電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)主要有抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等,在電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)均有其應(yīng)用場(chǎng)景。儲(chǔ)能作為提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段,是推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替的關(guān)鍵,推動(dòng)電力體制改革和促進(jìn)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展的核心基礎(chǔ),正在發(fā)揮日益重要的作用。
儲(chǔ)能在電力消納方面至關(guān)重要,電力系統(tǒng)是一個(gè)穩(wěn)態(tài)平衡的系統(tǒng),儲(chǔ)能電站是在多種電力能源與電力需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)緩沖,相當(dāng)于“蓄水池”的作用,能夠有效地提高系統(tǒng)調(diào)壓、調(diào)頻的能力。隨著風(fēng)電、光伏等新能源平價(jià)進(jìn)程不斷推進(jìn),新能源裝機(jī)容量的不斷提高,新能源發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn),由此引發(fā)的能源消納問(wèn)題日益凸顯。建設(shè)儲(chǔ)能電站,可用于削峰填谷、提高供電可靠性,新能源+儲(chǔ)能成為發(fā)展趨勢(shì),利好儲(chǔ)能電站行業(yè)高速發(fā)展。
從全球市場(chǎng)來(lái)看,根據(jù)CNESA數(shù)據(jù),全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模191.4GW,其中電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模僅次于抽水蓄能,在各類電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中,鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大。
從中國(guó)儲(chǔ)能電站裝機(jī)規(guī)模來(lái)看,我國(guó)儲(chǔ)能電站裝機(jī)規(guī)模為35.6GW,同比增長(zhǎng)9.88%,增速快于全球。從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看,我國(guó)儲(chǔ)能電站中抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)占比最大,為89.30%,其次為電化學(xué)儲(chǔ)能,累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3.28GW,占比9.2%。中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累積裝機(jī)功率規(guī)模為3269.2MW,同比增長(zhǎng)91.2%,新增電化學(xué)儲(chǔ)能累積裝機(jī)功率規(guī)模達(dá)到1.56GW。
目前我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步上漲的事態(tài),儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到31.3GW,同比增長(zhǎng)7.6%。儲(chǔ)能電站市場(chǎng)規(guī)模同樣持續(xù)上漲,我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1287億元,同比增長(zhǎng)23.2%。目前我國(guó)儲(chǔ)能方式以抽水儲(chǔ)能為主,2018年我國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,抽水儲(chǔ)能占據(jù)了96%的比例。第二的電化學(xué)儲(chǔ)能僅占3.2%。雖然抽水儲(chǔ)能占據(jù)絕大部分,主要得益于其成熟的技術(shù)以及較低的成本,但眾多儲(chǔ)能技術(shù)路線中,配置靈活、建設(shè)期短、響應(yīng)快速的電化學(xué)儲(chǔ)能,被認(rèn)為是最具潛力的技術(shù),近年來(lái)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)迅速。我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到659.7MW,較上年增長(zhǎng)269.9MW。
按照扶持技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)較強(qiáng)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè),培育市場(chǎng)空間大、技術(shù)較成熟的新興儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和支持新型儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)作為儲(chǔ)能技術(shù)戰(zhàn)略儲(chǔ)備等的“多元發(fā)展、重點(diǎn)扶持”路線圖有效促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,形成合理產(chǎn)業(yè)布局。
例如抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)其功率等級(jí)高,一般系統(tǒng)裝機(jī)較大,釋能時(shí)間長(zhǎng),且能夠長(zhǎng)期存儲(chǔ),能量自耗散率低,因此可以作為能量管理設(shè)備重點(diǎn)扶持和培育;而電池功率等級(jí)范圍較廣,釋能時(shí)間跨度較大,在未來(lái)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)具有一定市場(chǎng)空間,特別是技術(shù)較成熟的鉛酸電池、鈉硫電池和液流電池等應(yīng)作為新興產(chǎn)業(yè)加以培育,而燃料電池、金屬空氣電池等在成本或功率等級(jí)及循環(huán)效率等方面有限制其規(guī)模推廣的因素,但它們應(yīng)作為儲(chǔ)能技術(shù)戰(zhàn)略儲(chǔ)備予以研發(fā)支持。
近年來(lái),全球電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)進(jìn)入快速成長(zhǎng)期。未來(lái),伴隨著全球可再生能源的大規(guī)模發(fā)展以及對(duì)電力系統(tǒng)要求的不斷提升,電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用空間廣闊。
儲(chǔ)能市場(chǎng)的迅速發(fā)展有賴于儲(chǔ)能技術(shù)的革新帶動(dòng)成本下降和性能提升。隨著電化學(xué)儲(chǔ)能的規(guī)模化推廣和應(yīng)用,電池系統(tǒng)的性能和成本逐漸成為影響行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸問(wèn)題,未來(lái)需要在電池材料、制造工藝、系統(tǒng)集成及運(yùn)行維護(hù)等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,降低制造和運(yùn)行成本。
目前,我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)依然處于探索期,有利于儲(chǔ)能發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)的電力市場(chǎng)機(jī)制尚未形成,各個(gè)地方政策關(guān)于電力輔助服務(wù)定價(jià)、交易機(jī)制尚未完善。但隨著我國(guó)電力體制改革的深入、儲(chǔ)能政策的發(fā)布,儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)和用戶側(cè)儲(chǔ)能參與電力需求響應(yīng)將實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值疊加,為其可贏利的商業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。