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中能建广东院楚攀:广东省储能市场现状及未来技术趋势研判

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2020-08-04 浏览:
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中国储能网讯:2020年7月25-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合江苏省电机工程学会可再生能源专委会、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网江苏综合能源服务有限公司、中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司等单位共同主办的“第四届全国电网侧暨用户侧储能技术应用高层研讨会”在南京召开。

26日上午,中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司储能技术中心主任楚攀在会上分享了主题报告《广东省储能市场现状及未来技术趋势研判》,以下为整理后的演讲速记:

楚攀:感谢主办方中国储能网及协会提供这么好的平台,给我一个机会和大家交流!能坚持到现在的,都是储能行业的骨干与精英。

今天给大家介绍一下广东省储能市场的发展情况和广东省电力设计研究院在储能领域做的一些工作。

今天的内容一共分六个部分:

首先简单介绍一下储能发展现状,

这是世界范围内储能项目的建设情况,大家都很熟悉了,我不再一一赘述。总体来说,2019年储能装机容量增速比2018年有所下降,但看绝对增量的话,2019年和2018年是差不多的。

接下来我们看看国内的情况,这个是中国的情况,在绝对增量上,2019年排名第一位的,基于这个绝对增量,经过2019年发展之后,中国的储能市场在全球是排名第一的,已经超过韩国和美国。

接下来是储能技术应用的几个领域,从应用分布来看,中国的电化学储能主要应用在四个领域:电网侧储能、用户侧储能、电源侧辅助服务、电源侧可再生能源并网。

大概针对几个省的情况做一些总结,按照传统的分法一共分三个层面:

第一个是电源侧的,目前来看是广东省辅助调频这一块发展得最好。电网侧目前是江苏这边发展得最好,因为江苏在2018年抓住机会建设了202MWh电网侧储能项目。用户侧储能,各省都有自己的特色。“可再生能源+储能”这个方面,在青海和甘肃发展比较好,包括最新出台政策的新疆发展潜力都非常大。

最下面一行列举了一些我收集到规模最大的项目,不一定正确,就拿我最熟悉的来说,像电源侧的广州华润海丰电厂的储能调频项目,目前应该是国内最大,有可能是亚洲最大的。它的收益情况很好,投资大概8000万到1亿,具体多少我不太清楚,因为具体的投资额是保密的。但是它的收益最好,我看了一下2020年并网之后的数据,最好的收益一个月1800万。

这是目前从四个层面三个维度总结了一下目前国内储能发展的主要问题,其实电网侧最大的问题就是受政策影响,尤其是2018年,包括国网的投资收紧以及输配电价的核算标准出来之后,电网侧的投资基本上是停滞了。

在安全方面,辅助调频服务安全这方面的问题最大,因为它的运行环境最恶劣。大家都知道,山西的一个电厂储能调频项目连续出现两次比较大的事故。

在收益方面,目前除了电源侧辅助调频辅助服务的,在电网侧和可再生能源这方面的收益不太稳定,因为受政策的影响太大。

举个例子,在用户侧方面,南网区域2018年出来了一个政策,用户侧的储能电站每调度1度电,在充电的时候去响应调度,可以拿到补贴5毛钱/度电。这个政策已经出来两年多了,但是没有看到任何一家用户侧储能项目拿到补贴的,只有政策,没有执行细则。

发展空间,未来应该是是电源侧可再生能源+储能这个模式发展空间最大。为什么这么说呢?仅拿光伏来说,已经实现了平价上网。大家预想一下,再过五年,再过十年,光伏的上网电价,或者说发电成本能够达到多少?可能不会超过2毛钱。按照目前储能的发展趋势,现在锂离子电池全生命周期的度电成本大概接近5毛,再发展十年,有可能低于2毛,到时候就是2毛加2毛钱,就是4毛钱,和现在的火电发电成本已经是持平了。也就是说可再生能源+储能再经过五到十年的发展,大概会形成一个万亿级的市场。

这是广东省具体的一些储能发展情况,广东省目前发展得最好的是电源侧,就是大家熟知的储能辅助调频,已经并网的项目有8个,在建的项目有14、5个,马上并网的可能有5、6个。用户侧发展得还行,大概有100—300MWh。因为用户侧项目,大家都知道,是很难统计的,很多项目都是自己建的,又不报给电网,统计起来非常麻烦,只能去网上搜新闻。

用户侧储能项目中,比较大的项目,有东莞信义玻璃工业园的,还有从化万力轮胎的,剩下的可能是几百kWh或者1~2个MW项目,就没统计了。

电网侧储能项目广东省发展最早,深圳宝清储能站2011年就开建,2014年建了二期,当时6MW/18MWh的规模是国内最大的。但是从那之后,南方电网没有抓住像国网2018年这样的一波电网侧储能发展的机会,这一块广东暂时是比较落后的。

接下来介绍一下储能技术路线以及成本。

目前来看,锂电池占据绝对优势,这个不细说了,我也觉得锂电池是未来电化学储能里面的中坚力量或者是主导型力量。其他的,我感觉由于他们没有足够大的市场,不能从市场中获得及时的反馈,缺乏足够多的应用,将会逐渐萎缩。

这是做的一些对比,大家看一下就行,可能有一些不准。

未来的发展趋势,这个图是我自己做的,以前可能也亮出来过。我用了一个大数据技术分析了将近18000篇的文献,

把他们的关键词全都摘出来,再把他们的技术路线摘出来,总结了这四个技术路线、锂电池储能、飞轮储能、混合储能(电化学+物理)、相变储能,相变储能在我们这个行业用得比较少,在光热领域用得多。

这是电化学储能成本的变化趋势,我对比了几个国际咨询机构的预测结果,感觉彭博社财经是最靠谱的,比如说2020年现在的成本,这是以美元为计价的,319美元,大概到2030年,建设成本能够降低至现在的一半,我觉得这个还是很靠谱的。按照这个预算来说,到2030年,就是“十五五”结束的时候,我们的度电成本会低于2毛钱,这个只是造价方面的。因为随着再过十年,我们电池的循环次数肯定也会增加,现在可能是5000—7000次,到时候1万次、1万5千次都有可能,所以有可能到时候度电成本会小于1毛钱,再加上光伏发电成本2毛钱,3毛钱的一个综合电价完全可以大规模地取代火电。

广东省的发展情况。

这是一些应用领域,大家很熟悉了,迅速过去。

这是在广东不同应用领域的情况,右边是一些总结,大家简单看一下就行。

发电侧是比较成熟的,在电网侧基本上都是处于小规模应用阶段,没有大规模实施。

在用户侧发展得比较好,但是用户侧一直规模不大,用户侧想大规模推广,还是有待于度电成本下降,我觉得降到2毛钱以下的时候,可能用户侧就会大规模发展起来,未来新增的一些用电可能都会由新能源+储能的模式来取代。其实随着储能的快速发展,包括新能源成本逐渐下降,对电网,包括电源结构的冲击还是非常大的。

接下来介绍几个不同场景的投资分析:

电源侧储能项目,大概汇总了一下,不太准,因为这个是半年前的数据,现在已经有些变化了,比如说最下面写的储能项目有五个,只剩下一个珠海发电厂还正在招标,广东这一块的进展还是很快的。

这是目前已经并网的一些项目,这些项目除了华润润州电厂运行得不怎么好之外,其他的都比较好。

这些现存的项目都是用电化学储能+火电机组联合调频的,我觉得存在很多问题,尤其是目前,根据我们和调度的交流,未来储能电站不仅要承担二次调频任务,也要承担一部分一次调频的任务。如果把一次调频考虑进去的话,我们仅靠电化学这个技术是很难安全稳定服务的。所以广东院提出一个电化学储能+飞轮储能的混合储能方案,效果会更好一些。比如说,以这个为例,仅用电化学储能的话,KP值提高247%,但是如果用混合储能的话可以提高351%,效果更好一些,当然成本也会随之增加。

这个是针对目前新政情况下储能辅助调频的一个项目的经济性分析,因为最近广东省出台一个政策,正在征求意见,要在8月1号实施。首先KP值的算法变了,大概收入要减少30—40%,每年的里程数还会继续削减。基于这个最恶劣的情况,我做了一个估算,结果发现还行,这个类型的储能项目还可以继续做。投资回收期可能由不到两年变成五年左右,随着目前电池技术不断发展和控制策略不断优化,把一个储能电站用到五年是完全没有问题的,如果运维水平高的话,也许四年就成本回收了。

又做了一个趋势分析,也是比较粗略的,大家可以看一下。

虽然目前广东的储能调频市场发生了变化,很多投资方觉得变化太快了。但并非如此,广东市场的政策已经实行两年了,从2018年8月1号开始实施,2020年8月1号开始改变,已经给两年适应时间了,这个政策还算比较稳定的。

这个是广东首个并网的储能调频项目的运行情况,真实的收益数据,这是每个月的盈利,调频的营收。2018年已经开始试运行,我只计算了2019年的收益,整个调频收益大概是3100万,接近3200万,但是这个项目投资也才3600万左右。2018年的收益和2020年半年的收益没有算,也就是说这个项目到现在为止已经完全回收投资了,现在是净盈利的阶段,每个月大概300万。去掉分给电厂的四分之一,还有净利润每月200万,也就是运行不到两年就完全回收投资了,现在到了躺着赚钱的阶段。

这个是鲤鱼江电厂的项目,做一个对比,2019年1—8月份,每个月收益的情况不超过100万,平均50万。到了9月份之后,这是一个12MW/6MWh的储能调频项目,基本上可以实现每个月500万左右的收益,这是鲤鱼江电厂自己全额投资的。按照这个运行情况,2019年基本上回收了1800—1900万,2020年每个月大概有500万,基本上3000万,也就是说运行到现在一年半,他的投资已经全部回收了,就是这么快。所以说目前广东的市场不正常了,收益砍一砍,我觉得也是为了这个市场更进一步的发展。

虽然这样的项目收益降低了,但是广东还有一个文件,就是调频控制区要扩大,原来仅仅是广东省这一块在这个范围,预计到2020年底,要把广西和海南加进来,也就是说虽然我们的KP值将被削减,但是整个调频里程数会增加。到2021年底,会把贵州再加进来,这四个省会是同一个市场,云南市场另外运行,因为它的电源结构与其他几个省不太一样。

这个是储能+海上风电运行模式,海上风电我们做了很多模拟,做了很多假设情况,假设它的收益既有减少弃风的收益,系统调峰的收益等等,其实很多收益是拿不到的,这里只是做一个假设,这是给发改委看的,希望他们有这样的政策支持。

这些收益都算上之后,项目的利润收益可以达到15.8%,这样看还算不错。如果仅算减少弃风的收益,把储能的作用看得比较小,则不具备投资回收性。

另外一个是电网侧储能,也是做了很多假设,这是目前大家常见的项目。比如说减少停电的社会效益,减少配电网投资,获取调频收益。其实电网侧储能在广东是不会有调频收益的,但是根据最新的政策在江苏好象有,我不知道为什么,其实是不合适的,因为它并没有给电网提供基础电量,是没资格分这块蛋糕的。电网侧能拿到的收益只有调峰收益,如果是电网投资,这个调峰收益就拿不到。

再看用户侧储能,这个大家非常熟悉了,就不再做过多的解释了。

基于一些比较好的应用场景,比如说如果一天能够两充两放,这一块容量电费还能节省比较多,用户侧储能还是有比较好收益的。但随着目前克强总理不停地让电网公司降电价,结果导致峰谷价差越来越小,给用户侧储能发展带来很大的压力。

最后介绍一下广东的储能产业,这也是不完全统计。广东省的储能产业链还是挺完整的,上规模的一共有十几家,覆盖了研发、制造、集成、设计,但是缺乏专业的运维公司,这不仅是广东的情况,全国的情况都是缺乏专业的运维公司,大家重建设轻运维,会导致项目后期收益不好。

最后,再给大家介绍一些行业痛点以及广东院提出的针对性的解决方案,目前在行业里面最大的痛点是安全性。为什么大家看到韩国一年出现20多个甚至30个事故,但是中国好像只报出来2个,是因为我们用的还不够多。根据目前电芯的生产水平,它的故障率大概是3~5个PPM,比如说一个40尺的集装箱,出现故障的概率大概是2~3%。中国之所以没有出现起火、爆炸事故,是因为我们用的是磷酸铁锂电池,三元锂电池用的不多。当我们看到更多储能电站出现问题的时候,说明这个行业发展得好,发展的快,现在我们只有两个这样的事故,说明我们发展得还不够好,用得还不够多,用得够多就会有更多的事故出来。

目前的痛点,首先是安全性,其次是效率,最后是成本。

这个是韩国事故的照片,触目惊心,但是说明别人用得比我们多。

韩国针对30起左右事故的做了总结,电芯内失控、BMS管理失效、PCS保护失效、直流拉弧、火灾防护失效。

针对行业存在的痛点,我们广东院做了一些技术研发,也推出了能够解决这些痛点的新的解决方案。其中涉及到几个关键技术,比如说现在储能集装箱里面电芯在成组的时候有很多并联,就会出现并联容量损失,我们采用了分布式能量块,消除了这个并联容量损失,提升了安全性。

还有重要的分时校准技术,克服了高频率浅充浅放导致的SOC误差难题,广东院提出的技术方案可以对分布式能量块进行在线校准,每隔一段时间SOC就会重新校准一次,而不用重新退出系统,这是现存的集中式布置的储能方案解决不了的。

另外一个就是主动安全技术,目前大部分的安全问题不能解决的就是因为是集中式的布置,太大了,一个集装箱里有1.5MWh,有一千多度电甚至两千多度电,配置的灭火措施根本没有用。我们的方案是用水去灭火,大家知道锂电池灭火最好的是用水,可以迅速降温,让事故不蔓延不扩散。

关于这个技术方案的详情,我们9月份储能大会再见。

好,谢谢大家!

关键字:储能

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