一、儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展背景
1、“30 60目標(biāo)”催化行業(yè)發(fā)展
隨著國(guó)家3060計(jì)劃的提出,實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo),需要大比例地投入清潔能源,將構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),新能源未來(lái)將成為電力供應(yīng)主體。到2060年,中國(guó)非石化類能源比例將達(dá)到80%以上,風(fēng)、光、儲(chǔ)電力將成為主流,為增加電網(wǎng)彈性,需要大量?jī)?chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)、配網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)進(jìn)行配套,儲(chǔ)能作為支撐大規(guī)模新能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),也迎來(lái)了戰(zhàn)略機(jī)遇期。
2、儲(chǔ)能成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
風(fēng)電和光電的出力時(shí)間以及載量無(wú)法與用電時(shí)間及負(fù)荷形成匹配,風(fēng)光電的不可控以及短周期波動(dòng)不穩(wěn)定性不僅會(huì)產(chǎn)生棄電棄光,同時(shí)也會(huì)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定和安全造成威脅。目前,從可商業(yè)化的角度來(lái)看,從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)出發(fā)的“虛擬電廠”+從電能轉(zhuǎn)化出發(fā)的“儲(chǔ)能系統(tǒng)”可解決風(fēng)光棄電的能源結(jié)構(gòu)問(wèn)題。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《2024-2029年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)前瞻分析與投資戰(zhàn)略預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示:
隨著新能源大規(guī)模接入,對(duì)電網(wǎng)沖擊的增加,新能源穩(wěn)定并網(wǎng)需要配備調(diào)峰、調(diào)頻裝置,有效運(yùn)營(yíng)需要新型電力系統(tǒng)的支持。
儲(chǔ)能成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。利用儲(chǔ)能進(jìn)行削峰填谷,可在低需求時(shí)段將多發(fā)的電力儲(chǔ)存起來(lái),并在高峰時(shí)段再釋放到用戶側(cè)以達(dá)到平滑波動(dòng)幅度的目的。
3、電力設(shè)備老舊及風(fēng)光發(fā)電量提升催生配儲(chǔ)需求
新型發(fā)電形式在電力市場(chǎng)裝機(jī)量中占比不斷增加。2023年前三季度,全國(guó)可再生能源發(fā)電量達(dá)2.07萬(wàn)億千瓦時(shí),約占全部發(fā)電量的31.3%;其中,風(fēng)電光伏發(fā)電量達(dá)1.07萬(wàn)億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)22.3%,超過(guò)了同期城鄉(xiāng)居民生活用電量;2023年前三季度,全國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)3348萬(wàn)千瓦,光伏發(fā)電新增裝機(jī)12894萬(wàn)千瓦。同時(shí)電力基礎(chǔ)設(shè)備的老舊化已無(wú)法適應(yīng)新型電力系統(tǒng)更綜合且龐大的電力結(jié)構(gòu)。在風(fēng)光發(fā)電模式的逐漸成熟化下,為提升整體電力系統(tǒng)可靠性,協(xié)調(diào)資源靈活使用、穩(wěn)定消納,市場(chǎng)開始逐步催生配儲(chǔ)需求。
圖表:中國(guó)光伏和風(fēng)電新增裝機(jī)量
數(shù)據(jù)來(lái)源:國(guó)家能源局
4、多元化產(chǎn)業(yè)發(fā)展激發(fā)儲(chǔ)能需求
隨著新興產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,其電力消費(fèi)量在我國(guó)用電結(jié)構(gòu)中占比不斷增加,例如通訊基站、數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷持續(xù)增加。
儲(chǔ)能在此背景下也將發(fā)揮其備用/功率電源作用,增強(qiáng)供電可靠性,防止偶然斷電。以及儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過(guò)削峰填谷、容量調(diào)配等機(jī)制,提升不同場(chǎng)景下電力運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性,低碳節(jié)能。
目前儲(chǔ)能正在接入滲透眾多新興產(chǎn)業(yè),例如數(shù)據(jù)中心、5G基站/通信基站、智慧園區(qū)、光儲(chǔ)充電站等。
二、儲(chǔ)能發(fā)展的重要性
儲(chǔ)能是指將電能通過(guò)物理或者化學(xué)的手段轉(zhuǎn)化為其他形式的能量存儲(chǔ)起來(lái),在需要的時(shí)候?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)化為電能釋放出來(lái),類似于一個(gè)大型“充電寶”。近年來(lái),各類儲(chǔ)能技術(shù)在新能源發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用蓬勃發(fā)展,并且日益成為未來(lái)主要儲(chǔ)能應(yīng)用方向。
隨著石油資源的不斷開發(fā),人類面臨著日益嚴(yán)重的能源短缺。因此,當(dāng)前的能源技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展,而儲(chǔ)能技術(shù)作為一種長(zhǎng)期保持能源效率的技術(shù),是發(fā)展的核心。儲(chǔ)能在一定程度上解決了新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間接性,使現(xiàn)有電網(wǎng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。此外,它還可以提高能源效率,減少電力損耗。在傳統(tǒng)的發(fā)電和電網(wǎng)負(fù)荷連接中,兩者都處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。簡(jiǎn)言之,電力系統(tǒng)總發(fā)電量與電力系統(tǒng)總用電量相同。然而,該系統(tǒng)已不能滿足當(dāng)今社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的能源需求,電網(wǎng)在日常維護(hù)和管理方面面臨著更大的挑戰(zhàn)。
為了保證電網(wǎng)高峰期設(shè)備的正常運(yùn)行,需要大量的人力、物力和財(cái)力來(lái)支撐整個(gè)設(shè)備,導(dǎo)致設(shè)備負(fù)荷率低,即利用率低。隨著新的儲(chǔ)能技術(shù)的引入,電能可以轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能產(chǎn)品,最終改變生產(chǎn)、輸電、配電、工藝和運(yùn)行方式。在這一概念下,電網(wǎng)的運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大變化,使電力系統(tǒng)的各項(xiàng)功能得到充分發(fā)揮。從經(jīng)濟(jì)角度看,新的儲(chǔ)能技術(shù)給整個(gè)電力系統(tǒng)帶來(lái)了創(chuàng)新和發(fā)展。提高儲(chǔ)能技術(shù),快速降低儲(chǔ)能成本,是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能技術(shù)的關(guān)鍵。
儲(chǔ)能在電力發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色,是提升電力系統(tǒng)效率、推動(dòng)可再生能源應(yīng)用、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開放共享和靈活交易以及解決電能儲(chǔ)存問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。
提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和用電效率:儲(chǔ)能系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)吸收能量并適時(shí)釋放,改變電能生產(chǎn)、輸送和使用同步完成的模式,使得實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得更加“柔性”。這有助于提高輸出電能的穩(wěn)定性、平滑用電負(fù)荷,從而有效提高供電質(zhì)量和用電效率。
推動(dòng)可再生能源大規(guī)模應(yīng)用:風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源具有間歇性和波動(dòng)性等固有特性,其出力特性與用電負(fù)荷無(wú)法完全匹配。儲(chǔ)能技術(shù)的接入,可以起到平抑新能源波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃出力、參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、提高消納水平等作用,從而推動(dòng)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用。
為電網(wǎng)運(yùn)行提供多種關(guān)鍵服務(wù):儲(chǔ)能能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐等多種關(guān)鍵服務(wù),是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段。
促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開放共享和靈活交易:儲(chǔ)能可以促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開放共享和靈活交易、實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同,是推動(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)。
解決電能不便儲(chǔ)存的問(wèn)題:電能具有不便儲(chǔ)存的缺點(diǎn),儲(chǔ)能的發(fā)展可以解決大部分由電能的缺陷帶來(lái)的問(wèn)題,如用電高峰時(shí)低谷時(shí)大量發(fā)電產(chǎn)能閑置、棄風(fēng)棄光情況嚴(yán)重、電網(wǎng)投資過(guò)大等。
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