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2019全球储能市场回顾:全球储能增速遇冷 趋势不冷

http://www.100ppi.com  2020年01月14日 13:54  中关村储能产业技术联盟
生意社01月14日讯

  在经历了2018年全球电化学储能市场的迅猛发展之后,市场增速开始理性的回落调整。正如中关村储能产业技术联盟(CNESA)研究部和咨询公司Wood Mackenzie所预料,处于商业化初期的电力储能产业规模尚不能持续高位增长,一轮高速发展之后,必将出现回调。

  根据CNESA全球储能项目库初步统计,截止到2019年底,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和熔融盐储热在内的全球储能累计装机规模为182.8GW,年增长率为0.99%;其中电化学储能的累计装机规模为8089.2MW,年增长率22.1%,较2018年126.4%的高增长有所回落,但仍维持了前几年全球市场的平稳发展态势。但从正在整理中的四季度新增规模看,全球市场似乎又进入了下一轮高增长的预备期。CNESA数据显示,全球第四季度电化学储能新增装机规模为490.8MW,环比增长有望超过200%。

  2019年,纵观全球储能市场的发展,可以发现储能应用在不断深化、厂商加紧布局、更多政策出台从直接补贴或以市场化方式支持储能、技术创新在继续、资本市场深度参与业务发展;同时也有不少储能系统安全性、产品性能、系统成本过高、现有电力市场监管政策和规则需要重新定义储能的参与作用和价值等问题也暴露了出来。CNESA研究部通过对全年市场信息的跟踪和分析,总结了2019年全球储能市场的六大趋势。

  光储应用成主流,可再生能源场站标配储能或成趋势

  近年全球光伏发电比例不断增加,为保障电能质量、提升电网的灵活性、提高分布式光伏自发自用比例,降低用户的用电成本,又加之锂离子电池系统成本的大幅下降,循环寿命不断提高等原因,光伏整合储能技术的系统建设成为储能全球应用的主流。这一应用在美国、英国、澳大利亚、中国以及一些新增储能项目的国家非常明显。

  以美国为例,内华达州公用事业委员会(PUCN)已批准Quinbrook与NV Energy签订为期25年的PPA,用于克拉克的690 MW AC Gemini太阳能+电池存储项目。该项目将展示将光伏技术与储能相结合的能力,以捕获和利用内华达州丰富的可再生太阳能资源,为NV Energy的客户提供低成本的电力,在太阳下山后长时间保持照明,并可以为内华达州电力需求激增的傍晚高峰期进行调度。美国能源公司PacifiCorp发布了其长期能源计划草案,首次将电池储能确定为最低成本组合的一部分,到2025年规划的所有储能资源都将与新型太阳能发电相配套。

  包括韩国、美国、中国、日本、澳大利亚、英国、法国、苏格兰、新西兰、智力等国在可再生能源场站增加储能单元,有助于形成储能与可再生能源发电标配的大趋势,储能的加入被普遍认为是可再生能源中最有希望的技术进步,并对于实现这些国家的低碳、零碳目标至关重要。项目建设为当地带来了更多的就业机会和经济发展价值。

  例如,Iberdrola英国子公司Scottish Power将在苏格兰539MW的Whitelee陆上风力发电项目基础上,再增加一块50MW的锂离子电池,这将是英国最大的锂离子电池项目之一。储能电池将为电网提供“无功功率和频率响应”,并在高需求或低风速时提供绿色电力。这将是英国第四个安装储能的风能项目。

  Tesla在南澳大利亚建设的129 MWh的Hornsdale电池储能系统可以提供电网安全性保障、调整风电场出力、参与辅助服务。2018年1月,发生电网跳闸事件后,维州和南澳州的电力现货价格猛涨至12900澳元/MWh和14200澳元/MWh。Hornsdale储能选择在价格尖峰时刻出力,在时间轴上利用自身快速的充放电性能曲线跟随现货价格波动曲线,低买高卖,获得了巨大的经济收入。另外,根据澳大利亚能源市场运营商(AEMO)公布的数据,这套储能系统获得了调频辅助服务(FCAS)所有收入的55%,也使南澳8个FCAS市场的辅助服务价格降低了90%,给开发商增加收入的同时也为电力消费者节省约4000万美元。储能系统的良好性能和经济性潜能给可再生能源配置储能模式的推广以信心,澳大利亚正在积极部署更多的风光储项目。

  现阶段在国际市场,许多光伏或是风电配置储能的项目还能够得到政府的补贴或者无息、低息贷款。这也缓解了项目建设初期的资金压力,推动了光储、风储项目的实施,趋近了全球多国清洁能源高比例发展的目标。

  储能在参与传统能源替代中崭露头角

  根据美国咨询公司Wood Mackenzie的研究结果,2022年之后,全生命周期的4小时储能系统建设成本与燃气电站相比,已经具有很强的竞争力。根据AEMO和CSIRO的预测,到2020年,风电或光伏配置2小时电池储能的平准化成本(LCOE)在某些场景下能够与燃气调峰机组相竞争。储能系统成本的下降、传统能源价格上升以及国家对清洁能源应用的要求使得独立储能系统、传统发电厂与储能结合或可再生能源场站配置储能替代老旧传统能源成为可能。根据IRENA和Navigant Research的研究,在美国,光储的平准化度电成本($23-36/MWh)已经低于核电和煤电,接近燃气联合循环机组,替代传统发电机组的趋势明显。

  AES Alamitos(AES公司的子公司)宣布,将为Alamitos Energy Center(AEC)建设一个100MW/400MWh的电池储能系统,作为对现有AES Alamitos电站更新替换工程的一部分。就目前情况,通过高效的联合循环燃气轮机与电池储能系统的结合来替代老旧的燃气调峰电站,以满足峰值电力需求是可行的。

  印第安纳州、纽约州、夏威夷、澳大利亚、以及一些海岛国家也纷纷实施或规划储能参与清洁能源供电系统或通过储能参与传统电厂的运行来逐步替代传统能源。

  用户侧光储系统为虚拟电厂的发展奠定基础

  户用或工商业光储形成的大规模、分布式用户侧储能系统正在被积极地用作虚拟电厂(VPP)建设的基本元素。虚拟电厂的优势是可降低对发电设备的初期投资,并提高日后灵活购买光伏电力的能力。通过虚拟电厂也为业主提供余电使用的用电方式,从而达到合理电力调配的目的。

  根据日本经济产业省相关数据,其国内可供虚拟电厂收集的太阳能电力规模预计将在30年内增加到37.7GW,相当于37个大型火力发电站的发电量,可见作为电力调配的虚拟电厂势必有大发展。京瓷、罗森等企业也已纷纷投资虚拟电厂。2019年10月,南澳大利亚数百户家庭光储系统形成的虚拟电厂项目,通过向澳大利亚全国电力市场供能,成功地应对了昆士兰州发生的一次大规模断电事故。目前,该虚拟电厂已安装了900多个系统,由Tesla牵头,得到了南澳政府和能源零售商Energy Locals的支持。

  尽管虚拟发电厂还处于发展初期阶段,但它已经展现出为大型常规发电机提供电网支持的能力;同时也证明了通过协调户用电池充放电,可以使包括其他消费者在内的更广泛的电力系统受益。由大量分散在用户侧的光储系统构成虚拟电厂应用正受到多国政府和电力公司的重视,有关虚拟电厂的研究和示范也在进行中。

  储能系统起火事故引发极大关注,相关各方积极应对

  锂离子电池的安全性一直是其发展过程中的一个瓶颈。从2017年8月发生的第一次火灾算起,截至2019年底韩国已经发生了27起储能电池系统的火灾事故。韩国政府叫停国内储能电站运行,并开展事故调查。出台的调查报告显示,火灾原因主要是来自于:电池保护系统不良、运营环境管理不良、安装疏忽、储能系统集成(EMS,PCS)不良等4种因素。同时调查发现,一些电池存在制造缺陷但在模拟测试中并未造成火灾。事故的发生给韩国储能系统建设以及LG化学和三星SDI的电池应用带来很大影响。也在一定程度上使全球储能用户和潜在用户对锂离子储能系统产生了质疑。

  在一个新兴领域,无论是储能厂商还是用户都需要正向、理性、积极地面对问题。包括中国在内的多个国家已经在储能预警系统开发、储能安全标准制定以及消防手段等方面展开了研究工作,美国尤其突出。

  美国消防协会(NFPA)关于储能系统火灾危险和安全建设的标准NFPA 855《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》已正式发布。该标准被ANSI批准为美国国家标准。UL发布的UL 9540A,主要用来评估电池储能系统热失控的测试方法,如果超出NFPA 855中的容量限制或距离限制等情况,需要根据UL 9540A的测试结果,由相关部门来评估该储能系统的火灾风险。另外纽约州消防部门也发布了关于室外定置电池系统设计、安装和应急管理程序指南。美国还有27家能源公司签署储能企业责任承诺,致力保障储能安全。

  政府补贴持续推动储能系统的应用和发展

  为了推动低碳社会、高比例可再生能源的发展,多个国家、地区或州政府出台补贴政策,促进储能的生产以及在不同领域的安装和应用。补贴政策的持续给多国的储能规模增加和应用扩展提供了原动力,美国加州的SGIP政策、德国、澳洲部分州政府的户用储能补贴政策都起到了非常好的作用。下表列举了部分2019年典型补贴政策:

  储能市场的收购、合资与合作依然活跃

  企业间的并购、合资和合作增强了双方或多方的实力,是储能技术和应用发展的有益补充,也是丰富全球储能应用类型和规模化发展的有力方式。中关村储能联盟研究部通过对2019年厂商信息的整理发现储能市场的收购、合资、合作十分活跃,传统的大型能源公司、电力/电网企业、储能产业链上下游都在积极实现合作合资,扩大应用覆盖,扩展海外业务,加紧对全球储能市场的布局。

  2019年市场上最有代表性的合作方式包括三类。一是大型能源集团收购新兴储能技术及系统集成商,将储能业务契合进其传统能源业务;如:Shell New Energies收购Sonnen,EDF公司收购Pivot Power公司。二是储能系统集成商为扩展技术覆盖或扩大应用类型,收购其他储能企业,或采用合作、合资方式,如:Tesla收购Maxwell Technologies, Inc.,Stem公司与NEC公司开展合作,优化太阳能+储能项目部署及运营,比亚迪联合伊藤忠商事建立合资企业,发力储能电池。最后一类是储能系统集成商与地方电力公司或公用事业公司及其子公司进行合资或合作,布局储能业务或跨国储能应用,如:SolarEdge与AGL就住宅侧电池项目达成战略合作,RWE与Georgia Power签署“太阳能+储能”PPA协议。

  结语

  与2018年126%的增长率相比,2019年全球储能的发展速度放缓。但这并不代表储能市场在萎缩,或是应用停滞。用高增长后理性调整的态度看待市场发展规律应该更为恰当。欧美等多国都以100%可再生能源、低碳或零碳、去煤、去核为下一步能源目标,传统电源的关停和退出需要大规模可再生能源的迅速补充,这对电力系统的调节能力、安全保障能力形成巨大挑战,而储能则是应对挑战的重要武器,也是帮助电力企业和用户降低成本的有效工具。可再生能源接入比例的提高使储能成为电力系统的刚需,这使得储能商业化应用能够首先在电力市场化程度高的国家或区域得以稳步持续地发展,局部时间发展速度有可能减缓,但储能在电力系统应用不断深化的大趋势不会变。

  中关村储能联盟研究部对2019年多国储能市场和政策进行了研究,发现在市场增速减缓的同时,储能应用领域和类型却日渐明晰,在英美德等国,储能已经深度参与到电力市场各类服务中去,储能系统可实现多重价值的优势正在被挖掘,储能的运行经验正在向其他国家传导。多国的电力监管机构也表示,正在通过多项研究和示范加深对储能作用和价值的了解,以调整监管政策,给储能更恰当的身份,制定相应的规则和定价机制。

  另据CNESA全球储能项目库初步统计,从2019年四季度开始,市场似乎已开启增速引擎;全球2020-2022年电化学储能新增投运规划超过16GW,市场发展仍然乐观。我们希望2019年装机增速减缓正是市场留给产业修炼内功、解决问题的缓冲期,储能应用和商业化发展仍将以其积极稳健的步伐向前推进。

  (文章来源:中关村储能产业技术联盟)

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