中国新型储能的发展思考与商业模式研究

中国新型储能的发展思考与商业模式研究1新型储能发展背景2新型储能发展状况3储能的政策支撑与商业模式4新型储能发展面临挑战及发展建议1新型储能的发展背景我国电力装机发展状况及预测因素的综合预测，中国预计至2030年电力02025203020400202520302040862022年大储装机再创新高，独立储能和新能源配储平分秋色。据中国化学与物理电源行业协会初步统计，2022年我国新增投运新型储能装机6.21GW/14.32GWh86■可再生能源储能■独立式2022年国内投运储能项目容量2022年国内投运储能项目容量及占比松清活能源基地北青活酸超地北青活酸超地→⑥十四五”启动“十五”建成校运的输电蓬道→⑥《我国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，建设大型清洁能源基地是构建现代能源体系的重要基础。黄河几字弯清洁能源基地就在内蒙古。辽宁0.170.q20.17第齐哈零①⑧0婴尔了⑩S邑都巴丹吉林沙漠乌兰布和沙漠君君腾格里沙漠济南腾格里沙漠◎成都武路重庆8格f第海杭海2022年2月26日，国家发展改革委、国家能源局发布关于印发《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》的通知。方案计划以库布齐、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠为重点，以其他沙漠和戈壁地区为补充，综合考虑采煤沉陷区，规划建设大型风电光伏基地。到203林沙漠基地规划装机2.84亿千瓦，采煤●在电力系统新能源装机占比不断上升的同时，火电、核电等可靠性电源占比却逐步降低，叠加极端气候对水电出力的影响，大大削弱供给侧响应与调节能力。供给侧负荷调节需求必须依靠清洁高效的储能装机弥补。●除满足调节能力需求外，储能对于电网的电力传输与安全，还能起到减缓电网阻塞，提供备用和黑启动等作用。对于发电侧，储能能够起到平滑新能源波动、提高新能源消纳的作用。而负荷侧的储能装机，能够大大提升负荷侧的自我平衡能力和响应能力。●推动解决新能源发电随机性、波动性、季节不均衡性带来的系统平衡问题。储能是建设高比例新能源供给消纳体系、提高电网柔性和灵活性的关键技术。变得更加“柔性”。电源侧电网侧用户侧居民用电、工商业用电、事业单位用居民用电、工商业用电、事业单位用3配电火电水电输电风电光伏储能作用储能作用1容量电费管理2提供应急供电延缓输配电扩容储能系统可以通过跟踪计划出力、调峰调频、负荷侧管理等方式，提高电能质量、输配电稳定性，并减少弃风弃光，推动可再生能源的大规模应用。质量、造成电压波动和闪变、2风光出力难以控制，不匹配，造成弃风弃光2新型储能发展状况从2022年全球新增投运新型储能项目总体来看，美国、中国、欧洲三大市场占据总体市场的80%,其中美国占比34%,中国占比24%,欧洲占比22%。值得注意的是，抽水蓄能、电化学储能(电网级)储能市场由中美主导。中国钠硫电池，铅蓄电池，钠硫电池，铅蓄电池，液流电池，其他，压缩空气，飞轮储能，熔融盐储热，铅蓄电池，液流电池，抽水蓄能，新型储能，抽水蓄能，新型储能，新型储能，锂离子电池，新型储能，锂离子电池，抽水蓄能，超级电容，飞轮储能，压缩空气，熔融盐储热，型储能累计装机规模3000万千瓦，同比增长67.7%,其中锂离子电池装机2300万千瓦，占主导地位。我国储能装机约4600万千瓦，同比增长30%,占全球电力系统储能装机量22%。2021年新增储国内储能新增装机梯队分布亿欧智库新增最多的是抽水蓄能，单机规模100MW以上，占年度新增装机79%左右，位列第一梯队。中国储能新增装机梯队划分(技术分类)其次是锂离子电池、压缩空气储能、液流电池、铅蓄电池、储热储冷技术，单机可达10-100MW,位列第二梯队。第一梯队抽水蓄能抽水蓄能100MW以上技术应用规模第三梯队是钠离子电池、飞轮储能、超级电容器，目前单机容量已达到MW级，其中钠离子发展受关注最技术应用规模重力储能等新型储能技术，需要进一步的研发，以尽早第二梯队第一梯队实现集成释放和产业化应用。液态金属，金属离子电池、水系电液态金属，金属离子电池、水系电池、重力储能。各类储能应用特点及发展阶段有所不同，储能应用场景的多样性决定了储能技术的多元化发展。特别地，根据不同储能时长的需求，储能的应用场景可以分为容量型(≥4小时)、能量型(约1~2小时)、功率型(≤30分钟)和备用型(≥15分钟)四类。根据储能时长要求的不同进行储能类型划分，有助于推进以类型≥4小时削峰填谷、离网储能容量型储能技术种类较多，包括抽水蓄能、液流电池、钠离子电池、压缩空气、储热蓄冷、氢储能等。储热蓄冷等已进入商业推广等已经进入到示范应用阶段能量型约1-2小时磷酸铁锂电池为主商业应用阶段功率型≤30分钟波动起导储能、飞轮储能、超级电容器和各类功率型电池超导储能、飞轮储能、超级电容处于初级研发阶段备用型≥15分钟数据中心和通讯几站等备用电源场景铅蓄电池、梯级利用电池铅蓄电池进入商业应用、梯次利用处于示范应用阶段重力储能作为物理储能，利用重力与高差实现电力充放。实现新重力储能是一种机械式储能，储能介质分为水和固体物质，基于高度落差对储能介质进行升降来实现储能系统的充放电过程。目前将重力储能分为以下4类：新型抽水储能基于山体落差的重力储能基于地下竖井的重力储能。目前，EnergyVaultEVx重力储能技术在如东落地建设全球首台套的100MWhEVx重力储能塔技术。□2023年3月中国天楹在内蒙古巴彦淖尔投入2GW,80亿元重力储能。重力储能是一种全新的机械储能技术，可将风能、太阳能等不同形式的能源转化成重力势能存储起来，需要时再将其转化成电能释放。式的能源转化成重力势能存储起来，需要时再将其转化成电能释放。口材料科学口废弃物封存技术充电模式下，系统驱动电动机将重力块提升到一定的高度对能量进行口材料科学口废弃物封存技术由人工智能算法系统根据电网或用户需求，实现设施储能、供能全程自动技术应用重力储能可调节电网功率的瞬时平衡；提高可再生能源资源的利用效率；提高电能质量，增强电力系统的供电可靠性。用电低谷时，系统可将发电侧产生多余的电力转化为重力势能进行存储；用电高峰时，系统可将重力势能转化为电能供电网侧或用户侧。通过对电力的存储与释放，实现可再生能源的按需调配。重力储能技术验证口第一代技术EV₁规模35MWh的商业验证项目已经投入运营，于2020年口目前普遍采用的是规模更大、效率更高、运行更稳定的EVx技术。EVx重力储能技术□2022年中国天楹联合EnergyVault在如东落地建设全球首台套的100MWhEVx重力储能塔技术。◆降级成本◆资本支出、运营支出、生命周期终止◆降级◆满足GWh/公用事业规模储能需求的能力◆与位置、环境的相关性灵活性◆操作温度范围◆持续时间(2至12+小时)◆安全(无火灾/气体风险)4◆往返效率(RTE)◆能量密度◆废弃物修复ESG◆当地制造碳足迹最小化◆全生命周期的可持续性江苏如东100MWh重力储能示范工程√工程拟建地点通海六路西侧地块。重力储能容量100MWh,发电功率2023年9月。在目前适合规模化商业运行的储能技术中，飞轮储能具有功率密度高、充放电响应速度快、使用寿命长、放电深度大、无环境污染、运营成本低、安全风险小等综合优势，非常适合快速大功率充放电应用场合。从目前飞轮储能技术的发展来看，目前中国市场上飞轮储能应用大部分为试点产品，成熟运行产品较少，运行功率较低，后备时间极短，部分技术性能需要进一步完善。在系统容量、转换率、使用寿命、安全性等方面亟须创新和突破。同时，飞轮储能商业化还存在成本偏高、缺少价格激励政策、技术路线不够成熟、欠缺技术规范和接入标准等问题。和接入标准等问题。飞轮储能技术分类指存储能量较小、单体功率较大、充电速度快、响应迅速，且可以频繁充放电的飞轮飞轮储能技术分类指存储能量较小、单体功率较大、充电速度快、响应迅速，且可以频繁充放电的飞轮指存储能量较大、充放电时间较长的飞轮飞轮储能系统荷电状态精确可测可控：飞轮转子转速和储能量成精确关系，可以通过精确测量飞轮转子转速，实现指存储能量较大、充放电时间较长的飞轮指使用钢材作为制作材料的飞轮，目前应用成熟，但工作时一旦发生事故，危险性较大指使用多种材料的飞轮，无转子解体后击穿壳体的风险，可频繁深度充放电、生命周期内基本免维护指使用钢材作为制作材料的飞轮，目前应用成熟，但工作时一旦发生事故，危险性较大指使用多种材料的飞轮，无转子解体后击穿壳体的风险，可频繁深度充放电、生命周期内基本免维护飞轮材质分类系统核心部件全寿命不需要更换。压缩空气储能系统采用压缩空气作为储能载体，是一种以机械设备实现能量存储及跨时间、空间转移和利用的物理储能技术。作为一种极具发展潜力的物理储能技术，压缩空气储能可广泛应用于电源侧、电网侧和用户侧。目前最主要的新型压缩空气储能系统主要有三个新的技术路径：蓄热式压缩空气储能(TS-CAES)、液态压缩空气储能系统(LAES)、超临界压缩空气储能系统(SC-CAES)。压缩空气储能技术因具有规模大、灵活性强等特点，被认为具有较大的发展潜力和应用前景。GG排气优点缺点电动机压缩机组蓄热式压缩空气储能1)不需要补燃，节约化石燃料2)能量回收以提高系统效率3)可利用外界热源以进一步提高效率4)技术较成熟，初具商业化条件地面积和投资有所增加M-储气室质环境换热器1环境换热器1空气液态压缩空气储能1)不受地理环境限制2)能量密度大超临界压缩空气储能1)效率高2)能量密度高破3)不需要补燃，节约化石燃料技术仍有待突破一种蓄热式压缩空气储能系统线。自2015年以来，锂离子电池主宰着储能市场，从2022年新增储能装机技术占比来看，锂离子电池储能技术占比达94.2%,仍处于绝对主导地位。按正极材料按电解质材料按应用分类锂离子电池分类从种类来说，磷酸铁(LFP)、镍锰钴(NMC)等三元锂占比75%以上。磷酸铁锂电池能量密度高、按正极材料按电解质材料按应用分类锂离子电池分类类型磷酸铁锂(LFP)磷酸锰铁锂(LMFP)镍钻锂三元(NCM)镍钴铝三元(NCA)结构橄榄石橄榄石层状层状磷铁资源丰富磷铁资源丰富钴资源贫乏钴资源贫乏较难较难较难难循环寿命(次)-较慢较慢快快优优良良一般较优优优低较低高高优点安全性好，循环寿命长，成本低本低缺点能力密度低，低温性能差存在两个电压平台安全性低，循环寿命短安全性低，循环寿命短储能技术发展与落地应用评价指标体系评价维度储能技术种类多，技术经济特性差异大，各类技术各有其优缺点，重点选择基于应用场景的四个关键指标。评价维度常用的储能经济特性指标包括功率成本、能量成本、运维成本、单次循环能量成本。主要基于成本进行考量。针对技术的产业化前景和应用落地能力，主要包括投资强度、试产规模、商业化程度、政策力度等指标。储能技术不同类型及特点不同储能技术具有不同的特性，包括响应时间、放电时长、综合效率，相应的技术成熟度和应用场景也有所差异。不同储能技术路线利弊兼有，却不影响其“百花齐放”。随着碳达峰、碳中和目标的提出，储能产业驶入发展快车道，成为构建新型电力系统的重要支撑。响应时间①机械储能抽水蓄能长时s-min级成熟调峰、备用空气储能长时min级成熟调峰、备用飞轮储能短时ms-min级商业化早期调频、平滑波动能铅蓄电池短时ms-min级5商业化调峰、调频、通讯基站备用电源钠硫电池短时ms级s-h级商业化调峰、调频、能量管理、备用液流电池短时/长时ms级s-h级商业化早期调峰、调频、能量管理、备用短时/长时ms-min级ms-h级商业化调峰、调频、能量管理、备用超导储能短时开发阶段调频、平滑波动超级电容短时ms级开发阶段调频、平滑波动3储能的政策支撑与商业模式国家层面储能政策高密度出台2016年至今，储能政策经过的发展期、战略期、新时代三个主要阶段，将“指导意见”落实到“行动计划”。2021年，国家及地方共出台与储能相关政策300余项，以完善抽水蓄能储能机制，鼓励新型储能为主线，政策主要覆术、安全标准及认证的完善也提上日程。工业、电力、交通、用户场景的政策中多次提及储能的落地应用。2016-2022年储能配套政策不断完善中国储能发展阶段·国家发改委、国家能源局发布《关于提升电力系统调节能力的指导意见》提出推动新型储能·国家发改委发布《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》鼓励利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制，促进储能发展。国家能源局综合司、应急管理部、国家市场监督管理总局发布《关于加强储能标准化工作的实施方案》方案指出，积极推进关键储能标准制定，鼓励新兴储国家发改委、能源局发布《“十四五”新型储能发展实施方案》。到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。其中，电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上；到2030年，新型储能全面市场化发展，储能与电力系统各环节深度融合发展，基本满足构建新型电力系统需求。2016年首份行业政策性指导文件出台国家发改委、国家能源局等《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》提出未来十年中国储能行业两步走战略：“十三五”期间，建成一批不同技术类型、不同应用场景的试点示范项目，探索一批可推广的商业模式；“十四五”期间，储能项目广泛应用，形成较为完整的2016产业体系，成为能源领域经济新增长点。国家发改委、国家能源发布局《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》提出加快发展高效储能、先进储能技术创新、积极推进储能技术研发应用、攻克储能关键技术等任务和目标。关于促进储能技术与产业发展的指导意见>2019-2020年行动计划》进一步提出加关于促进储能技术与产业发展的指导意见>2019-2020年行动计划》进一步提出加·新型储能项目管理规范(暂行)(征求意见稿)强先进储能技术研发和智能制造升级、推·关于加快推动新型储能发展的指导意见进抽水蓄能发展、推进储能项目示范和应·关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰用、推进新能源汽车动力电池储能话应用、能力增加快推进储能标准化，明确了储能产业的关于进一步完善分时电价机制的通知发展和具体任务和分工。关于印发“十四五”可再生能源发展规划的通知2019关于印发能源领域深化“放管服”改革优化营侧调峰调频、用电测峰谷价差套利共振需求能成为新能源出力低谷期主要电源，并为电力障时间2021年明确在电网企业承担消纳主体责任的基础上，企业自建或购买2021年见稿)》将新型储能纳入提供辅助服务的主体范围，提出了按照“谁提2022年引导储能、分布式能源、新能源汽车、虚拟电厂、能源综合体等新型市场主体，以及增量配电网、微电网内的市场主体参与现货市场，充分激发和释放用户侧灵活调节能力。2022年有大规模商业化应用条件，新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟；到2030年，新型储能全面市场化发展。2022年《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》明确了新型储能可作为独立储能参与电力市场和辅助服务，以配建形式存在的新型储能项目，通过技术改造满足同等技术条件和安全标准，可转为独立储能项目参与电力市场。还提出优化储能调度机制，支持用户侧储能发展、建立储能价格机制等要求。政策推动储能各参与者商业模式成型2016.62021.72021.8试点全国全国全国全国能参与“三北”规<电力辅助服务管储能参与电力市场和调试点区域发电侧、新型储能项目，可转为储能商交易可再生能源发电企业自>20%优先并网“谁提供、谁获利，则，疏导辅助服务成独立储能以电网为纽带，将独立分散的电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源进行全网的优化配置，交由电网进行统一协调，推动源网荷各端储能能力全面释放，提高储能资源利用率。独立储能主要有两层含义：第一，作为新型储能电站，独立储能可以像传统储能一样，参与电力交易和辅助服务市场，发挥功率调节作用；第二，突出能力共享属性，独立储能以电网为桥梁和纽带，可为多个新能源电站提供综合服务。配电网共享储能调度中心光伏电站用户风电站不同地区独立储能装机进展各异。从装机进展来看，2022年宁夏、山东、湖南、湖北独立储能电站投运规模最大；从项目部署来看，2022年山东、山西、甘肃、宁夏、湖南投运或启动的独立储能项目规模超过3GWh,居国内前列。独立储能装机进展受各省新能源装机量和配套收益政策影响，例如独立储能收益模式最为完善的山东省，其启动项目规模也居全国首位。此外，探索中，大型储能系统的应用经济性不强，主要由政策驱规模化发展在即；装机规模强势增长的同时，市场机制也将逐政策认可+市场完善，独立储能商业模式有望逐渐跑通，推动大储建设投资加速。与新能源配国内出台了一系列独立储能相关政策，独立储能作为储能项目的新形式，逐渐崭露头角。政策利好2021年内蒙古自治区人民政府发布《关于加快推动新型储能发展的实施意见》,提出总体目标，即到2025年底建成并网新型储能装地区发展是极大的利好，但与机遇并行的还有内政办发〔2021〕86号各盟行政公署、市人民政府，自治区各委、办、厅、局，各大企新型储能是指除抽水蓄能以外，以输出电力为主要形式并对外提供服务的储能项目。发展新型储能对构建“清洁低碳、安全高效”现代能源体系、实现“碳达峰、碳中和”战略目标具有重要意义。为深入贯彻习近平总书记关于内蒙古工作重要讲话重要指示批示精神，全面落实《国家发改委国家能源局关于加快推家能源局关于印发<新型储能项目管理规范(暂行)>的通知》(国能发科规〔2021〕47号)等规定要求，加快推动自治区新型储能发展，经自治区人民政府同意，现提出如下意见。(一)指导思想。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神，落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，围绕国家重要能源和战略资源基地建设，以实现“碳达峰、碳中和”为目标，着力推动新型政策政策利好2022年12月13日，储能投资领域一直关2023年新能源+储能产业投资开了个好头。众题、赢利模式，首页首页当前位置：首页/政务公开/法定主动公开内容国土资源、能源\其他自治区人民政府办公厅内政办发〔2022〕88号内蒙古自治区支持新型储能发展的若干政策(2022—2025年)关键词1:时长配置(15%,2小时和15%,4小时)政策利好新能源项目开发应按要求配建储能设施，可采用自建、租赁或购买储能服务等方式。新建保障性并网新能源项目，配建储能原则上不低于新能源项目装机容量的15%,储能时长2小时以上，保障性并网风电光伏电站配建的储能也可通过合建或改建方式整合为电源侧独立新型储能电站，接入电网并关键词1:时长配置(15%,2小时和15%,4小时)政策利好政策利好政策利好关键词2:共享服务鼓励新建电源侧独立新型储能电站，支持开展出售、租赁调峰容量等共享服务，建立完善协调运营、利益共享机制，促进产业多元化、市场化发展。关键词3:参与交易支持企业在电网关键节点、薄弱区域合理布局电网侧独立新型储能电站，提高电网系统灵活调节和供电能力。电网侧独立新型储能电站可自主选择参与电能量(中长期交易、现货)、辅助服务等市场，也可部分容量分别参与上述市场交易。关键词4:补偿机制建立市场化补偿机制，纳入自治区示范项目的独立新型储能电站享受容量补偿，补偿上限为0.35元/千瓦时，补偿期不超过10年。政策利好政策利好关键词5:示范引领开展独立新型储能电站示范项目建设，通过竞争性招标方式确定示范项目，原则上单个储能电站规模不小于10万千瓦、时长不低于2小时。加大分时电价实施力度，适时调整峰谷电价价差至3:1以上，为新型储能发展创造盈利空间。鼓励独立新型储能电站参与电力辅助服务市场，储能电站自主报价参独立新型储能电站向电网送电的，相应充电电量不承担输配电价和政府性基金及4新型储能发展面临挑战及发展建议2022年中电联发布《新能源配储能运行情况调研报告》截至2021年底，全国储能装机规模达到4266万千瓦，其中新型储能装机626.8万千瓦，同比增长56.4%;各省发展目标：6000万千瓦各省规划的新型储能发展目标是国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》文件中提出的2025年达到3000万千瓦目标的两倍。截至目前，全国已有近30个省份出台了“十四五”