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让光伏发电无处不在,让光伏结合储能无所不能

作者:中国储能网新闻中心 来源:德国莱茵光伏在线 发布时间:2020-07-04 浏览:

随着光伏产业的快速发展,光伏已经进入一个崭新的时代,光伏平价上网即将到来,光伏已被广泛接受和应用,地面电站、漂浮电站、商业光伏、户用光伏、光伏建筑一体化、光伏+储能等等,如今光伏不仅仅需要解决技术、性能和成本的问题,更需要成为环境友好、电网友好、用户友好的数字化智能光伏。储能技术的日益成熟 正可谓是给光伏可持续发展推波助澜添砖加瓦。

2020“质胜中国”光伏盛典的首场圆桌,有幸邀请到7位储能行业的开拓先锋,就《把握机遇,构建储能商业价值》话题,为大家分享成功经验和真知灼见。以下为现场精彩实录。

主持人

李卫春

德国莱茵TÜV全球电子电力产品服务副总裁兼大中华区太阳能与商业产品服务总经理

对话嘉宾

郭彬

比亚迪股份有限公司全球储能销售总监

顾亦磊

阳光电源股份有限公司高级副总裁

姜正茂

上能电气股份有限公司储能事业部总经理

欧阳家淦

广州三晶电气股份有限公司总经理

仇成丰

双一力(宁波)电池有限公司总经理

宋钰

展宇光伏科技(中国)有限公司总经理

王珺

沃太能源南通有限公司总经理

光伏产业激荡十余载可谓是潮起潮落跌宕起伏,如今我们都在说光伏产业的发展进入了一个新的时代,那么这是一个怎样的新时代?这个新时代具体有什么样的特征?光伏行业将会面临怎样的机遇和挑战?

宋钰:从光伏行业来看,今年有几个明显的特征和趋势。第一是前两天公布的竞价名单,25.96个GW,整体规模比2019年大,但是今年的财政补贴比去年低,这说明光伏整体的系统成本在降低,对于电站的规模增大,补贴没有增加反而减少了。从今年预期来讲,26个GW左右的竞价项目加上平价项目,我们估计今年下半年会比去年好很多,估计全年45个GW,保守一点也会超过40个GW。从2018年“531”新政到2019年,行业经历了下降,但今年从整体大的市场预期来说,我认为会是一个反弹趋势。

第二看政策面,现在光伏的竞价和平价变得越来越规范,无论对投资方、建设方、厂商来说,都向好。尤其对于一些投资企业,因为所有产品最终都落实到电站,对前期项目立项的预判,包括收益率的预判,规范性越来越好,大家对于市场的开拓越来越明朗,这是这两年竞价和平价上的明显方向。

第三,今年的项目出现了“大”的特点,一是规模大,单体项目的体量越来越大。原来是50、100,现在基本上是100、200、300。二是业主的实力越来越大,今年我们看到很多国企、央企进来,这是前几年所没有的。今年这一批可能一半都是国企、央企拿到的指标,业主的规模也越来越大。三从实际应用看,我们看到组件方面、实际规格和尺寸也越来越大,这跟土地资源和实际消纳的情况息息相关。所以整体上,光伏不管是今年还是未来,都趋于更加规范、利好,市场空间也会越来越大。

光伏平价上网即将到来,光伏+储能是否会是必然趋势?光伏和储能企业该如何把握时机?

宋钰:我认为储能肯定是未来趋势,从今年政策看,大概有10个左右省份写了要优先考虑具有储能系统配置的项目。不是强制只是优先考虑,但明年是否就强制你有多少配置?这是大的方向,从技术上解决了电网公司调峰调平的问题,原来大家是抢土地资源,今年大家更多关心资源的消纳。

第二从应用端来讲,抛开大的平价竞价项目,尤其是储能项目,第一它可以调节自发自用比例,这对分布式投资者是很好的方向。自发自用的比例提升,包括推进微网系统和离网系统的应用场景,这都是未来趋势。储能项目让光伏在应用领域的产品更加多元化,并带来广阔的市场前景和市场规模。

展宇也做过几个分布式储能项目,这里面的技术含量包括前期的设计、选型和配备比例。未来对于整个电站设计人员的要求,包括设计水平也会有较高的要求。因此光伏行业的标准化、规范化会越来越严格。另外储能配备以后,对于将来隔墙售电的交易模式也会起到良性作用。

光伏+储能应用目前的经济性如何?会给光伏发电投资企业带来助力还是负担?

仇成丰:我先简单介绍双一力储能,双一力储能在2005年已成立。2018年东方日升通过收购日本百年上市企业DKS进入储能行业。双一力储能也是东方日升旗下的储能业务平台。目前双一力储能已经形成了健全的产品研发体系。我们致力于打造全球领先的储能+智慧能源系统集成商。

储能是能源存储,本身不产生效益,它是能源的搬运工。只有储能,才能把光伏这个小众能源变成主流能源,我对“光伏+储能”的前景非常有信心。经济性:短期来看,正常并网的光伏电站,要配储能肯定会增加成本。但是,目前光伏发电存在的功率波动和出力难以预测以及西部弃光问题,储能能够及时解决上述问题,所以储能的应用非常广泛。

现在储能大致的价格是多少,明年还会有多大的下降空间?

仇成丰:预计每年10—15%的下降,从国际市场看,2018年直流侧的价格是 200美金/kWh,去年180美金/kWh,今年在160美金/kWh左右,2021年我预计是140美金/kWh。

配套储能是否会成为新能源发展的必经之路?强制配套储能,对于光伏或新能源发电投资企业来讲又有怎样的利弊?对储能行业的长期健康发展有什么影响?

顾亦磊:讲储能,得先讲光伏和风电。总体上,用光伏和风电取代传统火力发电,主要是为了减少二氧化碳排放,从而缓解温室气体带来的全球气候变暖问题。现在变暖问题非常严峻、刻不容缓。同时,光伏和风电也有一些缺点,如新能源发电具有波动性、间歇性和不稳定性,并且跟火力发电相比,缺乏转动惯量、阻尼、一次调频等调节能力。刚好储能弥补这些缺点。所以从技术角度看,我们认为在新能源高渗透率阶段,储能必不可少。

对于需不需要强制在建光伏和风电电站时配储能,我自己还有一些疑虑。光伏的发展是有补贴的,补贴慢慢退坡,把市场逐步培育起来,这个路径健康,但储能从来没有补贴,在一开始经济性缺乏时非常艰难,一旦有了经济性会突然爆发。现在为了让它慢慢起来,所以就有在光伏风电的建设上强制配储能的做法。这种做法从技术角度看并不是最好,从发挥储能经济性最大的角度来讲,只是跟光和风的发电侧配合,还不是最佳效益。另外,它的经济性还受到电网调度方式和频次的很大影响,所以发电集团要投资储能,经济性并不可控,这种情况下它就会倾向于购买便宜的设备。便宜设备的性能指标难看,只有1000或者500,但是招标过程中顾及面子,它又会虚标高,这是行业的问题。不说清楚你将怎样使用储能的,你是一天调用两次,还是一个月调用一次、或者一年调用一次,这个没讲清楚就让大家强制配储能,造成了大家的迷茫,没法设计,不知道该配什么性能的储能。

从根源来讲,更深层次的还是要建立电力的现货交易机制,这样才能真正体现储能的价值,避免上述尴尬。

发展电化学储能的第一要务是“安全第一”,但电化学储能的安全性一直没有明显改善,而且近几年电化学储能事故频发安全性更令人质疑,那么究竟是电池技术有缺陷,电化学储能应用不成熟,还是说电化学储能系统产品质量不过关?我们应该通过怎样有效的技术手段和措施来保障电化学储能的安全?

顾亦磊:储能的安全性是第一位的,阳光电源建设了超过900个有一定规模的储能电站,零安全事故。我们看到韩国之前有很多事故,有各种原因。最基本的是电芯质量要保障,有的厂家造出劣质电芯,肯定会有问题。但是今天我想谈的是电芯质量有保障的情况下如何降低储能事故,这也就是说电芯质量有保障还是经常会发生安全事故,这里面有两大杀手:电弧和高压。储能这么大的系统,和车相比,电压更高,电流更大,包括它的线缆更长,线路电感更大,这时候出现了一些直流侧的连接点松动,也就是断路,断路时电流还想流过去就会产生拉弧,电弧很容易引起燃烧。光伏那么多年出现着火事故很大比例就是这个原因引起的。再回到传统电力市场,着火很大比例也是由它引起。储能也一样,储能是直流系统,电网是交流系统,交流灭弧还容易一点,直流更难。

还有储能直流侧电压高,一旦短路,电流会增加,这时要把它断开进行保护,但不管是断路器还是熔丝,断路过程中会产生拉弧,做得不好会有隐患。同样,因为线路电感大,突然大电流断了会感应出高压,这个电压可能是常规电压的好几倍,会把电芯的绝缘层击穿,如果把常规车用电芯拿过来就会出问题,因为车用电芯耐压一般没设计那么高。包括大家所说的梯次利用,我一直反对,梯次利用坚决不能用于大型的储能,车用电芯本来耐压就弱,而且还是老弱病残的电芯,还应用于这种场合,是高风险的。阳光电源在直流侧的安全上做了很多工作,有四级熔断和毫秒级的联动保护技术,这里面有很多专利,处理好了很多的细节,才能最大限度避免问题。保护储能不出大的安全事故,需要时间积累和大量实践经验。

电网侧配套储能与发电侧配套储能,您认为二者各有什么优缺点?对光伏或新能源投资格局会产生哪些影响?

姜正茂:光伏和风电本质上是要解决能源安全问题,其次才是降碳排放。储能对于光伏和风电这类波动性能源是安全保障。储能本质上是服务,在新能源发电侧服务于光伏和风电能源的安全。新能源占比越来越大,对电网稳定性的影响越来越严峻,配储能是趋势。新能源发电侧和电网侧配储能是相辅相成的。在发电侧尤其是新能源发电侧配储能,主要是解决发电电能质量和消纳问题。但它也有弱势,配置比较零散,不容易集中调度和控制,社会成本比较低。但是电网侧目前主要在应用在特高压的两端、柔直的两端或者是大型的负荷中心集中储能,保障特高压的稳定运行,大型的负荷中心配储能主要是调峰,对于电网来说这两块都是对电网运行稳定的自我改善,电网侧大规模集中式储能因为靠近负荷中心,安全是个大问题。

新能源发电配置储能,因为没有合适的商业模式,所以现在确实不赚钱,对于任何发电企业来讲都是负担。但是我认为储能的本质是服务,中国的电网走到现在已经很健全了,中国的发电企业发电能力很强,下一步就是应该要提升服务,而储能是一个很好的手段,我认为一定在后期会有好的商业模式的出现,推动大家去去购买服务,所以我很看好中国的储能市场。

总体来说储能行业,政府有支持、政策有指导、需求有呼声、行业有期待,但总体感觉是叫好不叫座。海外储能市场不能说是风生水起,但至少是需求稳定发展有序,相比而言国内市场情况截然不同,那么海外储能究竟是怎样的市场情况?应用场景、业务模式和配套措施有什么不同?有什么成功经验可以借鉴?

王珺:抛开海外和国内,我个人观点是储能有两种不同的、大的应用类别。一是弱电网连接的,跟电网交互性不强的应用,无论是离网、微网还是户用储能,本质上是把电网当备用,这种应用跟光伏结合得最紧密。因为一旦弱电网连接,必定跟分布式电源连接最紧密,光伏又是最好的分布式电源。第二类是电网强相关的,调频、调峰、辅助服务等,解决高比例的新能源并网,这些本质上不是解决光伏和风电问题,是解决电网问题。

海外市场发展比较稳定,因为海外市场这两块应用都有,弱相关是户用光伏和微网项目,发展稳定。但我们国内不同,基本上储能应用都是电网强相关业务。电源侧和电网侧可能部署方式不一样,但是本质上没区别,应用层是一样的。这是国内市场和海外市场发展不同,或者说是我们的电力市场形态不同造成的。像海外欧洲、美国这块业务也发展得很好,这是电力市场在,大家可以进行交易,这是海外市场的模式。

回到国内,储能是放在电源侧还是电网侧,还是放用户侧更好?个人认为放在用户侧更好,我们希望储能是多应用叠加。放在用户侧,可以跟分布式光伏结合,提高光伏的自发自用比例,还可以谷电峰用获取其他收益。所以个人认为放用户侧经济性更好一些,只要电网说你接入我的标准进行调度,既解决了电网问题,又解决了收益问题,这是商业模式上大家做更多的尝试和探索。

怎样提升储能系统的安全性?

王珺:第一是化学体系,我们是坚定的铁锂派,不是说磷酸铁锂一定不起火,但是概率要比三元电池低很多,这是一个技术路线的选择。

其次,厂家质量、制程控制、整体体系的电芯级别控制也很关键,所以不同厂家的质量水平有较大差距。如果电芯出问题,别的地方基本上你是防不住的,所以电芯首先要保证安全。

第三是PACK角度,就是电压。韩国友商大规模起火,但是户用产品卖得非常多,很少听说户用产品起火,因为电压低,基本上没出问题。

第四是系统设计,这个要考虑得就更多了,电压、电流等。这要平衡成本和安全,电芯层面,隔膜是不是越做越薄,电芯本身的安全隐患在上升。那系统电压升高,整个的系统造价会降低,这是成本优势。但相对而言安全的控制隐患就要做得更到位。

还有一个层面是安装、调试和维护,尤其在大系统里面更重要,安装不到位,该插的没插紧,该埋的线没埋好,很多的项目上太快,韩国市场就是上太快,发生了大量的问题。 这些层面都要考虑。

磷酸铁锂、三元锂 (无钴锂电池、高镍锂电池、固态锂电池)、钠离子电池、液流电池、燃料电池等等新的电池技术概念层出不穷,您对未来电池技术的发展如何看待?或者说更看好哪种技术路线?在电化学储能运用中未来需要哪些突破?

郭彬:这个问题有点在商言商,比亚迪一直是做电池的企业,电动车这块我们以磷酸铁锂为主,后面一段时间有补贴政策,我们三元也做,主要用在乘用车。储能这块从2008年开始做,一直是用磷酸铁锂做电池系统,不论是家用、工业还是电网侧,原因在于我们认为安全性、可靠性一直是最首要的,特别是电网层的应用,我们截至目前累计交付了超过1GWh的储能,全世界一百多个国家,没有发生过火灾,这还是挺难的。

其次是后续情况,本身我们是技术性企业,技术还是要投的,比如降低成本和提升安全性的技术。前一段时间热门的刀片电池的推出,我们寄予厚望,已经应用于比亚迪汉的车上,市场反馈非常好。储能团队也用这个电池开发储能系统,这个是我们比较看好的方向。

比亚迪的刀片电池有什么过人之处能不能帮我们一起分享一下?除了在动力电池领域的应用有明显的结构优势和能量密度优势,未来是否会考虑用于储能领域?会有什么优势?

郭彬:比亚迪比较独特,零部件、整车、电池都做。我们的优势是每一层的优势都了解,在系统优化时,我们能更有针对性。讲回刀片电池,对电动车的帮助在哪里,我们有一个概念是尽量减少“非战斗部门”的占比。比如说C2P,原来传统电池包的设计是从电芯做成模组,8个、10个电芯一个模组,然后几十模组构成一个Pack,这两层带来了材料的浪费。第二,原来的电池包有好几个模组,我的托盘做得又厚又重支撑重量不平衡,换成刀片的电芯,一是很宽,用在汉上的电芯近一米宽,从头排到尾,本身刀片有钢性,所以大幅降低了托盘的重量。然后C2P的设计大幅减少了零部件、电缆的使用。

同理,今年我们回归国内储能市场,我们要大力参与国内储能市场,我们非常希望国内市场大有可为,近期有新一代的储能系统将会发布。

自2018年底以来锂电池成本下降迅速,但却没有迎来电化学储能应用的大爆发,其中主要原因是什么?是不是说锂电池的成本还有很大的下降空间?还是有其他原因?您认为到2021年底电化学储能电池和系统价格(¥/kWh)会是怎样的水平?

郭彬:第一个问题我认为看需求,电池的应用和需求到底在哪里。一个是去年风储、光储带来的需求明显,特别是跟着风和光这两个算是给储能探过路的行业,有一个参照。比如说风电成本往下降,光伏往下降,大家会想电池是不是也会这样,因为最终都是竞争的结果,这是很大的非客观因素。客观因素是技术在进步,但技术进步也是主观带来的,大家觉得还有需求,还有方法降低成本。另外是电池成本下降的逻辑,一个是刚才提到的“降低非战斗部门”的占比。再一个是电芯本身,我们2008年有推出一款C15电芯,尺寸一模一样到现在还在生产,但是同样的尺寸Ah数[FX1] 提高了一倍,那自然单价就下降了一半。然后是生产技术,隔膜是不是更薄,这都影响到电池成本。回到应用,应该也是很快的,包括在光伏的规模化,而且这一轮,刚才顾总提了一些我觉得也挺好的,就是光伏和风为什么都要去配储能,你原来已经投运的光伏电站那时候没要求(配储能),我们不可能在后面要求它(配储能),逻辑上我不可能说你不发了,但是这些发电曲线是一样的,中午过发电,晚上、高峰的时候不够电,这些新设备投入到整个的发电系统,是把原来的火电给挤出去了,因为我不可能拥有这么多的资源在这里备着,挤掉以后其他的时段就用不上了,或者是你用就只能用几个小时,像海外市场有些天然气发电厂,一天只能发几个小时。这样的发电成本很贵,因为我发电厂的建造成本一样,原来我一天24小时发电,现在只让我干4个小时,运营的成本就摊在这4个小时里面了,这种情况下,我们用4个小时的储能系统去比较,建设成本、运营成本比它低。这些在我们看来都是增量市场,海外的这种项目我们做了不少,国内我觉得可能还是交易机制的问题,还不够健全。但是我觉得已经越来越看得到了,现在说强制或者是暗示也好,5%的模式配进去,是在培养未来参与电力交易的对象,通过这样的方法鼓励发电商进来。储能是一个灵活的交易系统,可以灵活的买卖电,如果没有这样的资产,怎样形成市场,怎样形成电力交易的平台。现在平台还不健全,需要的时候,只能类似摊派的方式,100兆瓦的风机配20兆瓦的储能进来,我相信有远见的发电商他会想我这个资产还是要投一个有优秀性能的资产,因为在不久的未来,(用储能参与)交易的机会就出来了。

新冠疫情时期全球经济下滑,对储能行业有没有影响?会不会造成行业重新洗牌市场重新定位?储能企业该何去何从?是断臂求生还是逆势发展?

欧阳家淦:我觉得影响是有的,且总体上偏负面。疫情主要在经济的需求侧产生影响,局部性的机会还是有的,特别发达经济体,在这次疫情里的复苏和经济质量还是可以的。但是确实对印度、巴西的影响非常大,什么时候走出去现在也不知道,包括美国。我们不做美国市场,但是很清楚欧洲和澳大利亚的情况,它们在短期的需求下滑后,目前正在一个健康的恢复中,这一次大家都在讲政府疫后重建,肯定会对绿色能源做预算上的倾斜。我们看到瑞典对于光伏没有预算的倾斜,但是对于储能有,这次明显看到了欧洲国家政府对储能的支持。光伏成本已经做到非常有竞争力了,所以在光伏这块是纯市场化运作。储能在增长,特别是在政府主导的预算上,这是我看到的一个机会点。但是坦白来说,除了发达经济体,现在疫情在其他如非发达经济体还在发酵,影响还是很大。储能在整个疫情下短期内是机会,给发达经济体的经济复苏带来了结构性机会,长期来看,光伏要成为主导能源需要储能的助力。

在这种市场情况下,企业如何自身发展和生存抉择?在1月和2月,我们很难回答,但是现在1—6月份,整个疫情的发酵,在各个国家和市场出现了,企业对自身风险的评估也有了一个确切的数据。如果企业脱离了生存危机,将会有一个不错的布局机会。像现在海外也不太能去,但对维护老客户和渠道方面,反而是一个好机会。然而,确实有些企业遇到了一些生存问题,活下来最重要,所以要先看企业自身机会的评估。因为这次疫情是结构性的,要看企业过去的市场定在哪里,在发达经济体的可以再加码,不发达经济体的要想办法先活着。

请各位用一句话表达对于储能未来发展的寄语或展望!

王珺:现在储能市场“小荷才露尖尖角”,大家要充满希望。

宋钰:我也觉得是这样,发展刚刚起步,要想达到像光伏平价这样的时代还有很长的路要走,但是我们对未来的预期是好的,希望通过储能的应用,提供更加多元化的“光伏+储能”应用场景,让光伏应用的市场占有率更高。

仇成丰:储能技术提升会推动社会进步,双一力储能拥有15年以上的锂电池行业经验,我们愿提供长寿命、高安全、低成本的储能系统解决方案。

欧阳家淦:在储能的助力下,相信光伏会成为主导能源。

姜正茂:储能未来的市场是万亿级的,我认为现在才刚刚开始,打铁还需自身硬,上能电气会努力打造好自己的解决方案,为储能市场提供有力的产品。

顾亦磊:储能市场的发展不可阻挡,要把每个细节处理好,行业才会健康发展。首先要把显而易见的问题解决掉,就是强制配储能的使用和性能标准的问题。

郭彬:一方面是产品本身,打铁还需自身硬,你自己对产品的定位、可靠性、安全性、成本是一个需要努力的方向。第二个方向是市场,追根溯源还是要想清楚储能应用的根本在哪里,怎样提高它的利用价值。这是两个方向,两头形成一个交叉,这个市场就到了。

李卫春:我们说“质胜中国”光伏盛典,是交流思想、汇聚智慧、贡献力量、共谋发展的平台,感谢各位嘉宾——储能事业的先行者为发展储能探索的道路和贡献的智慧。

未来储能的发展还有很多想象空间,风光储柴多能互补、光储充一体化、移动储能与车联网、源网储荷供给侧的平衡需求。储能技术带动电力安全和能源管理的应用需求将会越来越多,应用范围也会越来越广。

储能为光伏发电的消纳提供了最佳的解决方案,储能为调频调峰和电网辅助服务 提供了有效的手段,储能为实现电网稳定和安全 提供了可靠的支撑和保障。

因为有了储能光伏变得更智能了,因为有了储能光伏变得更友好了, 如何结合储能 描绘光伏未来绿色友好智慧能源的 美好画卷,让光伏发电无处不在、让光储结合无所不能。我想未来可期 但又任重而道远,还有诸多难题摆在我们面前,需要去解决需要去突破。道阻且长行则将至,TÜV莱茵对自己的期许是“躬行质道,光耀未来”。独行快、众行远,希望与同行者共勉。

感谢大家的聆听,再次感谢在座各位嘉宾的精彩分享,谢谢!

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关键字:储能电站 电源侧储能

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