“在风光储携手并行的道路上,如果说风光处于青年期的话,那么储能尚处少年期,亟待快速成长,与风光同步均衡发展。”全球绿色能源理事会(GGEIC)主席、SNEC光储氢产业联盟盟主朱共山这样形容当前储能行业的发展。
程梓欣摄
9月24日至9月27日,SNEC第九届(2024)国际储能(上海)技术大会暨展览会(下称“SNEC ES+2024国际储能两会”)在上海新国际博览中心顺利召开。
《国际金融报》记者从主办方处获悉,本次展览规模超过6万平方米,汇聚了国内外超500家参展企业,展出内容覆盖技术研究全赛道、整合集聚产业全链条,专业观众超过15万人次,还迎来了德国、意大利、中东与非洲等多个国家和地区的国际展团和参访团。
在业内人士看来,SNEC ES+2024国际储能两会是历届最高规格,体现了储能行业的发展势头之猛,也凸显了储能行业的未来地位之重。然而,伴随行业的快速扩张,低价竞争、技术短板、安全隐患、利用率低等问题纷至沓来,尤其是有光伏行业起落交替的案例在前,储能行业如何克服上述阶段性发展瓶颈,为新型电力系统建设提供支撑,助力实现“双碳”目标,成为本次大会的重要议题。
万亿风口的实与虚
近年来,全球对于绿色发展和能源低碳转型的诉求日益迫切,储能作为转型发展的关键要素,发挥着至关重要的作用。而在“双碳”目标下,中国几乎贡献了全球储能市场的半壁江山,国内储能行业也在政策与市场的双重驱动下驶入发展“快车道”。
首先是政策利好频出。据中关村储能产业技术联盟(CNESA)统计,截至2024年7月,我国已累计发布2200余项储能政策。尤其是今年,新型储能首次被写入政府工作报告;2024年1月至7月,相关新增发布政策接近500项,是去年同期的1.6倍。
其次是市场热情高涨。《“十四五”新型储能发展实施方案》中明确提出,新型储能到2025年由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件的目标。另据中国物理与化学电源行业协会预测,届时我国新型储能产业规模将突破万亿元。
为抢占这一万亿风口,储能行业迎来投资热潮。天眼查数据显示,2023年新成立的储能相关企业达到7.2万家,较2022年翻倍增长。今年上半年,在申万行业分类(2014)的34家储能设备企业中,共有25家实现盈利,占比超过七成。
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在SNEC第九届(2024)国际储能(上海)技术大会开幕式上,第十四届全国政协委员,中国安能建设集团有限公司原董事长、党委书记周国平披露称,仅今年1月至8月,国内储能项目总投资已超过3000亿元。今年上半年,新型储能新增装机规模已达到2640万千瓦时,同比增长48.5%。
然而,随着储能产业正式迈入大规模发展阶段,新型储能的发展也面临诸多挑战。在中国电力建设企业协会会长,国际金融论坛(IFF)能源转型与发展委员会联合主席,国家能源专家咨询委员会首任秘书长王思强看来,当前行业面临四大难题。一是发展定位还需要进一步明确;二是规划运行还不够规范;三是产业发展还存在诸多隐患,特别是现在新技术争风而上,淘汰的危险不容忽视,装备质量参差不齐,安全问题也频亮红灯;四是价格内卷很难盈利。
朱共山也指出了三处痛点:首先是现实与理想尚有差距,储能产业亟待提升利用率。今年上半年,全国电化学储能电站的平均利用率指数为42%,而大部分储能电站利用率尚未达到设计充放电次数的一半。
其次是内卷程度略有改善,但行业拐点尚未显现。朱共山表示,今年上半年,虽然储能产能投资回归理性,产量同比增长,但受到上游原材料价格下降等因素影响,出口总额同比下降。与此同时,行业竞争仍然激烈,多家企业呈现增收不增利的现象,另外约有30%的跨界储能企业已经在市场中消亡,并且这一趋势仍在持续。
最后是储能价格一路下探,峰回路转尚需时日。据悉,目前锂电池储能电芯单价正在向0.3元/Wh逼近,锂电池储能系统单价比去年同期下降49%,已跌破0.5元/Wh,储能工程总承包(EPC)上半年中标均价同比下降27%。
王思强认为,面对这些亟待破解的难题,急需各方站在行业高质量发展的高度和角度加以重视。在政府层面,要统筹开展储能专项规划,进一步明确新型储能独立市场主体地位,健全新型储能的价格机制、项目激励机制和储能技术标准及管理体系。要大力推进电源侧储能项目建设,积极推动电网侧储能的合理规划布局,大力支持用户侧储能多元化发展。在企业层面,要开展前瞻性、系统性、战略性的储能关键技术研发,推动关键材料单元模块战略性储能关键技术的研发。在社会层面,特别是行业协会层面,要积极推动储能技术学科专业人才培养,助力储能技术产教融合创新平台建设,积极推动创新成果转化,助力开展储能产业化示范。
长时储能需求凸显
在业内人士看来,储能产业正处于高质量发展的起跑阶段,所谓痛点也是机遇。
众所周知,储能产业的应用场景可以分为电源侧、电网侧和用户侧。目前,我国正构建以抽水储能为主、新型储能为辅的电力储能体系。在新型储能方面,锂离子电池储能凭借成本和密度优势占据主导地位,集成规模向吉瓦级发展。而随着风光装机占比屡创新高,发电侧与用电侧的匹配矛盾日益凸显,尤其是锂电为主的2小时短时储能局限性暴露,4小时以上的长时储能亟待突破。此外,锂离子电池技术还存在安全性不足、回收利用难等问题。
在上述背景下,2023年成为长时储能投资元年。据了解,去年约有20家长时储能相关企业获得融资,超过100家投资机构参与其中,投资总金额接近50亿元。
图源:SNEC公众号
当前储能技术的更新迭代也不再局限于锂电方面,而是呈现出百花齐放、多元共生的特点。在“双碳目标下全球能源转型与储能产业发展”主题下的领袖对话中,瑞浦兰钧能源股份有限公司董事长兼总裁曹辉表示,“我们不能否认任何一种技术路线”。
在曹辉看来,一项储能技术是否有优势主要取决于三个方面——“一高一低一快”。其中,“一高”是指高能量效率或高能量密度,“一低”是指低成本,“一快”是指反应速度快。无论是哪种储能技术,如果存在其中两个及以上的优势,其就有未来发展前景。
长兴太湖能谷科技有限公司董事长吴建斌表示,凡是满足四个维度的储能技术,都有发展机会。这四个维度包括原材料不受限、稳定性和安全性、原材料回收循环利用率高以及具备可持续的经济优势。
基于上述考量,长兴太湖能谷正向铅碳储能领域布局。据吴建斌介绍,铅、碳资源在自然界较为丰富,而中国铅锌矿数量较多,约占全球总量的20%。除了原材料成本较低,铅碳电池储能建造成本在0.35元/Wh至1元/Wh左右,其度电成本较低。同时,铅碳储能的全生命周期环境负荷低,电池正负极材料及电解液均可回收,且回收工艺简单、技术成熟,回收率高达90%;此外,铅碳储能具备长时性,储能时长超过10小时。
目前,我国铅碳储能已建立起完整的产业链和供应链体系。据了解,长兴和平共储综合智慧能源项目由浙江国电投、吉电股份国电投及太湖能谷组成的联合体投资,总投资金额约10亿元,规模为100MW/1.06GWh,是国内首个GWh等级的单体储能电站,也是目前国内最大的铅碳储能电站。
此外,吉电股份也与太湖能谷等企业合作,在吉林白城绿电产业示范园区打造吉电能谷铅碳电池生产和废旧电池综合利用项目,总投资100亿元,计划建设年产85GWh的铅碳电池研发生产基地,该项目一期年产5GWh铅碳电池项目已正式投产。
另从电力系统规划的角度出发,电力规划设计总院安全总监,中国新型储能产业创新联盟副秘书长韩小琪表示,国内储能市场庞大且条件各异,在建设储能项目时,一般需要考虑建设节奏,包括短周期、中周期和长周期,并利用不同的技术路线来匹配建设计划。以偏远地区为例,其拥有充足的山水资源,具备良好的抽蓄条件,可以建设大量新能源。同时,偏远地区的安全要求相对更低,往往只需要设置防火墙,就可以使用锂电池。而在安全要求较高或者土地紧张的地方,液流电池的安全优势和成本优势更大。
据悉,目前商业化程度、技术成熟度最高的液流电池是全钒液流电池,其充放电循环寿命可达2万次以上,日历寿命超过15年(一般可达20年以上),是各类二次电池里寿命最长的。
AI与储能“双向奔赴”
今年以来,有关“人工智能(AI)或被能源制约”的焦虑声音持续涌现。英伟达创始人、首席执行官黄仁勋此前在一场公开演讲中指出,AI的尽头是光伏和储能。在推动AI发展的道路上,不应仅仅局限于提升计算力,而应更为全面地审视能源消耗这一核心问题。OpenAI创始人山姆·奥特曼也公开表示,“未来AI的技术取决于能源,需要更多的光伏和储能”。
事实上,AI对于能源的高度依赖并非空穴来风。据美国《纽约客》杂志报道,为响应用户的约2亿个请求,ChatGPT每天可能要消耗超过50万千瓦时的电力,是美国家庭平均用电量的1.7万多倍。而且如果生成式AI被进一步采用,耗电量可能会更多。
鉴于现存化石能源根本不可能满足AI发展的后续需求,大力发展新能源不仅是在解决环境问题,也是在解决数字革命背后的能源问题。而新能源发电的间歇性、波动性等特点正在制约其进一步发展,也决定了未来储能系统将成为发电和用电的核心和枢纽。
与此同时,AI的介入正为储能调度提供更灵活和高效的解决方案。世界经济论坛工业脱碳负责人埃莱尼·凯梅内此前表示,要实现经济活动的零净排放,电力网络的清洁、现代化和脱碳至关重要。而AI有助于解决整合大量可再生能源到电网的问题。可再生能源发电存在波动,导致高峰期供电过剩,低谷期缺乏,引发资源浪费和电网不稳。通过分析天气模式和能源消耗趋势等数据,AI可精准预测发电量,并促进作业排程和负载迁移,保障数据中心在可再生能源供电时有效利用能源,确保电网稳定高效运行,实现24小时可持续清洁电力供应。
在“AI+能源与能源数智化——赋能储、氢新质生产力发展”主题论坛上,南京南瑞继保电气有限公司储能行业总监缪楠林发表了关于“新能源电力系统构网控制和稳定运行关键技术及应用”的主题演讲。
据悉,为解决新型电力系统与电力市场化背景下电网调节能力发挥不充分、新能源利用不充分、分布式能源未有效参与大电网调控、电力市场前瞻能力不足等问题,该公司研发了PCS-9000电网有功自主巡航系统。该系统遵循信息融合、自主巡航、安全调度的思路,提出适应新型电力系统特征的多资源多目标时空协同优化调度架构,研发高扩展性有功优化调度通用算法,实现了省间联络线调度、省内多能有序调度、聚合资源优化调度、电力市场前瞻调度等功能,在网级、省级、地级以及局域电网获得广泛应用,充分释放了源、网、荷、储各环节的灵活性,有效提升了电网调节能力和新能源消纳能力,电力调度的自动化和智能化水平显著提高。