、儲能產業鏈上下游都在積極實現合作合資,擴大應用覆蓋,擴展海外業務,加緊對全球儲能市場的布局。


2019年市場上最有代表性的合作方式包括三類。一是大型能源集團收購新興儲能技術及系統集成商,將儲能業務契合進其傳統能源業務;如:Shell New Energies收購Sonnen,EDF公司收購Pivot Power公司。二是儲能系統集成商為擴展技術覆蓋或擴大應用類型,收購其他儲能企業,或采用合作、合資方式,如:Tesla收購Maxwell Technologies, Inc.,Stem公司與NEC公司開展合作,優化太陽能+儲能項目部署及運營,比亞迪聯合伊藤忠商事建立合資企業,發力儲能電池。最后一類是儲能系統集成商與地方電力公司或公用事業公司及其子公司進行合資或合作,布局儲能業務或跨國儲能應用,如:SolarEdge與AGL就住宅側電池項目達成戰略合作,RWE與Georgia Power簽署“太陽能+儲能”PPA 協議。


結語


與2018年126%的增長率相比,2019年全球儲能的發展速度放緩。但這并不代表儲能市場在萎縮,或是應用停滯。用高增長后理性調整的態度看待市場發展規律應該更為恰當。歐美等多國都以100%可再生能源、低碳或零碳、去煤、去核為下一步能源目標,傳統電源的關停和退出需要大規??稍偕茉吹难杆傺a充,這對電力系統的調節能力、安全保障能力形成巨大挑戰,而儲能則是應對挑戰的重要武器,也是幫助電力企業和用戶降低成本的有效工具??稍偕茉唇尤氡壤奶岣呤箖δ艹蔀殡娏ο到y的剛需,這使得儲能商業化應用能夠首先在電力市場化程度高的國家或區域得以穩步持續地發展,局部時間發展速度有可能減緩,但儲能在電力系統應用不斷深化的大趨勢不會變。


中關村儲能聯盟研究部對2019年多國儲能市場和政策進行了研究,發現在市場增速減緩的同時,儲能應用領域和類型卻日漸明晰,在英美德等國,儲能已經深度參與到電力市場各類服務中去,儲能系統可實現多重價值的優勢正在被挖掘,儲能的運行經驗正在向其他國家傳導。多國的電力監管機構也表示,正在通過多項研究和示范加深對儲能作用和價值的了解,以調整監管政策,給儲能更恰當的身份,制定相應的規則和定價機制。


另據CNESA全球儲能項目庫初步統計,從2019年四季度開始,市場似乎已開啟增速引擎;全球2020-2022年電化學儲能新增投運規劃超過16GW,市場發展仍然樂觀。我們希望2019年裝機增速減緩正是市場留給產業修煉內功、解決問題的緩沖期,儲能應用和商業化發展仍將以其積極穩健的步伐向前推進。


 加快“走出去”的步伐,積極開拓國際市場,正成為眾多儲能企業的現實選擇。如何加強本地化建設,與更多當地開發商、集成商建立戰略合作關系,都是中國企業必須破解的課題。2020年4月15-17日,第九屆儲能國際峰會暨展覽會(ESIE2020)將在北京盛大召開,同期將舉辦第二屆全球儲能運營商大會、中英儲能產業論壇、中日儲能技術研討會,展覽區域還將專門開辟“國際儲能創新展區”,將邀請美國能源部、歐洲儲能協會、澳大利亞聯邦科學與工業研究組織、德國聯邦外貿與投資署、英國大使館、芬蘭大使館、泰國大使館、愛爾蘭儲能協會、日本儲能協會、韓國儲能協會、印度儲能協會、世界銀行、亞洲投資銀行等30多家國際機構參與峰會,為中國儲能產業鏈上的各家公司,搭建了一個近距離接觸各國儲能決策者、熟悉主流與新興儲能市場的平臺。


作者: 張靜      稿件來源: 電池中國網
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