國(guó)內(nèi)大儲(chǔ)市場(chǎng)發(fā)展迅速,多家儲(chǔ)能品牌依托國(guó)內(nèi)渠道資源加大出貨布局。2021年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能出貨寧德時(shí)代遙遙領(lǐng)先,儲(chǔ)能PCS出貨上能電氣、科華數(shù)據(jù)增長(zhǎng)迅速。另一方面,各類新技術(shù)迭出,共同促進(jìn)大儲(chǔ)行業(yè)持續(xù)發(fā)展。高壓級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能在大容量場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)顯著;儲(chǔ)能電站火災(zāi)頻發(fā),政策不斷強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能安全,液冷、全氟己酮方案受到關(guān)注;新的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展,鈉離子電池儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)等產(chǎn)業(yè)化不斷加速;新的物理儲(chǔ)能技術(shù)層出不窮,光熱儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等示范項(xiàng)目逐步落地。
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)包括:1、儲(chǔ)能系統(tǒng):包含電池、PCS、BMS、EMS等多個(gè)環(huán)節(jié),具體標(biāo)的包括寧德時(shí)代、億緯鋰能、陽(yáng)光電源、南都電源、科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)等,其中龍頭公司寧德時(shí)代、比亞迪、陽(yáng)光電源、錦浪科技等出口海外較多;2、工程EPC、并網(wǎng)檢測(cè)、后期運(yùn)維:具體標(biāo)的包括南網(wǎng)科技、阿特斯、林洋能源、寶光電氣、萬(wàn)里揚(yáng)、電科院等。
儲(chǔ)能電池
儲(chǔ)能電池材料體系以磷酸鐵鋰為主,電池向大容量方向持續(xù)演進(jìn)。根據(jù)工信部要求,儲(chǔ)能型電池能量密度≥145Wh/kg,電池組能量密度≥110Wh/kg。循環(huán)壽命≥5000次且容量保持率≥80%。當(dāng)前的電化學(xué)儲(chǔ)能尤其是鋰電儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新變革周期,大電芯、高電壓、水冷/液冷等新產(chǎn)品新技術(shù)逐漸登上舞臺(tái),儲(chǔ)能系統(tǒng)向大容量方向在持續(xù)演進(jìn),同時(shí)鈉離子電池在未來(lái)憑借成本優(yōu)勢(shì)可能占據(jù)一席之位。
全球儲(chǔ)能電芯中國(guó)廠商出貨領(lǐng)先,寧德時(shí)代出貨量全球第一。根據(jù)測(cè)算,2021年全球儲(chǔ)能電芯出貨量59.9GWh,其中寧德時(shí)代作為最大電芯供應(yīng)商占據(jù)榜首,出貨量16.7GWh,占比達(dá)27.9%;派能科技作為戶儲(chǔ)龍頭,出貨1.5GWh,占比2.6%。我們預(yù)計(jì)2022年全球出貨114.9GWh,同增91.9%,其中寧德時(shí)代出貨45.0GWh,同增169.5%;派能科技出貨3.5GWh,同增127.3%。
根據(jù)測(cè)算,預(yù)計(jì)2022-2023年全球儲(chǔ)能電芯出貨122.5/219.6GWh,同增101%/79%;其中,寧德時(shí)代作為最大電芯供應(yīng)商占據(jù)榜首,我們預(yù)計(jì)寧德時(shí)代2022-2023年出貨50/100GWh,同增199%/100%,占比40.8%/45.5%,龍頭地位穩(wěn)固。
逆變器技術(shù)
在逆變器技術(shù)領(lǐng)域,直流1500V取代傳統(tǒng)1000V架構(gòu)成為趨勢(shì),電站級(jí)滲透較快。2021年國(guó)內(nèi)光伏直流電壓等級(jí)為1500V的市場(chǎng)占比約49.4%,1000V市場(chǎng)占比50.6%。拆分來(lái)看,分布式光伏中1000V電壓仍為主流,21年戶用全部采用1000V等級(jí)系統(tǒng),工商業(yè)有80%采用1000V等級(jí)系統(tǒng)。1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯,1500V系統(tǒng)核心產(chǎn)品為1500V儲(chǔ)能PCS。1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度、功率密度將在原來(lái)的基礎(chǔ)上可提升35%+,系統(tǒng)成本降低5%+,系統(tǒng)效率提高0.3%+。40尺的集裝箱+280Ah的電芯下,1000V的電池最大裝機(jī)容量為3.3MWh,1500V可以提高到4.5MWh,除了PCS、電池、輔助配件成本可以減少外,人工、地基和土地成本也會(huì)大幅下降。近期大型項(xiàng)目,1500V滲透率已超過(guò)2/3。代表廠商有:陽(yáng)光、上能、科華。其中上能電氣包攬了山東5個(gè)百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的1500V PCS。
逆變器技術(shù)應(yīng)用層出不窮,組串式PCS開(kāi)始規(guī)模化應(yīng)用。組串PCS彌補(bǔ)集中式不足,開(kāi)啟規(guī)模化應(yīng)用。業(yè)內(nèi)目前電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要采取集中式PCS,多組電池并聯(lián)將引起電池簇之間的不均衡,久之并聯(lián)電池簇中會(huì)出現(xiàn)一部分電池實(shí)際出力不足,而另一部分超出倍率使用的現(xiàn)象,造成“木桶”效應(yīng);而組串式PCS可以實(shí)現(xiàn)簇級(jí)管理,提升系統(tǒng)壽命,提高全壽命周期放電容量,規(guī)模化應(yīng)用趨勢(shì)已見(jiàn)雛形。應(yīng)用實(shí)例1-2:華能黃臺(tái)100MW/200MWh項(xiàng)目,是國(guó)內(nèi)首個(gè)采用組串式PCS架構(gòu)的大型儲(chǔ)能電站(PCS由上能提供);此外山東德州林洋光儲(chǔ)3MW/6MWh項(xiàng)目也采用該系統(tǒng)架構(gòu)(華為提供整套系統(tǒng))。應(yīng)用實(shí)例3:國(guó)電投油城大慶200MW光儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。上能電氣為基地提供了230臺(tái)250kW組串一體機(jī)、數(shù)十臺(tái)225kW與175kW組串式逆變器以及3.125MW集中式一體機(jī)、3.15MW集散式一體機(jī)等多款機(jī)型逆變器。其中250kW組串式逆變器一改傳統(tǒng)常規(guī)的分散安裝方式,通過(guò)1MW集成平臺(tái)設(shè)計(jì)、進(jìn)行集中式運(yùn)維管理模式,大大節(jié)省了時(shí)間和人力,提升了運(yùn)維效率。
華為將數(shù)字信息技術(shù)與光伏技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)相融合,首次提出對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行組串化、智能化、模塊化設(shè)計(jì)的全新理念,實(shí)現(xiàn)電池模組級(jí)精細(xì)化管理,產(chǎn)生更多放電量(電池配置減少13%,電池壽命提升50%),達(dá)到更優(yōu)投資(初始配置降低30%),極簡(jiǎn)運(yùn)維(25年運(yùn)維成本減少5000萬(wàn)元),安全穩(wěn)定性提升(可用度提升至99%),整體LCOS降低20%以上,最終助力實(shí)現(xiàn)從光伏平價(jià)邁向光儲(chǔ)平價(jià)。缺點(diǎn)是目前PCS成本較高,但有很大降價(jià)空間,參考組串式光伏逆變器。代表廠商:華為、上能、盛弘。
頭部企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯,后進(jìn)者競(jìng)爭(zhēng)激烈,儲(chǔ)能變流器市場(chǎng)格局仍未定。根據(jù)CNESA,2018-2021年我國(guó)排名前十的儲(chǔ)能變流器成商企業(yè)不斷更迭,除上能電氣、陽(yáng)光電源、科華數(shù)據(jù)等少數(shù)企業(yè)多年保持領(lǐng)先外,新進(jìn)入者層出不窮。未來(lái)隨著市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展,我們認(rèn)為擁有產(chǎn)品、渠道、成本優(yōu)勢(shì)的企業(yè)仍將受益行業(yè)高增速,最終脫穎而出。
電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面,大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案優(yōu)勢(shì)顯著。隨著儲(chǔ)能集成系統(tǒng)容量增加,傳統(tǒng)串聯(lián)升壓方案會(huì)面臨多種問(wèn)題:大容量下所需電芯數(shù)量眾多,安全風(fēng)險(xiǎn)較大;隨著電芯循環(huán)次數(shù)增加,電芯本體差異化逐步體現(xiàn),系統(tǒng)一致性變差;受上述兩因素制約,系統(tǒng)單機(jī)容量通常有限,隨著并聯(lián)設(shè)備增加,二次通信、協(xié)調(diào)控制變得更加復(fù)雜。大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案優(yōu)勢(shì)凸顯:高壓級(jí)聯(lián)方案由多個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成,采用去并聯(lián)組合,每個(gè)儲(chǔ)能單元輸出幾十到幾百伏電壓,將電池堆離散化,既大幅度降低了電池堆電量,減少了電池堆內(nèi)電池單體數(shù)量,又大幅提高了系統(tǒng)容量,提升系統(tǒng)安全性。目前國(guó)內(nèi)掌握高壓級(jí)聯(lián)技術(shù)的企業(yè):國(guó)電南瑞、金盤(pán)科技、智光電氣、四方股份、新風(fēng)光等幾家,其中金盤(pán)科技產(chǎn)品高壓級(jí)聯(lián)方案落地較快、容量更大,相關(guān)產(chǎn)品率先發(fā)布并已獲得1.35億訂單。
儲(chǔ)能安全
近年來(lái),儲(chǔ)能電站火災(zāi)頻發(fā),溫控?zé)峁芾怼?chǔ)能消防受到重視,行業(yè)政策接連出臺(tái),儲(chǔ)能消防系統(tǒng)發(fā)展加速。鋰離子電池中金屬鋰是已知元素(包括放射性元素)中金屬活動(dòng)性最強(qiáng)的,在汽車(chē)領(lǐng)域熱失控現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,給鋰電池在儲(chǔ)能上的應(yīng)用埋下了安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年全球已發(fā)生超17起儲(chǔ)能著火事故,2021年以來(lái)國(guó)家已經(jīng)發(fā)布了多個(gè)涉及儲(chǔ)能消防安全的政策,新標(biāo)準(zhǔn)下儲(chǔ)能消防的重要性不斷突顯。
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成
在儲(chǔ)能系統(tǒng)集成領(lǐng)域,集成商玩家眾多,多種模式并存,現(xiàn)在主要有三種模式:
Ⅰ、全產(chǎn)業(yè)鏈布局:電芯、PCS、BMS、EMS均為自產(chǎn),國(guó)內(nèi)代表企業(yè)為比亞迪。Ⅱ、專業(yè)集成:集成商從外部采購(gòu)部件,專做系統(tǒng)集成,該模式國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,國(guó)外Doosan、IHI等為代表;Ⅲ、基于自身產(chǎn)品,由單純?cè)O(shè)備供應(yīng)商向系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型:該模式國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多,代表企業(yè)有:1.光伏逆變器切入PCS的生產(chǎn)商錦浪科技、固德威、德業(yè)科技等;2.動(dòng)力電池切入儲(chǔ)能電池的生產(chǎn)商億緯鋰能、鵬輝能源等;3.由電力設(shè)備、電子設(shè)備切入PCS/BMS/EMS等部件的生產(chǎn)商金盤(pán)科技、科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)、寶光股份、科陸電子等。復(fù)盤(pán)美國(guó)市場(chǎng),可以發(fā)現(xiàn)主流集成廠商采用上述三種模式的均有案例。
項(xiàng)目資源、客戶資源是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的重要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。在項(xiàng)目資源方面,對(duì)集成商而言,已建設(shè)的項(xiàng)目、已獲取的訂單是對(duì)公司既有實(shí)力的有效證明,對(duì)未來(lái)訂單獲取具有指引作用。同時(shí),長(zhǎng)期來(lái)看,儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)點(diǎn)資源有限。
在客戶資源方面:
1、從項(xiàng)目獲取看,目前發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求主要仍來(lái)自新能源強(qiáng)制配儲(chǔ),而電力集團(tuán)是風(fēng)電、光伏開(kāi)發(fā)的主力軍,也是招標(biāo)項(xiàng)目的主要來(lái)源。儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商正通過(guò)戰(zhàn)略合作尋求與業(yè)主的深度綁定,2021年華為、陽(yáng)光電源等紛紛與“兩網(wǎng)”、“五大六小”等電力集團(tuán)以及地方政府等簽訂系列戰(zhàn)略合作協(xié)議,以求在項(xiàng)目獲取上能有更大優(yōu)勢(shì)。2、從收益核算看,獨(dú)立儲(chǔ)能與共享儲(chǔ)能要參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)交易必須接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度,有相關(guān)資源企業(yè)在后期市場(chǎng)交易中更有可能處于有利地位。分析對(duì)比主要儲(chǔ)能集成商的項(xiàng)目、客戶資源,可以發(fā)現(xiàn)主要企業(yè)均與主要電網(wǎng)集團(tuán)建立了合作關(guān)系,除此之外,科華數(shù)據(jù)、海博思創(chuàng)、科陸電子等在工商業(yè)側(cè)、居民側(cè)潛力更大,長(zhǎng)期在共享儲(chǔ)能等項(xiàng)目獲取中可能獲利。在項(xiàng)目上,陽(yáng)光電源、海博思創(chuàng)等龍頭已具有GWh以上項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn),先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯;同時(shí),后起之秀金盤(pán)科技、科陸電子等訂單獲取能力較強(qiáng);此外,行業(yè)需求強(qiáng)勁,企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)力度較大,金盤(pán)科技、智光股份現(xiàn)有產(chǎn)能均超GWh,仍處于擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程中。
儲(chǔ)能集成商玩家眾多,參與環(huán)節(jié)有差異化。儲(chǔ)能集成商通常在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)全線布局,但通過(guò)對(duì)已有項(xiàng)目、在手訂單拆分,我們認(rèn)為不同企業(yè)仍各有側(cè)重,市場(chǎng)呈現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。具體可從三側(cè)、國(guó)內(nèi)外兩個(gè)維度區(qū)分:
儲(chǔ)能新技術(shù)
Ⅰ、鈉離子電池商業(yè)進(jìn)程加速
因?yàn)榭捎觅Y源豐富,鈉電池性能優(yōu)于鋰電池,綜合性價(jià)比較高。鈉電池快充性能優(yōu)異(常溫下充電15min電量即可達(dá)到80%)、低溫性能良好,常溫條件下循環(huán)壽命為4k-5k次,能量密度持平鐵鋰。2022年全球已探明的鋰資源量約為8900萬(wàn)噸,一半以上分布于南美洲,我國(guó)鋰資源總量為510萬(wàn)噸,全球占比僅為6%,65%的鋰原料需要進(jìn)口。而鈉的地殼豐度遠(yuǎn)高于鋰且廣泛分布于全球各地,海水中即含有豐富的氯化鈉。
鈉電池相較鐵鋰和5系三元單瓦時(shí)成本分別下降45%-55%左右,商業(yè)化進(jìn)程加速。我們假設(shè)鈉離子電池電芯材料、殼體材料用量以及制造費(fèi)用和磷酸鐵鋰電池一致,采用層狀氧化物和普魯士藍(lán)的鈉電池電芯單wh材料成本分別為0.27/0.22元,若計(jì)入箱體和制造費(fèi)用,假設(shè)合格率為90%,則單wh成本分別為0.47/0.42元,相較磷酸鐵鋰電池的單wh成本(0.8元)和NCM523電池(1.04元)分別有45%和55%左右的降幅。
代表廠商包括NatronEnergy、NAIADES、FARADION、鈉創(chuàng)新能源、中科海納、寧德時(shí)代。Ⅱ、液流電池長(zhǎng)時(shí)性能更優(yōu)液流電池正負(fù)極電解液分離,性能優(yōu)異,鐵鉻、全釩為兩大商用方向。
液流電池是正負(fù)極電解液分開(kāi),各自循環(huán)的一種高性能蓄電池,具有容量高、使用領(lǐng)域(環(huán)境)廣、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。根據(jù)電極活性物質(zhì)的不同可分為鐵鉻、全釩、鋅溴等,鐵鉻和全釩兩種為目前主流商用方向。
鐵鉻電池循環(huán)壽命超長(zhǎng),運(yùn)行溫區(qū)較廣,降本在即。2022年全球鉻鐵礦資源量約120億噸,南非占據(jù)半壁江山,我國(guó)與鉻礦開(kāi)采國(guó)均保持正常的貿(mào)易合作,供應(yīng)格局尚可。鐵鉻液流電池毒性和腐蝕性較低,理論循環(huán)次數(shù)可達(dá)萬(wàn)次以上,整體使用壽命可以達(dá)到20年以上,成本方面,未來(lái)綜合成本或可接近抽水蓄能。
全釩電池性能優(yōu)異,可用釩資源豐富,但成本較高。我國(guó)釩資源豐富,2022年全球已探明的釩資源量約為6300萬(wàn)噸,我國(guó)釩資源總量為950萬(wàn)噸,全球占比15%,2020年中國(guó)攀鋼集團(tuán)公司釩企業(yè)產(chǎn)能(折合成V2O5)世界排名第一。釩電池安全性高,循環(huán)壽命高達(dá)16000次,擴(kuò)容能力強(qiáng),適合大型儲(chǔ)能場(chǎng)景,且電解液便于回收,效率75%以上。全釩電池能量密度同時(shí)成本較高。
Ⅲ、光熱儲(chǔ)能:調(diào)峰調(diào)頻優(yōu)勢(shì)獨(dú)具
光熱發(fā)電作為儲(chǔ)能具有天然優(yōu)勢(shì)。
太陽(yáng)能光熱發(fā)電機(jī)組既具備同步電源特性,同時(shí)配置了熱儲(chǔ)存系統(tǒng),因此既有一次調(diào)頻的功能,同時(shí)也能進(jìn)行二次調(diào)頻。根據(jù)我國(guó)2018年投產(chǎn)的三座太陽(yáng)能光熱發(fā)電示范項(xiàng)目的驗(yàn)收結(jié)果,光熱機(jī)組調(diào)峰深度最大可達(dá)80%;爬坡速度快,升降負(fù)荷速率可達(dá)每分鐘3%~6%額定功率,冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間1小時(shí)左右、熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間約25分鐘,調(diào)節(jié)性能優(yōu)于煤電。
平價(jià)有望到來(lái),光伏光熱互補(bǔ)具有成本優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)中控太陽(yáng)能,以德令哈市為例,分別利用光伏+電池、光伏+抽水蓄能、光伏+塔式光熱三種技術(shù)路線來(lái)設(shè)計(jì)年發(fā)電量為400GWh/年的“發(fā)電+儲(chǔ)能”系統(tǒng):光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站為光伏配置20%熔鹽儲(chǔ)能服務(wù)可以有效解決光伏棄光問(wèn)題;同時(shí),在相同的儲(chǔ)能調(diào)峰補(bǔ)貼下,光伏+光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站的綜合上網(wǎng)電價(jià)低于光伏+鋰電池儲(chǔ)能;而當(dāng)儲(chǔ)能補(bǔ)貼高于0.12元/kWh時(shí),光伏+光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站的上網(wǎng)電價(jià)能夠小于火電脫硫標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.3247元/kWh。2021年來(lái)國(guó)家與地方層面多次出臺(tái)政策鼓勵(lì)光熱儲(chǔ)能發(fā)展,推動(dòng)其在調(diào)峰等多場(chǎng)景應(yīng)用,完善相關(guān)價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制。根據(jù)CSTA,2021年我國(guó)光熱發(fā)電類累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到538MW,占全球的7.91%。
根據(jù)CSTA,目前我國(guó)光熱示范項(xiàng)目中關(guān)鍵部件反射鏡、熔鹽國(guó)產(chǎn)化率已超過(guò)90%,吸熱管、導(dǎo)熱油國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)70%。隨著行業(yè)發(fā)展,相關(guān)企業(yè)有望持續(xù)受益。
Ⅳ、重力儲(chǔ)能:在物理儲(chǔ)能中成本占優(yōu)
重力儲(chǔ)能是一種機(jī)械式的儲(chǔ)能,主要原理是基于高度落差對(duì)儲(chǔ)能介質(zhì)進(jìn)行升降來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電過(guò)程。
重力儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì):1)初始投入成本僅需約3元/Wh,低于抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能成本。據(jù)測(cè)算,重力儲(chǔ)能度電成本約為0.5元/kWh,低于絕大部分電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng),在成本上具有優(yōu)勢(shì);2)安全性高,對(duì)建設(shè)環(huán)境要求不高,對(duì)環(huán)境破壞小;3)壽命長(zhǎng),重力儲(chǔ)能平均壽命約30-35年,接近抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能。中國(guó)天楹:我國(guó)重力儲(chǔ)能先行者,首個(gè)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目已簽約。2022年1月30日,中國(guó)天楹控股子公司Atlas與重力儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)發(fā)商瑞士EV公司簽署了《技術(shù)許可使用協(xié)議》,根據(jù)協(xié)議,EV授權(quán)Atlas在中國(guó)區(qū)獨(dú)家使用許可技術(shù)建造和運(yùn)營(yíng)重力儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)施。5月20日,該項(xiàng)目落戶如東,是我國(guó)首個(gè)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目,規(guī)模為26MW/ 100MWh,項(xiàng)目的簽約有望加快我國(guó)重力儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)展。
Ⅴ、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已較為成熟
壓縮空氣儲(chǔ)能是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣,將空氣高壓密封在報(bào)廢礦井、儲(chǔ)氣罐、山洞、過(guò)期油氣井或新建儲(chǔ)氣井中,在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。相比興建鋼罐等壓力容器儲(chǔ)存的方式,利用鹽穴等地下洞穴建設(shè)大容量電站,將顯著降低原材料、用地等方面的成本。按照工作介質(zhì)、存儲(chǔ)介質(zhì)與熱源可以分為:傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(需要補(bǔ)燃)、帶儲(chǔ)熱裝置的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、液氣壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)等。
國(guó)內(nèi)已有壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目投產(chǎn)落地。2021年9月23日,山東肥城鹽穴先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰電站一期10MW示范電站順利通過(guò)發(fā)電并網(wǎng)驗(yàn)收,二期300兆瓦項(xiàng)目也已啟動(dòng)。2022年5月26日,金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能?chē)?guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目舉行投產(chǎn)儀式,標(biāo)志著世界首座非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站正式投入商業(yè)運(yùn)行。壓縮空氣儲(chǔ)能電站的定價(jià)機(jī)制還在探索階段,若能與抽水蓄能一樣采取兩部制電價(jià),將提高其經(jīng)濟(jì)性。
Ⅵ、飛輪儲(chǔ)能位于商業(yè)化早期
飛輪儲(chǔ)能是新型儲(chǔ)能技術(shù)之一,處于商業(yè)化早期。
通過(guò)電動(dòng)/發(fā)電互逆式雙向電機(jī),電能與高速運(yùn)轉(zhuǎn)飛輪的機(jī)械動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存。飛輪儲(chǔ)能具有使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能密度高、不受充放電次數(shù)限制、安裝維護(hù)方便、對(duì)環(huán)境危害小等優(yōu)點(diǎn),可用于不間斷電源、應(yīng)急電源、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制。但目前飛輪儲(chǔ)能還具有很大的局限性,相對(duì)能量密度低、靜態(tài)損失較大,現(xiàn)僅處于商業(yè)化早期。
飛輪儲(chǔ)能技術(shù)主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方法已經(jīng)基本明確。目前主要正處于廣泛的實(shí)驗(yàn)階段,小型樣機(jī)已經(jīng)研制成功并有應(yīng)用于實(shí)際的例子,正向發(fā)展大型機(jī)的趨勢(shì)發(fā)展,但是卻有非常多的難點(diǎn),主要集中在轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、磁軸承、功率電子電路、安全及保護(hù)特性、機(jī)械備份軸承。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)突出,應(yīng)用廣泛,隨著技術(shù)的成熟和價(jià)格的降低,將會(huì)是儲(chǔ)能領(lǐng)域的一項(xiàng)新的革命。2022年4月11日,2臺(tái)1兆瓦飛輪儲(chǔ)能裝置在青島地鐵3號(hào)線萬(wàn)年泉路站完成安裝調(diào)試并順利并網(wǎng),這是我國(guó)軌道交通行業(yè)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置。
據(jù)新聞報(bào)道,日前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》出爐,并將于7月1日正式實(shí)施。
文件規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)備設(shè)施、運(yùn)行維護(hù)、檢修試驗(yàn)、應(yīng)急處置的安全要求。文件適用于鋰離子電池、鉛酸(炭)電池、液流電池、水電解制氫/燃料電池電化學(xué)儲(chǔ)能電站的運(yùn)行、維護(hù)、檢修及安全管理,其他類型的電化學(xué)儲(chǔ)能電站參照使用。對(duì)比征求意見(jiàn)稿中“最小保護(hù)單元應(yīng)為電池模塊,每個(gè)電池模塊宜單獨(dú)配置探測(cè)器和滅火介質(zhì)噴頭”的表述,新版國(guó)標(biāo)明確為“鋰離子電池室/艙自動(dòng)滅火系統(tǒng)的最小保護(hù)單元宜為電池模塊,每個(gè)電池模塊可單獨(dú)配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管”。最小保護(hù)單元從“應(yīng)”為電池模塊改為了“宜”為電池模塊。
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