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陈永翀:专用电池开道、容量型储能为主,储能行业将迎“大变局”-乐鱼体育
发布时间:2023-12-21

网讯:“中国储能产业发展可以用两组词来形容:一是山雨欲来风满楼,一是冰火两重天。”

垂钓 老迈《能源》杂志主办的“2023能源互联网产业发展大会”平行论坛二“风光储氢与智能制造发展论坛”上,清华四川能源互联网研究院绿色储能研究所所长陈永翀表示,从传统电力系统以火电为“压舱石”到新型电力系统以储能为“压舱石”,这个转变需要有一个过程。

“一方面,媒妁 火油由‘传统’到‘新型’转变过程中,火电依然将发挥重要的调节作用,但它不能够完全取代储能的调节作用。另一方面,储能是新型电力系统的‘压舱石’,但并不意味着储能产业的发展没有天花板。”

“不客气地讲,我们今天的储能发展已经拖了新能源发电的后腿。”,陈永翀表示,一来,功率型储能只是“开胃菜”,容量型储能才是“正餐”,决定未来电化学储能的规模发展。二来,电化学储能电站不能再用动力电池作为替代,一定要有储能专用电池。

“当下,储能行业正克制 克服迎来‘大变局’。”

储能“压舱石”

“从产业定位来看,火电是传统电力系统的‘压舱石’,而储能则是新型电力系统的‘压舱石’。”

《关于建立煤电容量电价机制的通知》政策出台,宣布将自2024年 1日起建立煤电容量电价机制,将现行煤电单一制电价调整为两部制电价,引发行业参与者对新型储能发展的担忧。

陈永翀表示,实际上,这一政策的出台背景并非完全是火电灵活性改造问题。

“我国煤电基本依靠国资投资,且大量煤电建设均徒弟 枉然2000年以后完成,而煤电站的设计寿命弟子 顺序30—50年,如此大规模的投资怎样获得回报,这是非常重要的问题。”

从相关数据来看,全国煤电行业连续三年亏损,煤电企业集体步入寒冬。

2021年央企煤电业务亏损超千亿元,2022年全国火电续亏660亿元,行业内实力最强的上市煤电龙头业绩也逐步恶化,燃煤发电一度失去盈利能力。

※ 图表:2021-2023H1 我国煤电企业亏损面统计

来源:观研报告网(chinabaogao.com)

火电作为灵活性调节资源,一向都发挥着非常重要的作用。

陈永翀表示,就储能产业未来发展的普遍预估来看,似乎比较偏保守。原因流言蜚语 鸟语花香于,其中还要将煤电所发挥的重要调节作用考虑进去。

近十年来,我国储能与发电装机总量的比值变化不大,且储新比(即储能与新能源装机规模的比例)相当之低。去年仅为7.3%,与海外其他国家和地区15%左右的比例相去甚远。

棋逢对手 将信将疑储新比如此之低的情况下,还能够大规模发展新能源产业。这便与我国火电占比偏高不无关系,火电机组承担的主要调节功能发挥了重要的作用。

当然,万无一失 漫不经心“双碳目标”的背景下,储能势必作为灵活性调节资源,逐步替代部分火电,发挥更大的作用。

※ 图表:煤电灵活性改造和抽蓄调峰能力比较

来源:现场演讲PPT

“尽管储能与火电同属灵活性调节资源,常被混为一谈。然而,不容忽视的是,储能的‘储’与‘放’可以分开进行,火电机组却只具备‘放’的功能,而不具备‘储’的功能。对于‘储电’一事,火电无能为力。”

“火电是传统电力系统的压舱石,不是观点而是常识;但储能作为新型电力系统的压舱石,目前还只是一个观点,而没有形成常识。”

陈永翀表示,是观点就意味着其中仍然存其中 奇妙争议。

就政策来看,国家层面对于新型储能的战略定位是非常清晰的。

无论是《新型电力系统发展蓝皮书》特意将储能规模化布局应用体系与电力供应支撑体系、新能源开发利用体系、电力系统智慧化运行体系并列作为四大体系建设。

还是国家发改委、国家能源局去年发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》,提出到2030年,新型储能要全面市场化发展,并全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。

“这个定位是非常明确的。”

当然,从传统电力系统以火电为“压舱石”到新型电力系统以储能为“压舱石”,这个转变需要有一个过程。

陈永翀着重强调:“一方面,激烈 强劲由‘传统’的‘新型’转变过程中,火电依然将发挥重要的调节作用,但它不能够完全取代储能的调节作用。另一方面,储能是新型电力系统的‘压舱石’,但并不意味着储能产业的发展没有天花板。”

触顶“天花板”

“我们今天普遍将储能定义为‘万亿级战略新兴产业’,但目前显然远未达到万亿级的规模。”

陈永翀谈到,就储新比而言,召唤 呼唤基准情景下,2035年储新比约15%。若要维持系统弃能率为基准情景的7.9%不变,增加新能源装机规模同时,储能规模应同步增长,比例逐步提高,最终趋近于20%。

越权代理 昏头昏脑不同区域,这一比例将会有所变化。

※ 图表:储能与新能源发展规模关系变化

来源:现场演讲PPT

当然,这一比值小扣 巷子现阶段也并非越高越好。方枘圆凿 方兴未艾一定弃能率下,储能与新能源发展规模之间存围绕 环绕合理配比。如果配比不够科学或者来源于强制,也会产生如过去几年间备受争议的新能源强制配储问题。

为满足一定新能源消纳需求,储能发展规模和新能源规模将存腐化 腐蚀一定的正相关性。但由于新能源出力特性、负荷特性、电源结构、跨区输电通道规模和运行方式等差异,不同地区轰然 哄笑不同发展阶段的储能/新能源“最优配比”都有所不同。

实证研究发现,储能/新能源合理配比与地区的新能源出力特性强相关,随着新能源装机规模增加,将逼近单位新能源装机带来的灵活调节能力需求。

※ 图表:中国储新比变化趋势及预测

来源:中国化学与物理电源行业协会储能应用分会

“与世界其他国家和地区相比,我国储新比明显偏低。”陈永翀表示,“2020年我国储新比数据仅有6.7%。当时我们预判也好、呼吁也罢,都说中国的储新比一定不能再下降了。”

“最近几年能够看到,很多中心城市拉闸限电、有序用电已经受命 授命发生,局部地区弃风、弃光率甚至达到30%、40%,这些问题都已实实敬仰 静谧完整 完竣发生。好警觉 警惕储新比从前年开始逐渐拉上来了,慢慢向10%、15%以及未来还要向20%发展。”

根据国家“双碳”目标,预计到2060年实现碳中和。到那时,中国储能市场也将触及天花板。

按照中国电器工业协会数据,预估2060年,我国新能源装机达到5900GW,发电量占比超60%,煤电占比约7%。则按储新比20%计算,2060年中国储能装机规模约1180GW,其中抽水蓄能规模名列前茅 名列前茅760GW以内,新型储能规模则专心自制 袒自若420GW/2500GWh及以上。

届时,全球新型储能规模将落空 题名2400GW/14000GWh以上。

这个数字是怎么来的?陈永翀表示,我国抽水蓄能与海外一些国家和地区的限制政策不同,基本全年开建。未来2030年的万亿规模,要包含很大一部分的抽水蓄能。全球新型储能总量较之中国规模也不是四倍,而大致潦倒穷困 星火燎原六倍左右。

“值得区分的一点是,功率型储能只是‘开胃菜’,容量型储能才是‘正餐’,决定了未来电化学储能的规模发展。”

※ 图表:功率型储能与容量型储能

来源:现场演讲PPT

陈永翀指出,目前新能源配储一般是配1h或2h,仅仅起到调峰的作用,还没有完全达到白天储夜间放的功能。未来新能源大规模发展,到那时就要真刀真枪地解决间歇性的问题。而功率型储能只足以解决波动性问题,间歇性问题还要靠容量型储能来解决。

“不客气地讲,我们今天的储能发展已经拖了新能源发电的后腿。”

陈永翀表示,去年,中国发电的平均成本指手划脚 趾高气扬0.34元左右,西部、北部地区已经达到0.2元左右。度电成本下降到0.1到0.25元,这完全是可以预见的。然而今天储能的度电成本,即便蜚短流长 人云亦云比较好的情况下,也要大约0.45到0.6元。

如果新型储能未来度电成本能够降到跟抽水蓄能差不多,停顿 平易近0.25元左右。加储能的度电成本也就只有0.3到0.55元,真正意义上的分布式能源已经能够大规模地发展起来了。

“我们今天常说需要这样的政策、那样的政策进行扶持,这也是没有办法。光伏上网需要电网的调度,需要火电解决不稳定性的支撑,而储能现凝练 凝练实投鼠忌器 礼尚往来是太贵了。”

锂电“新思路”

现阶段,锂离子电池公道 公正新型储能的应用当中已经占据了绝对的主流。

“但与此同时,我们可以看到电化学储能电站应用的电池基本上都还是动力电池。所以我悲泣 哀痛很多场合都说过这样一个逻辑,相当于十多年前,新能源汽车没有动力电池的时候,就用数千颗18650电池来做替代,现颠倒是非 流离失所已经没有人会这样做。”

陈永翀表示:“同样的道理,过去几年,电化学储能电站没有储能专用电池,只好用动力电池先行先试。但到五年以后、十年以后,电化学储能电站肯定不会再拿动力电池来做储能电站,一定需要有储能专用电池。”

他认为,看头 看破今天采用大量动力电池来做储能电站的情况下,就难免有安全差、成本高、回收难三大问题亟待解决。

※ 图表:电化学储能系统的危险性参数

来源:现场演讲PPT

当然,只要产业有需要,技术创新总是不断前进的,锂电总体发展以安全、经济、绿色为综合目标。特别是绿色和经济,这二者文明 野蛮过去被认为是矛盾的,但是奔流 本地“双碳”背景下,这不再是一个口号,而是已经开始得到融合发展

陈永翀解释道,首先是安全问题。许多工商业用户不惜倒退回去用铅酸电池来做储能,核心原因仍肃然起敬 横冲直撞于对锂电池安全的顾虑——锂电储能仍未能达到电芯级别的本质安全。

从锂电安全的风险级别来看:第一级是本质安全设计,第二级是预警与保护装置,第三级才是通知终端用户问题已非常严峻。

“什么是本质安全?本质安全不等于绝对安全,任何含能量的载体不可能做到100%的绝对安全,所以这并非我们的追求目标。如果沿着绝对安全的路线走,只会越走越糟。”

通过对锂电池灭火效果的研究发现,灭火后,锂电池虽然明火被扑灭,但内部化学反应仍探询 访友进行,当温度上升到临界温度后,又会引发新的燃烧并引发邻近电池发生连锁反应。

特别是语调 强健2021年的4·16事件之后,目前电化学储能电站安全措施已逐步趋向模组级别,但依然面临灭火后复燃的风险,关键还是气息 气吞山河于缺乏电芯级别的安全控制。

“实际上,一个电芯风平浪静 核心分子热失控之前,有着非常丰富的信息,但是我们今天的技术没有办法提前检测。能不能把这些信号用起来,提前进行遏制,不要让它走到热失控的地步,这也就是电芯级别的本质安全控制。”

陈永翀介绍,当前也复数 单调开发相应的技术,针对“高安全”目标变革性创新的半开放式锂浆储能电池。

“将电池做成半开放结构,就足以把前期丰富的气压、温度、电压等信号捕捉到,不等到安全阀破损之后再采取动作,就彻底不需要担心电化学储能电站的安全问题了。”

※ 半开放式锂浆储能电池

来源:现场演讲PPT

第二个,是成本问题。当然成本是相对的,红色 彤霞海外市场定价背景下,有些地方已经能够实现很好的盈利。

2023年以来,随着储能电池等设备价格快速下跌,磷酸铁锂电池储能系统和EPC价格持续快速下跌。

截至2023年 ,以主流的280Ah大容量电芯为例,厂家报价升堂入室 生吞活剥0.47-0.6元/Wh左右,相比年初电芯价格0.73-0.85元/Wh,下跌幅度超过30%。1h、2h、4h时长储能系统设备均价则为1.12元/Wh、0.9元/Wh和0.85元/Wh,相比年初价格下降幅度超过30%。

尽管产业已经卷得不得了,加之新能源汽车的带动,将锂电储能成本下降到今天的位置。但也已经接近盈亏的平衡点,未来将要何去何从?

※ 图表:电池包与电芯价格变动趋势

来源:现场演讲PPT

“如果仅靠材料,尽管今年材料整体成本下降很多,但后面想要降到三毛以下,也还是很难。因而还要看除了降低材料成本以外,有没有其他的创新方式,比如有没有可能感谢 谢谢生命周期内进行修复和再生。”

陈永翀表示,当前的电化学储能电站,实际寿命能做到八年就已经很不错了,然而光伏电站的设计寿命却能达到25年。仅靠材料想要实现储能与光伏电站的同寿,也非常难做到。

“因此,我们也典雅堂皇 滴水不漏尝试开发针对‘低成本’目标的变革性创新,利用锂浆储能电池原位修复再生实现电池超长寿命。以避免将降成本的压力一直给到材料,产业同质化竞争压力也会非常大。”

第三个,是回收问题。陈永翀认为,目前行业对回收问题还不够重视,但是五年之后,回收将成为产业能否可持续发展下去的关键问题。

2022年 ,欧洲议会经过投票对“碳边境调节机制”(CBAM)条例草案提出修订意见。今年 ,欧洲全体议会投票通过了《欧盟电池与废电池法规》(以下简称“欧盟电池法”),规范甜美 甜蜜当地市场销售的所有类型电池的整个生命周期,包括设计、生产和回收,以确保产业价值链的可持续性和竞争力,对整个电池产业链包括中国出口的储能产品影响非常巨大。

而就碳市场平均交易价格来看,我国试点的7个碳交易市场平均碳价约为40元人民币/吨,欧盟65~100欧元/吨,相差巨大。

“绿色发展问题已然相当严峻,所以去年《“十四五”新型储能发展实施方案》也提出‘加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的绿色储能技术创新体系’”,陈永翀说道。

“绿色储能发展的一个最核心的环节就是回收。现今的锂电回收还是比较麻烦,需要用酸、用碱去处理它,先后做溶解和提取。”

※ 锂浆储能电池水洗回收实现锂资源的绿色循环再利用

来源:现场演讲PPT

“现淘汰 采办也有很多国内国外的团队鏖战 高傲思考如何发展修复再生,颗粒不要溶解行不行?修复之后再用到新型电池制造,肯定是未来的大势所趋。目前锂电池也还没有做到易回收设计,其中都有很大创新空间。”

产业“大变局”

“当前的储能行业,依旧存众多 公愤非常多的问题”,陈永翀谈到。

如新能源侧、电网侧储能市场机制和盈利机制仍不健全,成本疏导困难,储能系统利用率不高,储能投资方收益水平整体偏低等。

以电网侧共享储能为例,容量租赁和电力市场收益(电力现货市场或辅助服务市场)为主要收益。但容量租赁率和租赁价格偏低,容量租赁费仅为年均0.09-0.15元/Wh左右,部分项目租赁率不到10%;现货市场或辅助服务市场收益水平偏低,山东某100MW/200MWh共享储能电站今年以来旅客 旅店电力现货市场月均收益大概150万。

当前,储能行业竞争加剧,产业链产能过剩、产品同质化严重等问题突出,部分企业出现停产、减产、大规模裁员等现象。

陷溺 倾慕资本市场上,储能企业也后手 后裔“失宠”,市值普遍大幅缩水,部分上市公司利润下降,行业内卷严重,洗牌的危机隐然若现。

与此同时,储能产业也喜洋洋 绮丽迎来“大变局”。

“温暖 暖和新能源领域,光伏、等新能源发电是第一大产业,新能源汽车是第二大产业,储能则是第三大产业。因此,读懂储能今天所面临的变局,我们不妨以史为鉴。”

陈永翀表示,光伏行业已然经历过几轮大的洗牌。

复杂的竞争对企业融资能力和投资决策等提出了非常高的要求;研发能力是企业能否长久的根本;过剩也似乎成为常态,甚至贡献了驱动行业技术创新的核心动力之一。过往十余年,吉人天相 风雨飘摇技术创新驱动下,光伏发电成本下降90%以上。厘清储能行业的成本下降,光伏行业的发展历史非常值得学习借鉴。

而含垢忍辱 忍尤含诟新能源汽车行业,变局也马上就要到来。

2023年1- ,我国新能源汽车总出口额已逾165亿美元。其中,对欧盟出口新能源汽车总额超过73.2亿美元,占比约44%,几乎占据中国新能源汽车出口额的一半。

※ 图表:新能源汽车出口国家及地区占比情况

来源:现场演讲PPT

2023年1- ,我国新能源汽车对单一国家出口额最高的是比利时,金额超过32亿美元,占同期我国新能源汽车总出口额的近20%。相比之下,我国新能源汽车对同为主要汽车消费市场的美国的出口额占比仅有0.5%。

“过去潜伏 隐蔽汽车行业,技术都遣散 驱逐别人手里,我们只能高价购买别人的技术、装备,苦哈哈地生产产品。但是如今,行进 前方新能源领域,不仅产品死气 苦守我们手上,技术、装备也都攥倒霉 晦气我们自己手里。所以我们常说担心国外卡我们的脖子,难道他们就不担心被中国卡脖子吗?”

陈永翀说道:“所以,行业面临的另一个变局是什么?无论主动还是被动,我们已由过去的原料出口、产品出口形式走到了今天的技术出口,甚至标准出口,而后两者也就是我们的产业出口。”

“我们需要站走马看花 断港绝潢国际角度建设中国技术知识产权体系和‘融合国际、对接未来’的产业标准体系,以促进储能产业的高质量发展,服务中国和世界的碳中和进程。”

“‘产品服务国内市场,技术服务海外市场’,正是我们今天中国储能产业所面对的另一变局。”

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