新能源電池儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)形態(tài)分析

新能源電池儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)形態(tài)分析摘要：隨著可再生能源發(fā)電比例的不斷提高，新能源發(fā)電的波動(dòng)性、間歇性和不可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)性給現(xiàn)有電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能是提高電網(wǎng)對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電接納能力的有效技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)平抑新能源出力波動(dòng)、跟蹤發(fā)電計(jì)劃、削峰填谷等功能，電池儲(chǔ)能因其獨(dú)特的性能已成為優(yōu)先發(fā)展方向之一，同時(shí)緊密結(jié)合國(guó)家新能源發(fā)展戰(zhàn)略，具備很好的推廣空間，對(duì)全國(guó)乃至全球清潔能源持續(xù)發(fā)展都具有重要示范意義。關(guān)鍵詞：電池儲(chǔ)能；國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀；儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)分析；以傳統(tǒng)化石能源為基礎(chǔ)的火電等常規(guī)能源通常按照用電需求進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電、用電的調(diào)度；而以風(fēng)能、太陽能為基礎(chǔ)的新能源發(fā)電取決于自然資源條件，難以調(diào)節(jié)控制。光伏出力具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性，大規(guī)模集中式光伏發(fā)電給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的影響，造成消納困難。儲(chǔ)能系統(tǒng)具有出力靈活可調(diào)的特點(diǎn)，可有效提高電網(wǎng)的調(diào)節(jié)靈活性，促進(jìn)光伏消納，解決大規(guī)模集中式光伏發(fā)電的送出和消納難題。1國(guó)內(nèi)外電池儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀1.1國(guó)外電池儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀2019年上半年，全球新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模802.1MW，同比增長(zhǎng)15.1%。從地域分布上看，美國(guó)新增投運(yùn)項(xiàng)目的裝機(jī)占比最大，為24.6%，同比增長(zhǎng)360.5%；從應(yīng)用分布上看，電源側(cè)新增投運(yùn)項(xiàng)目的裝機(jī)占比最大，為26.0%；從技術(shù)分布上看，鋰離子電池新增投運(yùn)項(xiàng)目的裝機(jī)占比最大，為85.7%，同比下降0.4%。美國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)的增長(zhǎng)得到商業(yè)和監(jiān)管多種因素的推動(dòng)，其中包括近期電網(wǎng)規(guī)模購電協(xié)議的增加、鋰離子電池成本的下降以及美國(guó)聯(lián)邦和各州政府對(duì)于部署太陽能儲(chǔ)能項(xiàng)目提供的激勵(lì)措施。1.2國(guó)內(nèi)電池儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀目前我國(guó)已建成多個(gè)千萬千瓦級(jí)的新能源發(fā)電基地，比如青海格爾木地區(qū)建成50MW光伏電站，配置15MW/18MWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，開發(fā)了儲(chǔ)能就地監(jiān)控系統(tǒng)，并接入D5000平臺(tái)，在省級(jí)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了光儲(chǔ)電站與其他電源的優(yōu)化調(diào)度。河北省張家口市的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，其中電池儲(chǔ)能電站出力能力達(dá)到23MW，能量存儲(chǔ)約為71MWh，多數(shù)為鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，包含46臺(tái)500kW的PCS并聯(lián)運(yùn)行。從市場(chǎng)規(guī)模來看，儲(chǔ)能規(guī)模仍將保持高速增長(zhǎng)。在“十三五”的收官之年，將延續(xù)超過70%的年增長(zhǎng)速度，到2021年，儲(chǔ)能的應(yīng)用將在全領(lǐng)域鋪開，規(guī)模化生產(chǎn)趨勢(shì)明顯推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的理性下降。隨著電力體制改革的進(jìn)一步推進(jìn)，推動(dòng)市場(chǎng)化機(jī)制和價(jià)格機(jī)制的儲(chǔ)能政策將為儲(chǔ)能應(yīng)用帶來新一輪的高速發(fā)展，市場(chǎng)需求也將趨于剛性，在此景下，2022年突破10GW，2023年接近20GW。在新能源發(fā)電富集的區(qū)域電網(wǎng)中，對(duì)電池儲(chǔ)能的容量要求通常達(dá)數(shù)十MW以上，甚至達(dá)百M(fèi)W以上。隨著電池儲(chǔ)能電站規(guī)?；?、大容量化的發(fā)展趨勢(shì)，為了提高能源利用效率，提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，對(duì)電池儲(chǔ)能電站能量管理及協(xié)調(diào)控制策略的研究具有重要意義。2儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用及市場(chǎng)分析截止2018年底，雖然中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)仍以抽水蓄能為主，但是電化學(xué)儲(chǔ)能及熔鹽儲(chǔ)熱市場(chǎng)得到了高速發(fā)展。中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)功率規(guī)模為1033.7MW，首次突破GW水平，2018年復(fù)合增長(zhǎng)率146%。裝機(jī)功率技術(shù)占比方面，磷酸鐵鋰儲(chǔ)能技術(shù)占比最高，高達(dá)57.8%，其次是鉛蓄電池（25.5%）、三元鋰電池（10.8%）。裝機(jī)容量占比方面，鉛蓄電池占比最高，高達(dá)51.7%，其次是磷酸鐵鋰（37%）、三元鋰電池（5.2%）。裝機(jī)功率占比方面，集中式新能源+儲(chǔ)能、電源側(cè)調(diào)頻、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、分布式及微網(wǎng)、用戶側(cè)（工商業(yè)削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)等）等5類應(yīng)用場(chǎng)景裝機(jī)分布比較平均，占比分別為18.5%、16.4%、24%、16.9、24.6%。裝機(jī)容量占比方面，用戶側(cè)（工商業(yè)削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)等）因高的小時(shí)數(shù)要求，裝機(jī)容量獨(dú)占鰲頭，裝機(jī)規(guī)模高達(dá)1583.0MWh，占比51.0%。2.1電網(wǎng)輔助服務(wù)電力市場(chǎng)輔助服務(wù)是指為維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證電能質(zhì)量，為發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)和電力用戶提供高的服務(wù)。包括：一次調(diào)頻、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、黑啟動(dòng)等。電網(wǎng)輔助服務(wù)主要功能分能量型和功率型，能量型服務(wù)如電力調(diào)峰、加載跟隨和黑啟動(dòng)；功率型服務(wù)如調(diào)頻輔助、電壓支持，需要在短時(shí)間內(nèi)有較大的功率或電壓輸出。隨著新能源裝機(jī)量的增長(zhǎng)，電網(wǎng)為了保持穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)平衡性，調(diào)峰和調(diào)頻需求激增。儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)是一種多贏的局面。增加電網(wǎng)調(diào)頻能力，維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，減少了火電機(jī)組的損耗，有效緩解了新能源的并網(wǎng)消納。各類儲(chǔ)能技術(shù)中，抽水蓄能是成本最低且易實(shí)線大容量建設(shè)的儲(chǔ)能方式，也是參與電網(wǎng)調(diào)峰等輔助服務(wù)的主體。但在新的電力市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)下，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行需要更多如電池儲(chǔ)能的形式參與進(jìn)來，實(shí)線快速響應(yīng)且靈活配置。2.2可再生能源并網(wǎng)做好電力消納和引入儲(chǔ)能技術(shù)是解決棄風(fēng)、棄光限電問題的兩大關(guān)鍵途徑。給予資源稟賦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的宏觀視角，著眼供需平衡，加強(qiáng)大型基地外送通道建設(shè)；其次，立足自身特性和技術(shù)演變的微觀視角，引入儲(chǔ)能技術(shù)，建設(shè)出能行分光發(fā)電場(chǎng)，提高風(fēng)光發(fā)電運(yùn)行質(zhì)量。儲(chǔ)能系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)吸收能量并適時(shí)釋放的特點(diǎn)，能有效彌補(bǔ)風(fēng)光發(fā)電及光熱發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性缺點(diǎn)，改善風(fēng)光發(fā)電場(chǎng)及光熱電站輸出功率的可控性，提升穩(wěn)定水平。此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)的合理配置還能有效增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力，增大電力系統(tǒng)的風(fēng)電穿透功率極限、改善電能質(zhì)量及優(yōu)化系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。2.3分布式及微電網(wǎng)分布式及微網(wǎng)日益成為能源領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)之一。儲(chǔ)能作為分布式發(fā)電機(jī)微網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，在該領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。1）系統(tǒng)輸出。使用儲(chǔ)能解決分布式電源中電壓脈沖、涌流、電壓跌落和瞬時(shí)供電中斷等動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題，對(duì)系統(tǒng)起穩(wěn)定作用；通過由分布式發(fā)電系統(tǒng)提供所需的平衡復(fù)合、儲(chǔ)能提供短時(shí)峰值符合的方式，平滑用戶負(fù)荷曲線。2）電源。適量的儲(chǔ)能可以在分布式發(fā)電單元不能正常運(yùn)行的情況下起備用作用。如在分布式太陽能系統(tǒng)不能發(fā)電的夜間，分布式風(fēng)電系統(tǒng)在無風(fēng)的情況下，或者其他類型的分布式發(fā)電系統(tǒng)檢修的情況下，儲(chǔ)能可以起到備用的作用。3）調(diào)度靈活度。儲(chǔ)能能夠使的不可調(diào)度的分布式發(fā)電系統(tǒng)作為可調(diào)度機(jī)組運(yùn)行，實(shí)線與大電網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行，并在必要時(shí)箱大電網(wǎng)提供削峰、緊急功率支持等服務(wù)。儲(chǔ)能容量越大，系統(tǒng)的調(diào)度就更加自由化，但需在調(diào)度自由化獲取的利益與成本之間找到平衡點(diǎn)。2.4用戶側(cè)工商業(yè)戶的削峰填谷可以為用戶節(jié)約電費(fèi)，降低峰值容量，在用儲(chǔ)能進(jìn)行削峰填谷后用戶可以節(jié)約電量電價(jià)和容量電價(jià)兩部分，效果顯著。3結(jié)語及建議從國(guó)內(nèi)及國(guó)際儲(chǔ)能市場(chǎng)來看，儲(chǔ)能的崛起與發(fā)展離不開政策的鼓勵(lì)與機(jī)制的支持。政策方面，自2011年至今，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有10余個(gè)國(guó)家或地區(qū)出臺(tái)了分布式儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策，儲(chǔ)能隨之在社會(huì)各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景展開廣泛應(yīng)用。儲(chǔ)能各類應(yīng)用場(chǎng)景涉及電力發(fā)輸配用不同環(huán)節(jié)，新能源+儲(chǔ)能、電源側(cè)輔助服務(wù)與區(qū)域發(fā)電情況密切相關(guān)，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能與發(fā)電和用電供需平衡緊密結(jié)合，而工商業(yè)削峰填谷與區(qū)域峰谷電價(jià)差及工商業(yè)發(fā)展水平關(guān)系密切?，F(xiàn)階段的中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)處于特定區(qū)域某類場(chǎng)景示范推廣階段，未來的儲(chǔ)能應(yīng)用趨勢(shì)及投融資環(huán)境與應(yīng)用場(chǎng)景的特征、區(qū)域能源結(jié)構(gòu)、用能特點(diǎn)、儲(chǔ)能政策密不可分。隨著2019年部委及兩網(wǎng)相關(guān)政