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中国储能行业研究报告

发布日期:
2018-04-10
浏览量:
60653

由于未来中国城镇化日渐成熟,能源需求会逐渐走低,能源企业应根据市场及时调整,加快突破储能技术壁垒可改变能源行业煤炭为主的格局。能源,人类活动的物质基础,或者说人类的进步离不开先进的能源和能源技术。自然在当今全世界的发展中能源的作用也是举足轻重的,随着经济的增长放缓和环境保护越来越受到大家的重视.
金地毯专家指出,由于未来中国城镇化日渐成熟,能源需求会逐渐走低,能源企业应根据市场及时调整,加快突破储能技术壁垒可改变能源行业煤炭为主的格局。
一、中国储能行业的发展现状
从世界范围看,储能仍然处于初期阶段,政策的推动,尤其是补贴的实施是刺激行业发展的重要能量,美国、欧盟、日本投入较早,投资优惠和补贴政策都已经出台,到2015年12月底,全球累计运行的储能项目装机规模144.8GW,其中抽水蓄能为142.1GW;电化学储能项目318个,累计装机量(2000-2015年)为891MW。
我国的储能行业刚刚起步,截止2014年底,中国储能累计装机规模为21.8GW,抽水蓄能占到了99.5%。以电化学为主的电池储能方式占到了0.4%,其中锂离子和铅酸电池的占比较大,约占到40%和13%。 

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目前我国储能行业的处于刚刚起步。我们认为,随着下游需求的爆发式增长,储能的商业化应用也愈加迫切。
目前储能应用最大的空间在于风光电厂的应用。受制于火电拉闸的局限以及西部地区有限的消纳能力,2015年的弃风、弃光现象突出。光伏方面,2015年全国弃光电量40亿,弃光率约10%。甘肃弃光率达31%;新疆自治区弃光率达26%。风电方面,2015年弃风电量339亿千瓦时,同比增加213亿千瓦时,平均弃风率达到15%,同比增加7个百分点,同样是西北地区问题最突出。
储能的引入可以将多余的电能储存起来,待需要时释放,加装在风光电场可以弥补风、光发电存在的间歇性和不稳定性特点,也更有利于电能的灵活调节,提高发电系统效率。此外,风电和光伏发电对电网接入的友好性也得到改善。
其次,传统电厂往往需要配备备用电源,投资非常大,储能设施的引用将有利于电厂降低成本,提高效率。在商业化推广方面,利用各省市的峰谷电价差,发挥储能的成本优势,进行削峰填谷的电力调节,再与客户分享收益。目前由于整个行业的成本仍然较高,因此商业化应用还没有打开,但南都电源公司的铅碳储能系统已经做到0.5元的度电成本,有望率先开启商业化项目的大门。随着微网的逐步推进,储能在家庭电网中也将发挥重要作用。
另外,在没有供电设施的海外市场已经提前迈出一步,国内有竞争力的企业也有望份的一杯羹。 

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政策风向上,国家也越来越重视储能的发展。“两会”期间,《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要(草案)》提出,建设现代能源体系,同时提出“十三五”期间能源领域八大重点工程。八大重点工程提及储能电站、能源储备设施,重点提出要加快推进大规模储能等技术研发应用。此外,储能行业的“十三五发展:规划也有望在二季度出台,明确行业发展目标,对行业的扶持政策、补贴形式有望进一步落实。
二、制约储能行业发展的三大掣肘
中国储能行业虽然面临技术、资金等多方面的掣肘,但我国储能在不断出台的政策浸润下,已经呈现出越来越热的势头,市场的后期爆发成为大概率事件。相信随着瓶颈的打破,行业的黄金期即将到来。
储能不仅可以提高常规发电和输电的效率、安全性和经济性,也是实现可再生能源平滑波动、调峰调频,满足可再生能源大规模接入的重要手段,同时它也是分布式能源系统、电动汽车产业的重要组成部分。推动储能商业与示范工程建设,对于我国构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系具有重要的战略意义。
当下,能源领域正在开展一场大变革,尤其是能源互联网的发展,更是将储能推向了一个新的高度。以可再生能源的大发展以及电动汽车为代表的新能源技术,正在逐渐改变着人类的用能方式,储能无疑是其中的重要一环。
不过,由于起步较晚,关键技术尚未获得实质性的突破,我国储能行业发展仍旧面临多方面的掣肘。大体来看,制约储能行业发展的原因主要是三个方面:
首先,新技术,特别是新能源的发展周期一般都比较长,在发展初期,通常需要国家的产业政策给予扶持。像风能发电、太阳能光伏电池及电动汽车的发展都是如此。尽管党和国家高度重视储能产业发展,2015年10月,十八届五中全会上通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中明确指出,“推动低碳循环发展。推进能源革命,加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。加强储能和智能电网建设,发展分布式能源,推行节能低碳电力调度。”2014年11月19日,国务院办公厅发布的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》确立了储能为9个重点创新领域之一,大容量储能为20个重点创新方向之一。但由于没有颁布产业界期望的储能产业扶持政策,储能产业始终不温不火。
其次,社会对储能产业的战略意义和社会效益的认识有待提高。美国、德国、日本等工业先进国家都在大幅削减对环境造成严重污染的化石能源发电,普及应用风能、太阳能等可再生能源发电,储能技术是可再生能源普及应用的瓶颈技术。所以,把储能定位为战略新兴产业加大支持力度。但我国煤炭消费量大,在造成了环境污染的同时,也造成大量的弃风、弃光。为治理雾霾,需要支付巨额环境成本,但治标不治本。所以,专家认为储能必须从国家能源资源、能源安全和环境健康的战略高度去综合考虑。
再次,从电力市场化角度看,我国电力市场开放程度不高,储能的价值收益无法体现,储能的买单机制尚未形成,严重阻碍了储能产业的发展。例如,储能在调峰和调频方面相比传统的水电、火电有明显的技术优势,但是目前从国家电网两个细则上看,没有将储能纳入到调峰、调频等辅助服务中并给予一定的经济补偿。
三、相关国家政策出台完善
作为政策扶持性产业,市场的渐热和政策的动作有着密不可分的联系,储能专项政策相继出台,市场的后期爆发带来极大的可能性。 《关于推进“互联网”智慧能源发展的指导意见》、《关于国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要的决议》和《国家能源局关于电储能参与“三北”地区调峰辅助服务工作的通知(征求意见稿)》相继出台。
《关于推进“互联网”智慧能源发展的指导意见》多处提及推动储能产业发展。意见提出,完善基于互联网的智慧用能交易平台建设。建设面向智能家居、智能楼宇、智能小区、智能工厂的能源综合服务中心,实现多种能源的智能定制、主动推送和资源优化组合。鼓励企业、居民用户与分布式资源、电力负荷资源、储能资源之间通过微平衡市场进行局部自主交易,通过实时交易引导能源的生产消费行为,实现分布式能源生产、消费一体化。专家认为,随着电改的推进,售电端将逐渐放开,拥有分布式电源的用户或微网系统亦可参与电力交易和用电服务,储能将成为其重要一环。
日前,国家储能产业“十三五”规划大纲正在紧锣密鼓的编写之中,相关政策亦发布在即。在国内智能电网、新能源并网、能源互联网、电动汽车、轨道交通等蓬勃发展形势下,储能产业亟需齐头跟进甚至走到发展前列,因此国内储能产业呼吁政府加大政策扶持力度,期望储能的发展能出台一系列较为清晰的战略规划和政策措施,如对储能投资(包括储能研究)给予直接补贴或税收抵免,也可以由政策性银行提供优惠利率的贷款等,以迎接储能产业即将到来的爆发式发展期。
储能入选国家战略新兴产业,储能与分布式能源将在今后3~5年迎来更大的发展机会。我国十三五规划对储能与分布式能源的重视程度再创新高,规划将储能与分布式能源作为战略新兴产业,把储能与分布式能源列入十三五规划“百大重点工程”,并特别提出构建现代能源储运网络,其中首先提出储能和调峰设施的建设,加快构建多能互补、外通内畅、安全可靠的现代能源储运网络。
我国储能市场前景无限。2015年,我国已成为全球最大的新能源汽车生产国和应用市场,生产新能源汽车37.90万辆,同比增长4倍。新能源汽车的推广极大地推动了动力锂离子电池产业的发展,对动力锂离子电池的需求量超过了160亿瓦时,再加上330万辆电动自行车对锂离子电池的需求,2015年动力电池市场规模超过了320亿元。此外,我国风电、光伏等绿色能源电力正在逐步改善传统的电网结构,2015年我国光伏累积安装量43GW,超过德国成为全球第一大市场;风电、光伏等新能源必须要有可靠的储能技术作为支撑和缓冲。按照目前我国光伏和风能发电装机比例配比储能设备,在不考虑成本因素下,预计2020年我国储能市场需求空间将达到千亿元规模。
四、破题之路及市场前瞻
2015年末至2016年第一季度,储能及新能源汽车相关利好政策频出,市场需求持续走高,资本市场投资活跃。产业在大型分布式电力储能、绿色交通储能、个人家庭储能、移动终端储能、云计算数据中心后备电源储能等领域发展迅猛,总体趋势稳步增长。
储能作为一种新兴产业,正处于市场应用初期,处于技术、应用和市场机制都有待进一步创新、有待突破的焦灼时期。这一方面要求储能企业立足技术提升,降低成本,保障产品质量,练好“内功”;另一方面要求政府部门抓紧建立起有效的市场机制,营造出外部市场环境。因此,这个阶段的关键不是普遍全面开花,而是要进行有目的的应用推广,即通过一定数量、一定规模的典型性项目实施,不仅达到技术验证与提升的目的,更重要的是验证储能价值、体现收益,探索政策支持方式,探索商业模式,最终形成可推广的技术、商业、政策模式。特别是有条件的地区,例如可再生能源发电集中、储能产业基础好的地区,可以开展复制性强、具备推广意义的储能“先试先行”,利用地方政策和资源先行推进。
金地毯专家建议,一是建立反映储能价值的电力市场机制与政策。二是制订储能产业中长期发展规划,明确储能产业发展规模和建设布局。三是加强储能技术基础研究,促进产业自主创新与发展,增加国家能源竞争实力。
“储能产业的规模现在并不大,可拓展的空间还不小”金地毯专家表示,储能分为很多种:整合小区、楼宇、家庭应用场景下的储电、储热、储冷、储氢等多类型大分布式储能设备是一种;社会上其他分散、冗余、性能受限的储能电池、UPS、电动汽车充电桩等储能设施,也属于储能的范畴。目前储能电站处于初期萌芽阶段,包括阳光电源、科陆电子、中天科技、南都电源等都在进入这一行业。相关核心标的包括:圣阳股份、阳光电源、科陆电子、欣旺达、雄韬股份、科华恒盛、易事特等。
而从特斯拉Powerwall看中国储能电池发展前景,我们又可以看到产业勃勃的生机。海外户用储能市场有望率先启动,TESLA“圈粉”引发广泛关注。特斯拉推出储能电池,意在构建特斯拉生态圈,POWERWALL成为“电动车-光伏屋顶-储能墙”这一离网系统能源战略的关键一环。TESLAPOWERWALL为7度电的储能电池,质保10年,售价3000美金,较市场同类产品售价低70%。理论情况下户用储能测算投资IRR仅为4.4%,NPV为负,因此目前户用储能销售更多靠粉丝经济,如果下一代POWERWALL成本再下降20%则经济性凸显。海外独立屋顶分布广泛,TESLA前期通过电动车积累巨大粉丝基础,POWERWALL有望全面进入粉丝用户家庭,构建由TESLA领导的由忠实用户构成的能源生态圈(发、储、用电)。
国内户用储能启动尚早,电站商业化储能项目有望迎来春天。目前,国内储能电池规模市场领域还集中在通讯基站,新能源储能利用还处于示范阶段,国内风光储能电池未来市场规模巨大。动力锂电池和储能锂电池间协同效应明显,动力电池的技术提升将对储能电池市场产生直接的拉动作用;储能也为动力电池的梯次利用提供了新思路。
储能被列入“十三五”、“互联网+智慧能源”等多个纲领性政策文件,目前仅有部分地方对储能项目给予补贴,后续国家层面出台补贴政策可期。
五、金地毯把脉中国储能行业
金地毯专家团队指出,能源发展需求会向比较低的方面发展,中国到目前为止是很典型的高速发展的产业结构和耗能结构国家,工业中重工业占比较大,不只中国是这样,其他的美国等发达国家在快速发展阶段也是如此,因为需要基础设施建设,就会需要大量的钢铁、水泥。中国的重工业耗能非常大,占据整个能源行业的近63%,但是对GDP的贡献只有25%多些,显然对中国经济增长的贡献低而耗能却很高。重工业和基础设施的关联度很高,是中国城镇化过程中所必需的。
中国经历了快速的城镇化过程,但是随着城镇化发展热潮减缓,包括水泥、钢材等一批重工业产业就会进入一个需求比较低的阶段,进而影响整个重工业行业增长,但是由于对GDP的直接影响不会很大,所以中国“十三五”时期可能会出现比较高的GDP伴随着比较低的能源需求。专家认为,除非再来一轮比较大的基础设施建设推进,否则未来五年的能源需求都不会太高,会维持比较低迷的状态。
从国际市场来说,美国需求大但是动态变化很小,因此市场可以根据预期及时给出判断,而中国的能源需求大,动态变化也比较大,对市场影响会比较大。就能源市场而言,目前中国对国际市场的影响应该是最大的。综合来看,如果中国的能源市场不太景气,国际能源市场也不会太乐观。
(一)能源企业应提高效率应对危机
能源企业要谨慎对待需求发展趋势,毕竟需求直接影响市场,高需求才有高价格,未来五年能源企业的日子将不太好过,将面临量和价的双重困境。
在低能源需求背景下,想要走出困境,能源企业应该从管理上取得效率,降低成本。在以往中国经济快速增长时期,追求满足需求且相对低效率是当时经济发展的需要,可以理解,因为二者难以兼顾。但是目前经济下行压力加大,在量价不旺的前提下,企业想要有更高的盈利,就得重视效率、降低成本。能源市场需求较大价格好的时候,比较粗放型的扩张能为企业带来比较高的利润,但是现在突破口在于效率,提高效率才能维持企业的生存和发展。
中国的大型能源企业大部分是国企,现在要看企业的管理者如何智慧决策。市场扩张很快时,对于企业管理者的要求并不是很高,而面对如今的疲弱市场,就需要管理者对于市场有更精准的判断,从管理能力上来说也必须有效率决策。
此外,伴随着能源市场需求的改变,政府应该转变认识,能源国企如果更多地让自己做主,会更有利于适应市场。企业想要提高效率肯定需要具备最基本的权利,比如说要建立激励机制,目前的机制很难大幅度改变企业的经营现状,当企业拥有相应自主权之后,才能激发企业积极性。因此,中国的能源企业想要改革,想要提高效率,一个很重要的前提就是宏观层面的改革。
(二)突破储能技术壁垒很关键
传统能源行业一直以煤炭为主,但是环境问题日益严重,按照政府到2020年15%非化石能源的目标,加上核电水电受工期长和资源潜力的局限,可再生能源可能成为刚需,未来能源行业的格局会如何变化?金地毯专家认为,煤炭将相当长时间为能源行业的老大位置。在我国能源行业里面占据第二位是石油,份额大概是18%左右,只要煤炭占据的份额超过这个数字就是第一,而目前煤炭在能源行业占据的份额是64%,大规模的煤炭替代,在相当长时间内也不会改变煤炭占据能源行业老大的地位。
而环境治理需要一个过程,中国也在努力逐步地减少煤炭,在没有重大的新能源技术突破前提下,尽可能地缩小煤炭在能源行业的份额,让其他清洁能源,包括太阳能、风能、核能、天然气等能源的比例需求逐步增加,是比较有效的环保途径。假如中国到2030年可以让煤炭的比例缩小到50%,那会是一个很了不起的成就;假如将煤炭的份额进一步降低保持在30%—40%左右就会拥有更好的环境质量。
如果在技术上有所突破,比如在储能技术方面,能源行业的格局或将有根本性改变。风能、太阳能没有储能技术发展不会走太远,现在所说的风能、太阳能的成本降低,是只算了发电成本,并不包括电网成本。风电、太阳能的发电成本在逐渐下降,但是电网成本却在逐渐增加,所以想要真正的降低可再生能源的成本就是要解决电网成本,比较好的解决办法是微网和分布式,而这些解决办法面临一个核心的问题就是储能技术的突破。中国应该对储能技术给予更大的关注,储能技术的解决将有利于可再生能源的大规模推进,可以大幅度改变能源格局,环保问题也会迎刃而解。
金地毯专家认为,储能有多种用途,是解决可再生能源发电不连续、不稳定、不可控性,实现跟踪计划发电,实现安全稳定供电的必要手段。关于储能的经济效益,电池储能伴随着可再生能源普及应用而产生。因此,储能的效益必须从经济效益、社会效益、环境效益、健康效益、幸福指数等多方考量。国内已有储能企业布局弃风、弃光发电场,储能应用还是有商机的,不是大家普遍认为的储能经济不可行,但目前储能是用作调峰还是平滑出力输出,前者应该取决于成本,后者取决于调度政策。目前储能电池技术降成本的最有效途径是提升储能系统在实际应用场景下的循环寿命。这一点业界正在努力,包括现有储能技术的改进以及新型低成本储能技术的研发。
专家认为,储能或许并非是解决弃风、弃光最经济有效的途径。因为储能可用于平滑短期波动,而现在弃风是季节性和结构性因素导致的,弃风弃光的核心问题在于外送通道不畅、本机负荷不足,外地用电需求不振,作为短期负荷缓冲调节增强电网友好的措施可以,要解决电力供需结构性问题,有些缘木求鱼。
现阶段,中国针对储能尚未出台补贴政策,但不少储能示范项目如雨后春笋般涌现,以张北风光储输项目最为典型,另外一些储能商业项目,如海外调频市场、微型电网市场、离网市场上,应用比例也在不断走高。
相信随着储能技术的不断发展完善,也必将迎来爆发式增长的春天。