26日上午,中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司儲(chǔ)能技術(shù)中心主任楚攀在會(huì)上分享了主題報(bào)告《廣東省儲(chǔ)能市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來技術(shù)趨勢(shì)研判》,以下為整理后的演講速記:
楚攀:感謝主辦方中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)及協(xié)會(huì)提供這么好的平臺(tái),給我一個(gè)機(jī)會(huì)和大家交流!能堅(jiān)持到現(xiàn)在的,都是儲(chǔ)能行業(yè)的骨干與精英。
今天給大家介紹一下廣東省儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展情況和廣東省電力設(shè)計(jì)研究院在儲(chǔ)能領(lǐng)域做的一些工作。
今天的內(nèi)容一共分六個(gè)部分:
首先簡(jiǎn)單介紹一下儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀,
這是世界范圍內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)情況,大家都很熟悉了,我不再一一贅述??傮w來說,2019年儲(chǔ)能裝機(jī)容量增速比2018年有所下降,但看絕對(duì)增量的話,2019年和2018年是差不多的。
接下來我們看看國(guó)內(nèi)的情況,這個(gè)是中國(guó)的情況,在絕對(duì)增量上,2019年排名第一位的,基于這個(gè)絕對(duì)增量,經(jīng)過2019年發(fā)展之后,中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)在全球是排名第一的,已經(jīng)超過韓國(guó)和美國(guó)。
接下來是儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的幾個(gè)領(lǐng)域,從應(yīng)用分布來看,中國(guó)的電化學(xué)儲(chǔ)能主要應(yīng)用在四個(gè)領(lǐng)域:電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能、電源側(cè)輔助服務(wù)、電源側(cè)可再生能源并網(wǎng)。
大概針對(duì)幾個(gè)省的情況做一些總結(jié),按照傳統(tǒng)的分法一共分三個(gè)層面:
第一個(gè)是電源側(cè)的,目前來看是廣東省輔助調(diào)頻這一塊發(fā)展得最好。電網(wǎng)側(cè)目前是江蘇這邊發(fā)展得最好,因?yàn)榻K在2018年抓住機(jī)會(huì)建設(shè)了202MWh電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。用戶側(cè)儲(chǔ)能,各省都有自己的特色。“可再生能源+儲(chǔ)能”這個(gè)方面,在青海和甘肅發(fā)展比較好,包括最新出臺(tái)政策的新疆發(fā)展?jié)摿Χ挤浅4蟆?
最下面一行列舉了一些我收集到規(guī)模最大的項(xiàng)目,不一定正確,就拿我最熟悉的來說,像電源側(cè)的廣州華潤(rùn)海豐電廠的儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目,目前應(yīng)該是國(guó)內(nèi)最大,有可能是亞洲最大的。它的收益情況很好,投資大概8000萬(wàn)到1億,具體多少我不太清楚,因?yàn)榫唧w的投資額是保密的。但是它的收益最好,我看了一下2020年并網(wǎng)之后的數(shù)據(jù),最好的收益一個(gè)月1800萬(wàn)。
這是目前從四個(gè)層面三個(gè)維度總結(jié)了一下目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展的主要問題,其實(shí)電網(wǎng)側(cè)最大的問題就是受政策影響,尤其是2018年,包括國(guó)網(wǎng)的投資收緊以及輸配電價(jià)的核算標(biāo)準(zhǔn)出來之后,電網(wǎng)側(cè)的投資基本上是停滯了。
在安全方面,輔助調(diào)頻服務(wù)安全這方面的問題最大,因?yàn)樗倪\(yùn)行環(huán)境最惡劣。大家都知道,山西的一個(gè)電廠儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目連續(xù)出現(xiàn)兩次比較大的事故。
在收益方面,目前除了電源側(cè)輔助調(diào)頻輔助服務(wù)的,在電網(wǎng)側(cè)和可再生能源這方面的收益不太穩(wěn)定,因?yàn)槭苷叩挠绊懱蟆?
舉個(gè)例子,在用戶側(cè)方面,南網(wǎng)區(qū)域2018年出來了一個(gè)政策,用戶側(cè)的儲(chǔ)能電站每調(diào)度1度電,在充電的時(shí)候去響應(yīng)調(diào)度,可以拿到補(bǔ)貼5毛錢/度電。這個(gè)政策已經(jīng)出來兩年多了,但是沒有看到任何一家用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目拿到補(bǔ)貼的,只有政策,沒有執(zhí)行細(xì)則。
發(fā)展空間,未來應(yīng)該是是電源側(cè)可再生能源+儲(chǔ)能這個(gè)模式發(fā)展空間最大。為什么這么說呢??jī)H拿光伏來說,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)。大家預(yù)想一下,再過五年,再過十年,光伏的上網(wǎng)電價(jià),或者說發(fā)電成本能夠達(dá)到多少?可能不會(huì)超過2毛錢。按照目前儲(chǔ)能的發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)在鋰離子電池全生命周期的度電成本大概接近5毛,再發(fā)展十年,有可能低于2毛,到時(shí)候就是2毛加2毛錢,就是4毛錢,和現(xiàn)在的火電發(fā)電成本已經(jīng)是持平了。也就是說可再生能源+儲(chǔ)能再經(jīng)過五到十年的發(fā)展,大概會(huì)形成一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)。
這是廣東省具體的一些儲(chǔ)能發(fā)展情況,廣東省目前發(fā)展得最好的是電源側(cè),就是大家熟知的儲(chǔ)能輔助調(diào)頻,已經(jīng)并網(wǎng)的項(xiàng)目有8個(gè),在建的項(xiàng)目有14、5個(gè),馬上并網(wǎng)的可能有5、6個(gè)。用戶側(cè)發(fā)展得還行,大概有100—300MWh。因?yàn)橛脩魝?cè)項(xiàng)目,大家都知道,是很難統(tǒng)計(jì)的,很多項(xiàng)目都是自己建的,又不報(bào)給電網(wǎng),統(tǒng)計(jì)起來非常麻煩,只能去網(wǎng)上搜新聞。
用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,比較大的項(xiàng)目,有東莞信義玻璃工業(yè)園的,還有從化萬(wàn)力輪胎的,剩下的可能是幾百kWh或者1~2個(gè)MW項(xiàng)目,就沒統(tǒng)計(jì)了。
電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目廣東省發(fā)展最早,深圳寶清儲(chǔ)能站2011年就開建,2014年建了二期,當(dāng)時(shí)6MW/18MWh的規(guī)模是國(guó)內(nèi)最大的。但是從那之后,南方電網(wǎng)沒有抓住像國(guó)網(wǎng)2018年這樣的一波電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的機(jī)會(huì),這一塊廣東暫時(shí)是比較落后的。
接下來介紹一下儲(chǔ)能技術(shù)路線以及成本。
目前來看,鋰電池占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),這個(gè)不細(xì)說了,我也覺得鋰電池是未來電化學(xué)儲(chǔ)能里面的中堅(jiān)力量或者是主導(dǎo)型力量。其他的,我感覺由于他們沒有足夠大的市場(chǎng),不能從市場(chǎng)中獲得及時(shí)的反饋,缺乏足夠多的應(yīng)用,將會(huì)逐漸萎縮。
這是做的一些對(duì)比,大家看一下就行,可能有一些不準(zhǔn)。
未來的發(fā)展趨勢(shì),這個(gè)圖是我自己做的,以前可能也亮出來過。我用了一個(gè)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析了將近18000篇的文獻(xiàn),
把他們的關(guān)鍵詞全都摘出來,再把他們的技術(shù)路線摘出來,總結(jié)了這四個(gè)技術(shù)路線、鋰電池儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、混合儲(chǔ)能(電化學(xué)+物理)、相變儲(chǔ)能,相變儲(chǔ)能在我們這個(gè)行業(yè)用得比較少,在光熱領(lǐng)域用得多。
這是電化學(xué)儲(chǔ)能成本的變化趨勢(shì),我對(duì)比了幾個(gè)國(guó)際咨詢機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)結(jié)果,感覺彭博社財(cái)經(jīng)是最靠譜的,比如說2020年現(xiàn)在的成本,這是以美元為計(jì)價(jià)的,319美元,大概到2030年,建設(shè)成本能夠降低至現(xiàn)在的一半,我覺得這個(gè)還是很靠譜的。按照這個(gè)預(yù)算來說,到2030年,就是“十五五”結(jié)束的時(shí)候,我們的度電成本會(huì)低于2毛錢,這個(gè)只是造價(jià)方面的。因?yàn)殡S著再過十年,我們電池的循環(huán)次數(shù)肯定也會(huì)增加,現(xiàn)在可能是5000—7000次,到時(shí)候1萬(wàn)次、1萬(wàn)5千次都有可能,所以有可能到時(shí)候度電成本會(huì)小于1毛錢,再加上光伏發(fā)電成本2毛錢,3毛錢的一個(gè)綜合電價(jià)完全可以大規(guī)模地取代火電。
廣東省的發(fā)展情況。
這是一些應(yīng)用領(lǐng)域,大家很熟悉了,迅速過去。
這是在廣東不同應(yīng)用領(lǐng)域的情況,右邊是一些總結(jié),大家簡(jiǎn)單看一下就行。
發(fā)電側(cè)是比較成熟的,在電網(wǎng)側(cè)基本上都是處于小規(guī)模應(yīng)用階段,沒有大規(guī)模實(shí)施。
在用戶側(cè)發(fā)展得比較好,但是用戶側(cè)一直規(guī)模不大,用戶側(cè)想大規(guī)模推廣,還是有待于度電成本下降,我覺得降到2毛錢以下的時(shí)候,可能用戶側(cè)就會(huì)大規(guī)模發(fā)展起來,未來新增的一些用電可能都會(huì)由新能源+儲(chǔ)能的模式來取代。其實(shí)隨著儲(chǔ)能的快速發(fā)展,包括新能源成本逐漸下降,對(duì)電網(wǎng),包括電源結(jié)構(gòu)的沖擊還是非常大的。
接下來介紹幾個(gè)不同場(chǎng)景的投資分析:
電源側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目,大概匯總了一下,不太準(zhǔn),因?yàn)檫@個(gè)是半年前的數(shù)據(jù),現(xiàn)在已經(jīng)有些變化了,比如說最下面寫的儲(chǔ)能項(xiàng)目有五個(gè),只剩下一個(gè)珠海發(fā)電廠還正在招標(biāo),廣東這一塊的進(jìn)展還是很快的。
這是目前已經(jīng)并網(wǎng)的一些項(xiàng)目,這些項(xiàng)目除了華潤(rùn)潤(rùn)州電廠運(yùn)行得不怎么好之外,其他的都比較好。
這些現(xiàn)存的項(xiàng)目都是用電化學(xué)儲(chǔ)能+火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻的,我覺得存在很多問題,尤其是目前,根據(jù)我們和調(diào)度的交流,未來儲(chǔ)能電站不僅要承擔(dān)二次調(diào)頻任務(wù),也要承擔(dān)一部分一次調(diào)頻的任務(wù)。如果把一次調(diào)頻考慮進(jìn)去的話,我們僅靠電化學(xué)這個(gè)技術(shù)是很難安全穩(wěn)定服務(wù)的。所以廣東院提出一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能+飛輪儲(chǔ)能的混合儲(chǔ)能方案,效果會(huì)更好一些。比如說,以這個(gè)為例,僅用電化學(xué)儲(chǔ)能的話,KP值提高247%,但是如果用混合儲(chǔ)能的話可以提高351%,效果更好一些,當(dāng)然成本也會(huì)隨之增加。
這個(gè)是針對(duì)目前新政情況下儲(chǔ)能輔助調(diào)頻的一個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性分析,因?yàn)樽罱鼜V東省出臺(tái)一個(gè)政策,正在征求意見,要在8月1號(hào)實(shí)施。首先KP值的算法變了,大概收入要減少30—40%,每年的里程數(shù)還會(huì)繼續(xù)削減?;谶@個(gè)最惡劣的情況,我做了一個(gè)估算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)還行,這個(gè)類型的儲(chǔ)能項(xiàng)目還可以繼續(xù)做。投資回收期可能由不到兩年變成五年左右,隨著目前電池技術(shù)不斷發(fā)展和控制策略不斷優(yōu)化,把一個(gè)儲(chǔ)能電站用到五年是完全沒有問題的,如果運(yùn)維水平高的話,也許四年就成本回收了。
又做了一個(gè)趨勢(shì)分析,也是比較粗略的,大家可以看一下。
雖然目前廣東的儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)發(fā)生了變化,很多投資方覺得變化太快了。但并非如此,廣東市場(chǎng)的政策已經(jīng)實(shí)行兩年了,從2018年8月1號(hào)開始實(shí)施,2020年8月1號(hào)開始改變,已經(jīng)給兩年適應(yīng)時(shí)間了,這個(gè)政策還算比較穩(wěn)定的。
這個(gè)是廣東首個(gè)并網(wǎng)的儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目的運(yùn)行情況,真實(shí)的收益數(shù)據(jù),這是每個(gè)月的盈利,調(diào)頻的營(yíng)收。2018年已經(jīng)開始試運(yùn)行,我只計(jì)算了2019年的收益,整個(gè)調(diào)頻收益大概是3100萬(wàn),接近3200萬(wàn),但是這個(gè)項(xiàng)目投資也才3600萬(wàn)左右。2018年的收益和2020年半年的收益沒有算,也就是說這個(gè)項(xiàng)目到現(xiàn)在為止已經(jīng)完全回收投資了,現(xiàn)在是凈盈利的階段,每個(gè)月大概300萬(wàn)。去掉分給電廠的四分之一,還有凈利潤(rùn)每月200萬(wàn),也就是運(yùn)行不到兩年就完全回收投資了,現(xiàn)在到了躺著賺錢的階段。
這個(gè)是鯉魚江電廠的項(xiàng)目,做一個(gè)對(duì)比,2019年1—8月份,每個(gè)月收益的情況不超過100萬(wàn),平均50萬(wàn)。到了9月份之后,這是一個(gè)12MW/6MWh的儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目,基本上可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)月500萬(wàn)左右的收益,這是鯉魚江電廠自己全額投資的。按照這個(gè)運(yùn)行情況,2019年基本上回收了1800—1900萬(wàn),2020年每個(gè)月大概有500萬(wàn),基本上3000萬(wàn),也就是說運(yùn)行到現(xiàn)在一年半,他的投資已經(jīng)全部回收了,就是這么快。所以說目前廣東的市場(chǎng)不正常了,收益砍一砍,我覺得也是為了這個(gè)市場(chǎng)更進(jìn)一步的發(fā)展。
雖然這樣的項(xiàng)目收益降低了,但是廣東還有一個(gè)文件,就是調(diào)頻控制區(qū)要擴(kuò)大,原來僅僅是廣東省這一塊在這個(gè)范圍,預(yù)計(jì)到2020年底,要把廣西和海南加進(jìn)來,也就是說雖然我們的KP值將被削減,但是整個(gè)調(diào)頻里程數(shù)會(huì)增加。到2021年底,會(huì)把貴州再加進(jìn)來,這四個(gè)省會(huì)是同一個(gè)市場(chǎng),云南市場(chǎng)另外運(yùn)行,因?yàn)樗碾娫唇Y(jié)構(gòu)與其他幾個(gè)省不太一樣。
這個(gè)是儲(chǔ)能+海上風(fēng)電運(yùn)行模式,海上風(fēng)電我們做了很多模擬,做了很多假設(shè)情況,假設(shè)它的收益既有減少棄風(fēng)的收益,系統(tǒng)調(diào)峰的收益等等,其實(shí)很多收益是拿不到的,這里只是做一個(gè)假設(shè),這是給發(fā)改委看的,希望他們有這樣的政策支持。
這些收益都算上之后,項(xiàng)目的利潤(rùn)收益可以達(dá)到15.8%,這樣看還算不錯(cuò)。如果僅算減少棄風(fēng)的收益,把儲(chǔ)能的作用看得比較小,則不具備投資回收性。
另外一個(gè)是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能,也是做了很多假設(shè),這是目前大家常見的項(xiàng)目。比如說減少停電的社會(huì)效益,減少配電網(wǎng)投資,獲取調(diào)頻收益。其實(shí)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在廣東是不會(huì)有調(diào)頻收益的,但是根據(jù)最新的政策在江蘇好象有,我不知道為什么,其實(shí)是不合適的,因?yàn)樗]有給電網(wǎng)提供基礎(chǔ)電量,是沒資格分這塊蛋糕的。電網(wǎng)側(cè)能拿到的收益只有調(diào)峰收益,如果是電網(wǎng)投資,這個(gè)調(diào)峰收益就拿不到。
再看用戶側(cè)儲(chǔ)能,這個(gè)大家非常熟悉了,就不再做過多的解釋了。
基于一些比較好的應(yīng)用場(chǎng)景,比如說如果一天能夠兩充兩放,這一塊容量電費(fèi)還能節(jié)省比較多,用戶側(cè)儲(chǔ)能還是有比較好收益的。但隨著目前克強(qiáng)總理不停地讓電網(wǎng)公司降電價(jià),結(jié)果導(dǎo)致峰谷價(jià)差越來越小,給用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展帶來很大的壓力。
最后介紹一下廣東的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè),這也是不完全統(tǒng)計(jì)。廣東省的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈還是挺完整的,上規(guī)模的一共有十幾家,覆蓋了研發(fā)、制造、集成、設(shè)計(jì),但是缺乏專業(yè)的運(yùn)維公司,這不僅是廣東的情況,全國(guó)的情況都是缺乏專業(yè)的運(yùn)維公司,大家重建設(shè)輕運(yùn)維,會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目后期收益不好。
最后,再給大家介紹一些行業(yè)痛點(diǎn)以及廣東院提出的針對(duì)性的解決方案,目前在行業(yè)里面最大的痛點(diǎn)是安全性。為什么大家看到韓國(guó)一年出現(xiàn)20多個(gè)甚至30個(gè)事故,但是中國(guó)好像只報(bào)出來2個(gè),是因?yàn)槲覀冇玫倪€不夠多。根據(jù)目前電芯的生產(chǎn)水平,它的故障率大概是3~5個(gè)PPM,比如說一個(gè)40尺的集裝箱,出現(xiàn)故障的概率大概是2~3%。中國(guó)之所以沒有出現(xiàn)起火、爆炸事故,是因?yàn)槲覀冇玫氖橇姿徼F鋰電池,三元鋰電池用的不多。當(dāng)我們看到更多儲(chǔ)能電站出現(xiàn)問題的時(shí)候,說明這個(gè)行業(yè)發(fā)展得好,發(fā)展的快,現(xiàn)在我們只有兩個(gè)這樣的事故,說明我們發(fā)展得還不夠好,用得還不夠多,用得夠多就會(huì)有更多的事故出來。
目前的痛點(diǎn),首先是安全性,其次是效率,最后是成本。
這個(gè)是韓國(guó)事故的照片,觸目驚心,但是說明別人用得比我們多。
韓國(guó)針對(duì)30起左右事故的做了總結(jié),電芯內(nèi)失控、BMS管理失效、PCS保護(hù)失效、直流拉弧、火災(zāi)防護(hù)失效。
針對(duì)行業(yè)存在的痛點(diǎn),我們廣東院做了一些技術(shù)研發(fā),也推出了能夠解決這些痛點(diǎn)的新的解決方案。其中涉及到幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù),比如說現(xiàn)在儲(chǔ)能集裝箱里面電芯在成組的時(shí)候有很多并聯(lián),就會(huì)出現(xiàn)并聯(lián)容量損失,我們采用了分布式能量塊,消除了這個(gè)并聯(lián)容量損失,提升了安全性。
還有重要的分時(shí)校準(zhǔn)技術(shù),克服了高頻率淺充淺放導(dǎo)致的SOC誤差難題,廣東院提出的技術(shù)方案可以對(duì)分布式能量塊進(jìn)行在線校準(zhǔn),每隔一段時(shí)間SOC就會(huì)重新校準(zhǔn)一次,而不用重新退出系統(tǒng),這是現(xiàn)存的集中式布置的儲(chǔ)能方案解決不了的。
另外一個(gè)就是主動(dòng)安全技術(shù),目前大部分的安全問題不能解決的就是因?yàn)槭羌惺降牟贾?,太大了,一個(gè)集裝箱里有1.5MWh,有一千多度電甚至兩千多度電,配置的滅火措施根本沒有用。我們的方案是用水去滅火,大家知道鋰電池滅火最好的是用水,可以迅速降溫,讓事故不蔓延不擴(kuò)散。
關(guān)于這個(gè)技術(shù)方案的詳情,我們9月份儲(chǔ)能大會(huì)再見。
好,謝謝大家!
原標(biāo)題:中能建廣東院楚攀:廣東省儲(chǔ)能市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來技術(shù)趨勢(shì)研判