在儲能產(chǎn)業(yè)，競爭激烈程度不斷升級，猶如一場沒有終點(diǎn)、只有不斷加速的馬拉松。究竟這場競賽有多么白熱化呢?據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，到2025年，中國新型儲能裝機(jī)容量要達(dá)到30GW以上。然而，根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，截至2023年底，中國新型儲能累計(jì)裝機(jī)已達(dá)34.5GW/74.5GWh。僅僅一年的時間，新增投運(yùn)規(guī)模達(dá)到了驚人的21.5GW/46.6GWh，三倍于2022年的規(guī)模。
這背后的推動力在于“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。隨著風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量的迅速增長，不穩(wěn)定的風(fēng)光發(fā)電給電網(wǎng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，各地紛紛出臺“風(fēng)光配儲”政策，即在新建的風(fēng)電場和光伏電站中配套建設(shè)儲能電站。這個“大型充電寶”能夠儲存多余的風(fēng)光發(fā)電量，并在需要時釋放，從而提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
然而，隨著儲能產(chǎn)品產(chǎn)能的快速釋放，市場供大于求的現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)品價格不斷下跌。中儲科技公示的2024年度電芯框架招標(biāo)情況顯示，儲能電芯的報(bào)價已低至0.409元/Wh，相比于2023年1月的底價，降幅超過50%。這無疑揭示了中國新型儲能行業(yè)正經(jīng)歷與光伏產(chǎn)業(yè)類似的困境：產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品同質(zhì)化，價格戰(zhàn)愈演愈烈。
盡管新型儲能行業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速，如今正步入光伏產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)歷的困境。然而，與短時儲能的過度競爭形成鮮明對比的是，長時儲能的重要性正逐漸凸顯。隨著光能、風(fēng)能裝機(jī)占比不斷提升，其發(fā)電與終端電力需求的匹配性問題愈發(fā)嚴(yán)重，長時儲能憑借長周期、大容量特性，在更長時間維度上調(diào)節(jié)新能源電力供給。
國家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》中明確要求，“超過電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的新增可再生能源發(fā)電項(xiàng)目，需配建4小時以上的調(diào)峰能力”。這一政策導(dǎo)向在內(nèi)蒙古、新疆、遼寧、河北、上海等地得到積極響應(yīng)，提出4小時以上儲能時長的要求。
全球咨詢機(jī)構(gòu)麥肯錫預(yù)測，長時儲能的潛在市場空間將從2025年開始大規(guī)模增長，全球累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到30-40GW，累計(jì)投資額約500億美元。相比短時儲能，長時儲能作為近年新興的儲能細(xì)分市場，企業(yè)的參與門檻更高，競爭環(huán)境更為良性。這為那些具備技術(shù)積累和前瞻性布局的企業(yè)提供了寶貴的機(jī)遇。
在政策的推動下，新型儲能行業(yè)正快速起步。根據(jù)不同的需求場景，儲能可分為大儲、工商業(yè)儲能和家庭儲能。大儲主要服務(wù)于電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)，而工商業(yè)儲能在某些地區(qū)具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，家庭儲能在海外得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，新型儲能行業(yè)的發(fā)展主要由政策驅(qū)動。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年至2023年，國家及地方出臺了近1200項(xiàng)與儲能直接相關(guān)的政策。
然而，新型儲能行業(yè)也面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，存在大量配而不儲的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)“劣幣驅(qū)逐良幣”的問題。以電源側(cè)配儲為例，由于受到配儲容量與時長限制，其對電源側(cè)企業(yè)本身的電力消納作用較為有限，企業(yè)往往只是為了滿足新能源項(xiàng)目建設(shè)的審批要求而進(jìn)行配建，較少考慮后續(xù)儲能的實(shí)際運(yùn)行。因此，在建設(shè)過程中，企業(yè)往往會選擇更低成本的解決方案，如在部分時段棄電等。
另一方面，儲能項(xiàng)目的初始投資成本較高。以光伏電站配建儲能項(xiàng)目為例，其初始投資將增加8-10%，而風(fēng)電場配建同樣容量的儲能項(xiàng)目，其初始投資成本將增加15%-20%。由于配建儲能會導(dǎo)致項(xiàng)目初始投資成本明顯增加，新能源企業(yè)更傾向于選擇初始成本較低的儲能產(chǎn)品。這也導(dǎo)致了儲能企業(yè)競標(biāo)時出現(xiàn)“低價者得”的現(xiàn)象。
為了解決新能源配儲的商業(yè)化難題，近年業(yè)內(nèi)開始嘗試“共享儲能”模式。這種集中式大型獨(dú)立儲能電站，除了滿足自身電站需求外，也為其它新能源電站提供服務(wù)。對于電源企業(yè)來說，這降低了新能源配套儲能的建設(shè)成本，減少了日常運(yùn)維成本;對于電網(wǎng)企業(yè)來說，多點(diǎn)位集中式的中大型儲能電站將有利于電網(wǎng)的平衡。在國家發(fā)改委、能源局以及各地方政府的鼓勵下，共享儲能電站一般單體規(guī)模較大，建設(shè)方一般是地方國企，但也有電網(wǎng)企業(yè)自建共享儲能電站。在收費(fèi)上，各省的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不一。山東、湖南作為共享儲能電站盈利模式較為典型的省份，儲能租賃費(fèi)用分別約為350元/KW和450-600元/KW。調(diào)研得知，在峰谷電價差較大的江浙等地區(qū)，共享儲能電站的內(nèi)部收益率能達(dá)到7%以上。這已達(dá)到很多央企、地方國企對于內(nèi)部投資收益率的基準(zhǔn)線。
此外，光伏、風(fēng)電等新能源行業(yè)的快速發(fā)展也為儲能產(chǎn)業(yè)留出了更多成本空間。以光伏為例，國際可再生能源署的報(bào)告顯示，2010-2019年間，全球光伏電站的平均發(fā)電成本下降了82%，組件價格降幅超90%。而近幾年，光伏行業(yè)的降價趨勢仍在繼續(xù)。這意味著企業(yè)在整體投資額預(yù)算不變的情況下，其用光伏發(fā)電的成本降低了，就有更多成本可用在配儲上。
綜上所述，新型儲能行業(yè)的發(fā)展離不開政策的推動和市場的需求。盡管面臨商業(yè)化難題，但通過“共享儲能”等創(chuàng)新模式和技術(shù)的進(jìn)步，我們有理由相信這個行業(yè)將會迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
在多技術(shù)競逐的背景下，儲能技術(shù)的應(yīng)用需要根據(jù)不同的情況進(jìn)行“因地制宜”的決策。根據(jù)儲存介質(zhì)的不同，儲能技術(shù)可以分為電儲能、熱儲能和化學(xué)儲能。其中，電儲能技術(shù)又可以分為電化學(xué)儲能、電磁儲能和機(jī)械儲能等。在更細(xì)分的儲能技術(shù)中，抽水蓄能和光熱儲能(以熔鹽儲能為主)大規(guī)模應(yīng)用的歷史更久。然而，全球的熔融鹽儲熱項(xiàng)目多集中在赤道附近的地區(qū)，而中國的熔融鹽儲熱應(yīng)用在近幾年才開始火熱起來。
在各類新型儲能中，電化學(xué)儲能是發(fā)展相對成熟、目前商業(yè)應(yīng)用最多的一類。目前，中國的電化學(xué)儲能大部分為鋰離子電池技術(shù)。由于鋰離子電池技術(shù)在新型儲能市場發(fā)展之前已有消費(fèi)電池、動力電池等市場支撐，全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)持續(xù)快速進(jìn)步。表現(xiàn)之一是，鋰離子電池的成本在過去近30年里下降了97%。雖然鋰離子電池具有高能量密度，但是也存在一些不可回避的缺點(diǎn)，如安全性不足和儲能時長不夠等。
從中國的儲能政策目標(biāo)來看，高安全、低成本、長壽命、大規(guī)模、高效率、可持續(xù)發(fā)展是儲能技術(shù)未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。尤其安全性，是儲能路線選擇中首要考慮的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近5年，全球范圍內(nèi)共發(fā)生41起社會面影響較大的儲能電站起火爆炸事故，其中美國6起、中國6起、韓國31起，比利時和澳大利亞各1起。2022年，國家能源局曾發(fā)函明確，中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池。
作為最接近抽水蓄能的電化學(xué)儲能產(chǎn)品，液流電池的輸出功率和儲能容量可獨(dú)立設(shè)計(jì)，應(yīng)用于大規(guī)模儲能時成本較低，安全性較高，且儲能時間高達(dá)8小時以上，整體使用壽命可達(dá)到25年及以上。不同于鋰電池中磷酸鐵鋰、三元鋰兩家獨(dú)大，液流電池的種類更多，技術(shù)路徑上還有多種選擇和可能性。目前，商業(yè)化程度、技術(shù)成熟度最高的液流電池是全釩液流電池。全釩液流儲能電池的充放電循環(huán)壽命可達(dá)2萬次以上，日歷壽命超過15年(一般可達(dá)20年以上)，是各類二次電池里壽命最長的。
雖然液流電池誕生近50年，但此前很長一段時間沒進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用的主要掣肘是：能量密度低(只有鋰電池的1/10)、體積過大、限制了適用場景、經(jīng)濟(jì)性不足等。然而近年來，液流電池儲能系統(tǒng)的成本在快速下降。以全釩液流儲能電池為例，行業(yè)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)的交付價格已經(jīng)降至鋰電池儲能系統(tǒng)的2倍左右。在4小時以上的長時儲能中，釩液流電池已展現(xiàn)出較鋰電池儲能更好的經(jīng)濟(jì)性。
對于各有優(yōu)劣的鋰電池和液流電池，業(yè)內(nèi)專家們也結(jié)合其優(yōu)勢，設(shè)計(jì)出了鋰離子液流電池。按電解液化學(xué)成分的不同，除了全釩液流儲能電池、鋰離子液流電池，液流電池還有鋅/溴、鋅/鐵、鐵/鉻、多硫化鈉/溴等多種技術(shù)路線。它們具有不同的能量密度、運(yùn)行溫度范圍和充放電次數(shù)。
除了電化學(xué)儲能技術(shù)之外，熱儲能技術(shù)和化學(xué)儲能技術(shù)也有各自的發(fā)展?jié)摿?。例如在干旱且平坦的戈壁、荒漠等地區(qū)，由于不具備開展抽水蓄能、空氣壓縮儲能等項(xiàng)目的地質(zhì)條件，光熱儲能技術(shù)成為一種可行的選擇。通過熔融鹽這一傳熱儲熱介質(zhì)，光熱儲能既能滿足儲能容量大、儲能時長久的要求，又具備經(jīng)濟(jì)性，并能在嚴(yán)酷的自然條件下安全平穩(wěn)運(yùn)行25-30年。
整體而言，各類新型長時儲能技術(shù)大部分尚處在示范階段。結(jié)合不同的使用場景因地制宜選擇最適合的儲能路線至關(guān)重要。至于何種技術(shù)路線能最終引領(lǐng)儲能行業(yè)發(fā)展或許需要以5-10年以上的長期時間維度來觀察方能見分曉。
在長時儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早期階段，如何在各類技術(shù)路線尚未明朗的情況下尋找確定性機(jī)會?這需要深入研究和理解國家政策，并洞察細(xì)分產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。在光熱發(fā)電領(lǐng)域，國家政策已經(jīng)給出了明確的指引。政策提出，力爭在“十四五”期間，每年新增開工規(guī)模達(dá)到300萬千瓦左右，并強(qiáng)調(diào)在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)的新能源基地建設(shè)中盡快落地一批光熱發(fā)電項(xiàng)目。這意味著，如果企業(yè)在這些地區(qū)建設(shè)光熱發(fā)電項(xiàng)目，將有可能獲得更多的政策支持和資源傾斜。
而對于那些尚未有明確政策支持的細(xì)分技術(shù)路線，我們需要深入產(chǎn)業(yè)鏈，尋找各個環(huán)節(jié)的機(jī)會。以釩液流電池為例，整個釩電池儲能系統(tǒng)包括電堆、電解液、逆變器、智能控制、儲罐、集裝箱、管泵閥傳感器等多個部分。其中，電堆材料中的電極材料和膜材料存在性能提升和成本下降的空間。同時，雙極板的技術(shù)門檻較低，但仍有成本下降的可能。在光熱儲能方面，其建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈較長，包括聚光、吸熱、儲換熱、發(fā)電四大板塊。其中，儲換熱板塊涉及多種材料和設(shè)備，存在較多的細(xì)分產(chǎn)業(yè)機(jī)會。
長時儲能行業(yè)并非重資產(chǎn)制造行業(yè)，而更多是一種輕資產(chǎn)的集成模式。但集成的門檻并不低，涉及的材料和設(shè)備眾多，如何提升它們的適配性是一個很高的設(shè)計(jì)門檻。因此，未來的競爭局面將是強(qiáng)者恒強(qiáng)，參與的企業(yè)不會太多。
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