储能建设与运营能源管理能效提升典型解决方案

储能建设与运营能源管理能效提升典型解决方案一、储能市场分析1.市场规模分析我国非常重视新型能源的发展，清洁能源发电量快速增长，其中其中地热能、生物质垃圾、风力、太阳能、海洋能等新型能源发电占比也在逐年提高，绿色清洁能源的地位进一步提升，预计到2050年国内可再生能源将成为能源结构中的主角之一，其中风电将达到24亿千瓦，太阳能发电27亿千瓦。但可再生能源不稳定性制约其大规模的发展，并由此导致了大量的弃风、弃光现象。储能将是实现可再生能源平滑波动、促进可再生能源大规模消纳和接入的重要手段。同时，储能对常规电网也具有调峰调频以及增强电网安全稳定运行的能力。目前储能技术已经进入高速发展阶段，抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能、锂离子电池、铅酸电池、液流电池、超级电容器等储能技术都已经得到了市场化验证。预计到2050年，抽水蓄能装机容量将达到1.4亿千瓦、化学储能规模1.6亿千瓦。2.政策环境分析近年来，国内非常重视储能技术的发展。“十三五”已经连续推出多项储能相关政策，提出了2020年、2025年和2030年的储能技术目标及2050年的技术展望。为了鼓励储能技术应用，出台了《关于在能源领域积极推广政府和社会资本合作模式的通知》，明确鼓励引入PPP模式，引导社会资本投资包含储能应用在内的多种能源领域。国家发改委和能源局下发《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，在该文件15项重点任务之一的“先进储能技术创新”中明确指出：研究面向可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车应用的储能技术，掌握储能技术各环节的关键核心技术，完成示范验证，整体技术达到国际领先水平，引领国际储能技术与产业发展。因此，预计在“十四五”期间，国内储能市场将呈现快速发展趋势。2021年2月22日，国务院发布《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，其中提出推动能源体系绿色低碳转型。坚持节能优先，完善能源消费总量和强度双控制度。加快大容量储能技术研发推广，提升电网汇集和外送能力。《中共浙江省委关于制定浙江省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中提出，制定2030年前碳排放达峰行动计划。布局5G通信网络、大数据、物联网、特高压、智能电网、人工智能等新型基础设施建设，加快天然气储气基础设施、煤炭中转储运基地、支撑性电源、电力输送等重大能源项目建设。《浙江省“十四五”可再生能源发展专项规划（征求意见稿）》中提出，“十四五”期间，浙江省可再生能源新增装机约2200万千瓦，新增投资约1630亿元。积极推动分布式光伏与储能、微电网等融合发展，加快分布式光伏发电的推广和利用。探索在可再生能源场站侧合理配置储能设施，探索和完善可再生能源场站侧储能市场化商业模式，通过各种类型储能技术与风电、太阳能等间歇性可再生能源的系统集成和互补利用，提高可再生能源系统的稳定性和电网友好性，推动可再生能源发电方式创新转型。二、储能领域现状及特点目前储能业务主要有电网侧、电源侧、用户侧三大环节，和电能替代、梯次电池应用两个新的应用场景。1）电网侧储能电网侧储能的应用场景包括主网的调峰、调频、调压、备用、提高新能源消纳等。配网分布式储能的应用主要用于解决台区负荷临时超重载、解决分布式光伏大量接入造成的倒送和电能质量等问题。可以实时调节电力的供需“天平”保证电网稳定，还可减少或延缓电网投资。电网侧储能因其可布置于电网关键枢纽处，相比发电侧及用户侧的服务效率更高，且直接接受电网调度指令，响应更快。2）电源侧储能目前电源侧储能应用场景主要有“火储联合调频”、“新能源+储能”两种模式。电化学储能火储联合调频有效提高火电机组的AGC性能指标，避免电网的调度管理考核，收益明显。光伏、风电新能源场站配置储能来提高电网适应性，具备快速调频，支持电网稳定的能力。3）用户侧储能目前，用户侧储能的应用场景和盈利模式主要有：峰谷电价收益、需量电费管理、电压暂降治理、需求侧响应、应急备用以及和分布式光伏构成光储微电网联合运行。4）电能替代领域在碳中和的目标下，电源端要实现清洁能源替代。储能在电能替代领域的应用包括工况企业燃油机车电动改造、绿色电动交通、全电化农业用具等。5）梯次电池新场景应用随着锂电池近几年广泛应用在全社会各个行业，特别是新能源汽车发展和电网储能技术的应用，已面临电池回收再利用问题。梯次电池在三大运营商包括铁塔集团地备电领域已到广泛应用；经过研究论证，梯次锂电池在电网、用户侧变电站、配电房通信、控制备电方面也完全可以替代铅酸电池，从而带动整个储能电池产业链发展。新能源汽车退役磷酸铁锂动力电池按照梯次容量价值，应用在园区的用户侧储能、低速二轮车、光储路灯、通信备电、移动储能等领域。三、储能领域解决方案1.能效技术方案1）源网荷储能建设源网荷侧储能，实现负荷削峰填谷，增加电网调峰能力，参与系统调频调压，提高电网安全稳定性。2）以新技术新产品进行电能替代以移动储能一体化施工电源、智慧方舱、多功能电源车、新型智能轨道电动机车等产品进行电能替代。移动储能多功能电源车在重大活动保电、电网系统内不停电作业支撑、配电台区重载治理等多复杂场景成功应用。新型智能轨道电动机车依托直交变频驱动技术，驱动电机作为机车动力。该机车运行高效、节能降耗，结构简单、易维修维护，相比传统内燃机车燃料费用、维护费用大幅降低，特别适合矿山冶金、石油化工、港口物流等行业。3）退役电池回收梯次利用建设退役动力电池回收区域中心站，打造梯次动力电池检测第三方实验室，具备退役电池分析、重新配组、拆解、检测、破解前处理等功能，开展退役动力电池的从单体、模块、电池包和电池系统等方面的检测和修复，从其使用安全性能、环境适应性和电性能应用三个角度去考察，为电动汽车退役动力电池余能检测、梯次利用以及拆解回收提供可靠的依据。2.商业模式分析1）发电侧减少弃电+电力辅助服务：风电、光伏电站配置储能系统以后，通过制定合理的充放电策略可以有效避免弃电，并参与提供调峰、调频等电力辅助服务，获取相应收益。2）电网侧电力辅助服务收益+纳入电网成本：电力辅助服务主要向维持电网的稳定所必须的包括电压稳定、频率稳定以及事故备用等服务提供相应的对价。同时，电化学储能还可减少或延缓电网投资，因此可将其纳入输配电成本，由电网公司建设。3）用户侧工商业峰谷价差套利+减少容量电费成本：工商业用电实行分时电价政策。谷段、平段、峰段，不同时段按照不同价格收取电费。通过配置储能在低谷电价充电，在高峰电价时放电，从而减少使用高价电量，实现减少电费支出。4）储能产品销售与租赁：移动储能系列产品（一体化施工电源、移动储能方舱、移动储能多功能电源车、新型智能轨道电动机车）销售与租赁。5）退役电池回收梯次利用：建设退役动力电池回收中心站，开展梯次电池系统及电池检测，建设梯次利用储能电站。产品推广思路：地市供电公司专人负责，对负责人开展培训，通过地市公司协助，充分利用品牌、网点、人员优势，通过地市公司推广产品；通过子公司代理产品，利润与子公司分享；以大型城市为目标，拓展省外优质的企业作为代理。大型城市对施工要求高，市场机会多空间大。3.风险防控事项1）行业政策调整，行业准入、业务监管要求变更风险：加强对国家政策和宏观经济的认识和关注度，随时跟踪、深入研究相关法律法规及监管政策，及时调整业务模式以适应政策变化。。2）市场风险：需要综合分析市场竞争壁垒、外部监管环境和竞争对手及潜在竞争对手情况，全面了解市场竞争环境以及自身的竞争优势和劣势。通过建立优良的品牌应对行业竞争。坚持改革创新，巩固和发展节能服务主业，积极拓展市场并延伸产业链，帮助企业节能降耗，提升市场竞争力。3）技术风险：不断督促制定相关技术发展规划，加大研发力度，持续创新发展新技术，确保在行业中的技术领先优势。以节能技术集成为发展重点，着力于多学科、多专业、多技术综合运用，将各专业子系统有效协调。4.实施效果分析1）经济效益：储能电站可参与电源、电网调峰、调频、调压、紧急控制、新能源跟踪等多项示范工作。在企业内部可实现峰谷调节收益、需量电费管理、需求侧响应、以及和分布式光伏构成光储微网运行，可在各环节充分为节能增效，实现收益。2）品牌效益：公司自主研发移动储能全系列产品同步开展浙江省工信厅、科技厅的核心装备技术专项研发科技项目申报；启动浙江省工信厅节能处的节能成果鉴定、核心关键装备技术认定；电动机车中国铁路科学院的鉴定报告、中国钢铁协会的成果鉴定；编制的《退役动力电池筛选检测技术规范》已经获得中国电工技术学会批准发布。储能业务已在多个场景取得创新应用，较好地树立了国网综合能源服务品牌。3）社会效益：通过储能建设与运营可减少消耗标煤量和二氧化碳排放量，节能减排效益明显；在当前国家提出双碳目标的背景下，社会示范效益尤其突出。四、典型案例1.宁波电网侧储能示范项目为缓解宁波东部电力平衡压力，项目利用变电站空余场地建设容量为3.3万干瓦的电网侧储能电站，削峰填谷，同时可满足浙江电网的调峰调频需求，提高电网的供电可靠性，使电网能够安全经济运行，为未来新能源的规模开发创造条件。本项目采用全预制舱布置形式，通过双回10kV电缆线路分别接入变电站10kV(35kV)侧母线。电池选型为磷酸铁锂电池，具有应用范围广、能量密度高、充放电速度速率快等特点。系统主要由储能电池、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、协调控制系统(PMS)、能量管理系统(EMS)、汇流变压器等设备和系统构成，采用“分散布局、集中控制”的模式，直接接入浙江省电力公司源网荷储控制系统，接受调度指令参与系统调峰、调频。项目建成后可有效减少或延缓电网公司输配电投资，并通过参加网内调频、调相运行、紧急事故备用，改善电网电压水平，提高供电质量，保证电网安全稳定运行。此外，分布式储能电站可通过快速响应增强电网调度灵活性，弥补新能源发电的随机性和间歇性，大幅提升可再生能源的消纳能力。2.宁波江北梯次利用储能电站项目随着电动汽车电池的大量退役和电力储能需求的增长，动力电池退役后规模化应用于储能系统已成为大势所趋。为落实企业社会责任，深挖梯次电池价值效用，推进储能系统商业化，国网浙江省电力公司在充分调研论证的基础上，拟在宁波江北新区建设全世界最大规模的梯次利用储能电站。宁波江北梯次利用储能电站建设20MW/75MWh梯级利用项目，包含15