历史交汇的拐点:能源危机与储能革命
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电化学储能:电网的调节器
之所以如此看重电化学储能,除了其能很好的带来储能增量外,同时它也能够参与到电网运营的各流程之中。
按照应用类型划分,电化学储能可以分为能量型和功率型两种。能量型需求一般需要较长时间的放电,对响应时间的需求并不高;而功率型则恰恰相反,需要快速响应能力,对放电时间的需求并不长。
基于多变的应用途径,实际上电化学储能已经突破了单纯的存储功能,而是应用于整个用电体系的各个环节。
在发电端,由于新能源具有很强的波动性、随机性,在大力发展新能源产业时,其实也给整个电网的稳定性带来了极大的冲击。
传统发电机的转速一定,均为3000r/min,因此国内电网的频率恒定为50Hz。但由于风电和光伏发电的原理不同于传统电机,因此呈现低转动惯量、宽频域震荡等动态特征,这使得电网的暂态稳定性下降。
为了保证新能源并入电网的稳定性,因此电网需要通过一次调频、二次调频等手段,保证系统的频率维持在合格范围内,这也是功率型电化学储能出现的原因。利用储能电池在短时间内的充放电,来调节电力系统调频调峰的需求,以此来赚取峰谷价差带来的利润。
在输电侧,电化学储能可以用来缓解电网阻塞,延缓输配电扩容升级,起到整个电网缓冲带的作用。存储过量的光伏风电资源,通过充放电进行调节,减小波动性、平滑出力、提高能源利用率。
资料来源:派能科技招股书
在用电侧,用户可以安装电化学储能来自发自用,在动态电价地区,通过自发电来套利,并且能够进一步提升整个电网的可靠性。
从古至今,人类用电需求就是不固定的,呈现周期波动,而在新能源逐渐被应用后,这种不稳定性延伸至发电侧。
电化学储能就相当于整个电网的调节器,除了可以储能能量,还能够保持电力系统的稳定。
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电化学储能的“危”与“机”
经过前述分析,电化学储能的重要性大家已经心知肚明,但想要通过储能来完全解决能源危机,短期看来可能性依然不大。
从技术角度分析,电化学储能放电时间并不具备优势,远不如当下已经十分成熟的抽水蓄能。在功率型储能方面,目前电化学储能可以完美胜任,但在容量性储能的应用上,电化学储能依然存在较大的弊病。
现阶段,发电侧电化学储能时长大多在2小时左右,这确实可以缓解弃电现象,但却并不能够根治弃电难题。2小时显然无法完全“削峰填谷”,依然存在一定浪费现象。
目前,全球都在加大对于长期储能方式的研发。市场中有观点认为,目前4小时的储能时长远远不能满足需求,持续放电时间长达24小时以上的储能系统才是真正意义上的长期储能。
由此来看,现阶段电化学储能想要真正解决能源危机,首先就要想办法延长储能时间,从而真正实现“削峰填谷”,降低电力应用的波动性。
另一方面,电动车的迅猛发展推升了电化学储能的成本。虽然储能可以用新能源汽车退役的二手电池制成,但动力电池居高不下的售价依然让电化学储能短期内的迅速应用面临压力。
据BNEF数据,现阶段锂电储能系统的成本中,电池成本超过总成本的50%以上,依然处于较高的价位。在新能源发电成本已经大幅下降的情况下,储能成本如何随着下降也成为行业急需解决的问题。
但业界对于锂电储能成本下降较为乐观,专家预计锂电储能系统的成本将在未来有望持续走低,最终降至200美元/千瓦时之下。
纵观整个产业链,产业中游是目前资本市场关注的焦点。电化学储能的中游共分为两大部分:储能电池系统、储能变流器。
储能电池系统相当于储能系统的心脏,是整体成本最高的部分。大多数储能电池系统由动力电池厂商生产,如宁德时代、比亚迪等。除动力电池厂商外,专注独立储能电池的派能科技也已经提前布局这一细分市场。
储能变流器(简称PCS)控制蓄电池的充电和放电过程,是储能系统的大脑。阳光电源、国电南瑞是行业龙头,锦浪科技、固德威则是后起之秀。
放眼未来,储能是能源危机的破局之道,但想要真正解决这个问题,依然需要整个产业的长期迭代,尤其是电化学储能的技术发展。随着新能源行业的迅猛发展,目前渗透率不高的电化学储能行业有望成为最受资本关注的行业。
历史总是惊人的相似,与过去一样,如今人类可能会再次遇到能源危机。但与过去不同的是,电化学储能发展带动的“储能革命”有望大幅增加新能源的存在感。
“危”与“机”的交汇处,这一次有望迎来拐点,“新储能”将从本质改变人类能源格局。
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