過去三十年,中國經(jīng)歷了高速的經(jīng)濟發(fā)展,但也付出了沉重的環(huán)境代價,能源轉型迫在眉睫。加快能源結構調(diào)整,增加清潔能源供應已經(jīng)被提升到國家戰(zhàn)略層面。
儲能產(chǎn)業(yè)作為能源結構調(diào)整的支撐產(chǎn)業(yè)和關鍵推手,在傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、電力需求側、輔助服務、新能源接入等不同領域有著廣闊的應用前景。本文將立足于2013年儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況,對儲能技術熱點應用領域及相關政策進行盤點分析,以期為讀者關注和了解儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢提供借鑒。
2013年儲能產(chǎn)業(yè)回顧
作為新興產(chǎn)業(yè),儲能在2008年之后一直保持較快增長,據(jù)中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟(China Energy Storage Alliance,CNESA)項目庫不完全統(tǒng)計,全球儲能項目在電力系統(tǒng)的裝機總量已經(jīng)從2008年的不足100MW發(fā)展到2013年10月的726.7MW(不包含抽水蓄能、壓縮空氣儲能及儲熱),年復合增長率(CAGR)達到193%。從地域分布上看,無論是項目數(shù)量還是裝機規(guī)模,美國都占據(jù)領先地位,裝機比重占全球的45%。從技術分類上看,鈉硫電池的裝機比重最大,為46%;鋰離子電池則是應用領域最廣的儲能技術。從應用分類上看,儲能技術較多地應用于風電場、光伏電站及分布式發(fā)電和微網(wǎng)領域。
回顧2013年,儲能產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持增速式發(fā)展,新增投產(chǎn)運營項目28個,總裝機近100MW,在建項目20個,預計裝機88 MW。在政策、市場及技術進步等因素的推動下規(guī)劃了儲能項目42個,總裝機142.6MW,涉及的應用領域包括分布式發(fā)電及微網(wǎng)、可再生能源并網(wǎng)、電力輸配、輔助服務、電動汽車充換電等。其中分布式發(fā)電及微網(wǎng)項目中的儲能系統(tǒng)主要應用于孤島、軍隊、偏遠地區(qū)(無電人口)、居民、工業(yè)、商業(yè)等領域,是2013年儲能產(chǎn)業(yè)布局的熱點。隨著全球可再生能源的蓬勃發(fā)展,儲能用于可再生能源接入、電力輸配及輔助服務領域的節(jié)奏也在加快。
2013年,儲能技術也在不斷實現(xiàn)技術創(chuàng)新與應用突破。其中,我國全釩液流電池儲能技術處于國際領先水平。作為領頭企業(yè)的大連融科儲能和普能世紀在國內(nèi)外開展了不少項目,如2012年開建、2013年成功并網(wǎng)運行的國電龍源臥牛石風電場大連融科5MW/10MW·h 全釩液流電池儲能系統(tǒng)。鋰離子電池是國內(nèi)儲能領域應用較廣的技術,尤其是磷酸鐵鋰電池,在發(fā)電系統(tǒng)以及電動汽車領域均有較多的應用。電動汽車領域作為近年來鋰離子電池的應用熱點領域,各種相關利好政策已經(jīng)對市場釋放出積極信號,吸引著比亞迪公司、珠海銀通隆、中航鋰電、天津力神等知名企業(yè)的參與和關注。鉛蓄電池是發(fā)展歷史較為悠久的化學電池,型號及類別較多,鉛碳電池、超級鉛酸電池和水平鉛布電池等在儲能密度和循環(huán)壽命上都有所突破,國內(nèi)市場中南都電源、風帆、雙登等公司較為活躍,鉛蓄電池的項目主要用于建設海島微網(wǎng)和解決西藏等多個無電人口的用電問題。鈉硫電池是全球范圍內(nèi)安裝容量最多的化學電池,日本NGK是唯一實現(xiàn)鈉硫電池商業(yè)化生產(chǎn)的公司,我國鈉硫電池技術尚處在研發(fā)原型產(chǎn)品階段,應用不多,比較典型的項目是上海電氣鈉硫儲能技術為上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程提供的100kW/800kW·h的鈉硫電池系統(tǒng)。我國壓縮空氣儲能技術也在2013年取得重要突破,中國科學院工程熱物理研究所的國際首臺1.5MW超臨界壓縮空氣儲能示范裝置通過北京市科委的驗收,各項指標均達到或超過預定目標,被評價為”達到國際領先水平”??偟膩碚f,經(jīng)過多年產(chǎn)、學、研,用(戶)緊密合作,各類儲能技術不斷實現(xiàn)突破,未來成本更低、性能更好的儲能技術將越來越多的應用到不同領域,但短時期內(nèi)還將存在“多種儲能技術并存,共同發(fā)展”的格局。
2013年儲能應用熱點分析
儲能在分布式發(fā)電及微網(wǎng)領域漸熱
分布式發(fā)電及微網(wǎng)領域是近年來儲能技術應用的熱點,在中國主要體現(xiàn)在解決無電人口用電、孤島微網(wǎng)等方面。在德國和日本,則主要體現(xiàn)在居民、工業(yè)、商業(yè)等用戶側安裝儲能實現(xiàn)自發(fā)自用。
在中國,截至2013年10月底,累計運行、在建及規(guī)劃的項目總量近60個,裝機規(guī)模超過75MW,其中分布式發(fā)電及微網(wǎng)型儲能項目是最多的,如東福山島風光儲柴項目、南麂島微網(wǎng)項目、西藏阿里光伏儲能項目、青海玉樹分布式光水蓄互補系統(tǒng)等。儲能在該領域的迅速發(fā)展,既是偏遠地區(qū)無電人口用電問題亟需解決的迫切市場需求,也是中國政府產(chǎn)業(yè)政策推動的結果。
為應對“棄核”政策,德國正在持續(xù)發(fā)展風能、光伏等可再生能源。2013年,相比其它國家,德國在推動儲能產(chǎn)業(yè)方面的動作較大,2013年和2014年2年共計劃投資5000萬歐元,對新購買儲能系統(tǒng)的用戶直接進行補貼,有力地促動了戶用儲能市場的發(fā)展。目前已有30MW的項目獲得補貼,國內(nèi)外公司也紛紛搶占市場,如博士公司推出一款針對德國住宅光伏市場的產(chǎn)品,可以滿足一個典型的四口之家80%及以上的電力需求;LG化學公司聯(lián)合德國SMA公司開發(fā)符合德國補貼標準的家用能源管理系統(tǒng)等。這一補貼政策的實施是推動儲能產(chǎn)業(yè)市場化的重要里程碑,用戶已經(jīng)開始意識到安裝光伏儲能系統(tǒng)實現(xiàn)自發(fā)自用所帶來的價值,市場對儲能系統(tǒng)的投資有望大幅增加。據(jù)預測,由于這一儲能補貼計劃的出臺,德國在未來5年的儲能裝機容量有望達到2GW·h。
2011年日本大地震后,日本將推動戶用儲能作為產(chǎn)業(yè)扶持的重點。2012年4月出臺家庭儲能系統(tǒng)補助金政策。用戶在購買獲得SII認證機構認可企業(yè)的新能源產(chǎn)品、嚴格按要求安裝并通過SII機構的審核后,便能獲得所購買新能源產(chǎn)品總價值1/3的補助,最高可獲得100萬日元補助金。在這項政策的支持下,2013年,越來越多的儲能系統(tǒng)獲得補助并投放市場。另外,日本在推動智能電網(wǎng)/智能城市建設方面處于國際先列。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省確定的橫濱市、豐田市、關西文化學術研究都市、北九州市4個地區(qū)目前正進行實證實驗,從能源管理系統(tǒng)、需求側響應、電動汽車(EV)與家庭的互動設計、蓄電系統(tǒng)的優(yōu)化設計及智能交通等方面實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能源的整體優(yōu)化使用。不僅在日本,全球智能城市或社區(qū)的規(guī)劃與建設也成為熱點,儲能在這一領域的市場前景也十分廣闊。
韓國是目前燃料電池發(fā)電最大的市場,熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)在韓美等國的大型發(fā)電設備中使用較多,規(guī)模達到60MW。韓國嚴格的可再生能源配額策略(RPS)強制2016年之前每年要安裝350MW的新能源和可再生能源,到2022年,每年將要安裝700MW。在這樣的大背景下,韓國在燃料電池領域不斷實現(xiàn)突破,導致逐漸出現(xiàn)一股投資固體燃料電池的熱潮,僅2013年就有數(shù)十個兆瓦級燃料電池項目上線。2013年8月,韓國政府宣布將發(fā)布計劃鼓勵使用儲能設備,以防止出現(xiàn)電力短缺,截止發(fā)稿時雖未有正式文件發(fā)布,但儲能在韓國電力市場中的商機已經(jīng)顯現(xiàn)。