文|新时代证券电新团队
主要视点:
众多储能技术路线中,电化学储能是储能的发展方向,而其中锂电池路线更为主流。随着电池成本和BOS成本的快速下降,电化学储能经济性拐点开始出现,未来潜在市场空间广阔;
从储能在电力系统的实际用途来看,有新能源配套、调峰、调频、其他辅助服务、峰谷套利、需求侧响应等多种用途。电力系统中,各方对于储能的应用都处于积极探索和尝试的状态,包括新能源电站业主、电网企业、独立储能运营商、工商业用电企业等。
海外市场由于电力市场化更加成熟,储能的应用更广,随着成本的快速下降,未来将是储能市场增长的主要贡献力量。国内在电网侧储能由于政策原因快速下滑的背景下,短期内从量的增速看,可能不会十分乐观,但随着政策成熟、电力市场化改革推进、商业模式探索完善以及成本下降,国内储能市场终将发展成熟,未来前景十分乐观。
一、潜在大蓝海市场,经济性拐点出现
抽水蓄能目前商业化应用最为成熟,作为调峰、调频和备用电源广泛应用于电网侧,主要优点是技术成熟度高、功率和容量较大、成本低,但主要缺点在于受地形制约较大、能量密度较低、总投资较高、投资回收期较长等。以锂离子电池为代表的电化学储能整体处于示范和部署阶段,成本仍具备较大下降空间。合成天然气、氢能、压缩空气储能、超导储能、超级电容储能、飞轮储能等仍处于研发阶段。
电化学储能指的是以锂电池为代表的各类二次电池储能。相比抽水蓄能等机械储能,电化学储能受地形等因素影响较小,可灵活运用于发电侧、输配电侧和用电侧。相比电磁储能,电化学储能的技术更为成熟、成本更低,商业化应用范围更广。同时,随着近年来成本的快速下降、商业化应用逐渐成熟,电化学储能的优势愈发明显,开始逐渐成为储能新增装机的主流,且未来仍有较大的成本下降空间,发展前景广阔。
据中关村储能产业技术联盟(CNESA)统计,截至2018年底,全球累计已投运储能项目181GW,同比增长3.19%,其中电化学储能累计装机6.625GW,同比增长126.4%,截至2018年底电化学储能占全部储能累计装机的3.7%,是抽水蓄能以外累计装机规模最大的技术路线。
在各类电化学储能技术中,锂离子电池累计规模最大,是最主流的电化学储能技术路线。根据CNESA数据,截至2018年底,太阳能网,全球锂电池储能累计装机5.71GW,占电化学储能累计装机的86.3%。锂电池在储能的应用上,以磷酸铁锂电池为主流。
随着新能源汽车的发展,动力电池产业链也逐渐成熟,动力电池企业产能不断扩张,一定程度上出现了产能过剩,带动锂电池价格不断下降。2010-2018年,锂电池PACK价格由1160美元/kWh下降至176美元/kWh(约1.2元/Wh),降幅达85%。展望未来,锂电池特别是磷酸铁锂电池产能压力继续存在,价格具备进一步下行空间。
除电池成本外,由BMS(电池管理系统)、PCS(储能变流器)和施工成本构成的BOS成本也在快速下降。根据麦肯锡数据,2012年至2017年,储能系统中电池以外的成本(BOS成本)由1500美元/MWh下降至351美元/MWh,平均每年降幅超过25%。
业内一般认为,1.5元/Wh的系统成本是储能经济性的拐点,特别是对于能量型的应用如峰谷套利、新能源配套等。由于电池成本和BOS成本的不断下降,储能系统成本已经突破这一成本线,经济性拐点已经开始出现。
二、多方探索,全面开花
储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、输、配、用”任意一个环节。从储能在电力系统的实际用途来看,有新能源配套、调峰、调频、其他辅助服务、峰谷套利、需求侧响应等多种用途。
电力系统中,各方对于储能的应用都处于积极探索和尝试的状态,包括新能源电站业主、电网企业、独立储能运营商、工商业用电企业等。
1)与新能源发电配套
以光伏、风电为代表的新能源装机快速增长。截至2019年上半年,我国光伏累计装机达185.59GW,风电累计装机达193GW。但是光伏、风电等新能源具有波动性、间歇性与随机性等特性,属于不稳定出力的电源,因此装机占比或发电占比达到一定程度时,会对电网的稳定性带来挑战。电网为避免不稳定会限制部分新能源的出力,从而引发了弃风、弃光现象。
消纳问题在一定程度上影响了新能源的发展。由于消纳问题的存在,如果不配套储能,光伏、风电达到一定渗透率时将失去继续发展的条件。国家能源局发布的最新预警结果显示,风电红色预警区域包括新疆(含兵团)、甘肃地区,光伏红色预警区域为新疆、甘肃、西藏等地区。根据能源局政策,红色预警区域在预警解除前,暂停相应光伏、风电项目的开发建设,橙色预警区域当年暂停新增光伏、风电项目。而在海外的日本、印度等市场,消纳问题给光伏、风电带来的负面影响也逐渐开始显现。