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储能系统集成有待攻克的三大难题

作者:数字储能网新闻中心 来源:EnergyTrend储能 发布时间:2024-01-10 浏览:

中国储能网讯:目前,储能系统集成环节正处于由行业成长期向成熟期过渡的关键节点,入局玩家众多,行业集中度不高。

  随着专业化集成商的出现和发展,其对安全问题和降本路径的探索并提出创新解决方案,将逐步抬高行业门槛,新入局者望而却步并压缩不具备核心实力的企业的生存空间,待到储能集成系统商业化落地,行业大洗牌将如期而至。

  实际上,储能系统集成并非简单地组装,而是具备多重门槛。

  01.安全性

  1)储能电站全生命周期大型安全事故频发

  近十年全球储能安全事故多发,大规模储能项目越来越多,单个储能项目规模越来越大,储能安全隐患也随之增大。

  其中,有两个关注点:

  a)安全事故多发于锂离子电池,一旦发生,通常事故等级高,损失惨重。例如2018年7月2日,韩国一风力发电园区内ESS储能设备发生重大火灾事故,造成706m2规模电池建筑和3500块以上锂电池全部烧毁。

  b)多事故发生在电站投运多年后,储能全生命周期的安全问题引发重视。

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  2)储能电站建设全流程涉及的标准均尚未落地

  储能正处于由研发示范向商业化过渡的关键时期,迫切需要建立健全储能技术标准为产业发展保驾护航。实际上,储能标准涉及设计、运输、安装、验收、投运、运维、灾后处理、电池回收等多个环节。

  但在电化学储能技术统一规范、并网调度规则、产品检测认证等方面仍无明确标准;储能系统运输、安装、调试、运维方面的安全性标准尚不成熟;对储能消防要求、环保、社会经济效益等方面的评价标准仍是空白。在光伏强制配储的背景下,缺乏电网公司对储能系统调度频次、充放电次数等的明确规定,储能产品的质量和安全无法保证。

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 3)安全总责环节向专业化过渡道阻且长

  中游的储能系统集成环节是安全问题“第一责任人” :中游储能系统集成具备标准化机架式设备,组装难度低。

  一般地,下游客户对上游元器件的要求较高,而对集成商的品牌关注度较低,因此“低毛利、高营收”的特性吸引了众多企业入局,内卷激烈。而下游的所有权、使用权和收益权分化,权责不明晰,均无法对全链条安全问题负责。由于储能集成系统是对上游元器件的耦合,成为唯一能对整个储能系统产品的安全负责的环节。

  集成商向上游拓展难:未来集成商将向专业化过渡,例如必须熟悉上游三大核心技术,因此向上游环节拓展是一大路径。而上游各环节要么技术壁垒高,要么规模效应明显,进入壁垒高。

  另外,上游竞争格局稳定,未来将朝着市场细化演进,而各细分市场的龙头企业已具备边际优势,保护壁垒难以打破,集成商专业化道阻且长。

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  02.经济性

  1)国内电力市场的交易模式和地区政策不完善

  国内电力市场盈利模式尚不完善。从现货市场来看,与国外相比,我国的现货市场以发电侧单边交易为主,价格信号无法传导到用户侧形成有效激励引导,商业模式未形成闭环。

  从中长期交易市场来看,美国电力整体市场通过竞争性拍卖进行发电资源交易;零售市场允许消费者自主选择供电商;中国电力市场以计划调度和双边协商为主,市场化程度相对较低。

  虽然各地出台了一些辅助服务政策,但交易品种单一,难以覆盖储能投资成本。另外,各地市相关辅助服务政策不一,部分地区没有长效政策机制,缺乏稳定性,投资风险较大,一定程度上制约了投资者的参与积极性。

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 2)储能投资成本高导致供应商低价竞争

  储能电站建设成本高:储能电站成本分为技术成本和非技术成本,其中技术成本高主要是因为储能尚未规模化应用,电池、PCS、EMS等设备成本高;非技术成本高,主要是储能电站开发、土地、接入、并网验收、融资成本高。

  低价竞争,忽视质量与安全:根据毕马威《新型储能助力能源转型》报告,当前新能源企业配储成本主要由企业自身承担,压力较大。例如,一座光伏电站配建装机量20%、时长2小时的储能项目,其初始投资将增加8%-10%;而风电场配建同样容量的储能项目,其初始投资成本将增加15%-20%,内部收益率降低0.5%-2%不等。

  因此,发电企业出于经济性考虑,会更倾向于选择低成本储能项目,相对忽视性能和安全问题,传导到储能供应方就会引发低价竞争问题,甚至导致劣币驱逐良币。

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  3)储能电站市场参与度、收益性和贡献率较低

  市场参与积极性不高:目前储能度电成本约为0.8元/kWh,而大多调峰价格均低于0.8元/kWh,不具备经济性,市场参与不积极。根据中电联数据,中国当前电化学储能项目平均等效利用系数仅为12.2%。个别项目存在仅部分储能单元被调用、每月平均充放2次、甚至基本不调用的情况。

  运维成本高于预期:以AGC储能调频为例,按照设计寿命,电池组深浅组合充放需保障3年以上。但部分电站实际运行中,由于电池充、放电过于频繁,容量衰减过快,投运半年就需要大规模更换电池,质量隐患高,原有的全周期投资收益逻辑不成立,运维成本高。

  早期储能构网能力不足:很多储能项目在前期论证阶段,都按照电网中新能源最大弃电规模进行调用情况测,放大了电网的调用需求。另外,早期的储能只有充放电功能,不具备稳定支撑等构网型能力,同时单体规模较小,对调峰弃电、断面受限等问题的解决贡献度偏低,限制了应用范围。

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  03.标准化

  储能集成系统直接对安全负责,其电池原件能量密集、拓扑结构灵活多变、电芯数量多和特性不一,并非简单堆砌和拼凑,而是涉及系统控制、电气安全、直流侧管理、设备优化匹配、电池健康及安全联动保护管理等多领域知识。

  众多入局储能系统集成企业能力参差不齐,不少厂家缺乏集成拓扑设计经验和能力。

  另外,目前储能行业并未出台权威标准,储能项目仍为非标准化招标,提供的是定制化产品和服务,储能集成设计参差不齐、软硬件不兼容,阻碍储能系统行业的健康发展。

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关键字:储能系统

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