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储能2018年将如何发展喧哗与骚动网球鞋

2019-09-09 18:02:26  牧晨机械网

作为诞生于第二次工业革命时期的近古产业,储能终于结束了它漫长的沉寂时刻。尤其在中国,随着电池技术革新和应用场景的扩大,一场自下而上、带有草根狂欢气质的产业运动,正逐渐将储能从中国令人望而生畏的能源体系中独立出来。

各地骤然出现的巨大展会、熙攘的厂商,不断修订的技术参数和销售预期,让人们像是被绑在超级橡皮筋一样的宇宙弦上,从2018年穿越时空回到04、05年时的中国。那时的中国能源产业,即将迎来持续十几年的“光伏黄金时代”,一批日后叱咤风云的新能源大富豪,正如眼下的储能菜鸟般,提着业务包亲上前线,活跃在眼花缭乱的展厅前。

打算在储能这个前景广阔、概念优良的新兴蓝海中搏杀一番的,既有埋首十载、苦撑待变的技术团队,也有顺势而为,想要多条出路的材料与制造商,还有顺水推舟的投资者。它几乎囊括了新能源产业链上的主要环节,又因为基础材料与核心产品的共性,而与电动汽车这个时代新贵同气连枝。简单的说,储能是一个应用场景(终端市场)相对固定,而中上游边界无限延伸的开放产业。也正是如此,它给了许多人开辟新事业的机会。从动力电池到储能电池,从光伏系统到储能系统,就像王小波在《绿毛水怪》中说的那样:“我们好像在池塘的水底,从一个月亮走向另一个月亮。”

Ⅰ进击的电化学

在储能庞大的家族中,历史久远的抽水蓄能是一个奇异的他者。它19世纪便在美国出现,至今还占据着全球储能装机90%以上的份额。但是,这种根据电力负荷峰谷,而将水抽高放低的储能行为,更像是能源“旧世界”的一员。它与当下这场喧哗的储能勃兴运动,有着并不相同的上下游逻辑。

其它的成员,诸如空气压缩、飞轮储能、熔融盐储热等,分别占据着微不足道的比例。除此之外的电化学储能,截止2017年底,也只占据着中国不到1.2%的份额。但正是这1.2%,才是产业勃兴的主要范畴。它看似微小,却已立足脚跟正呈现几何倍数增长,也被几十上百家上市公司或准IPO企业捕捉到,支撑了它们影响资本市场,进而改变命运的全新论述。

正如人类进化树所呈现的那样,电化学储能这个大门派也呈现各系电池参差并进的态势。锂电池、铅酸(铅炭)电池、液流电池、钠硫电池乃至镍氢电池都有着各自的技术演进路线,也因为不同的应用场景而获得了程度不一的检验。

但即便如此,进化旅程中的淘汰必不可免。因为能量密度的巨大缺陷,就像尼安德特人与智人竞争注定失败的前途一样,储能市场还未起势,镍氢电池便几乎最先出局,且因为混合动力在与纯电动车在全球范围竞争中的明显颓势,连带着镍氢电池基本市场也日渐式微。

其它几类电池,从全球范围来看,只有日本在大力推行钠硫电池。中国储能电池台面上的竞争,主要集中在锂电池、铅酸电池和液流电池三者以及锂电池内部分支的缠斗中。

在截止2017年底的中国电化学储能格局中,锂电池占有其中60%的份额,铅酸电池占35%,液流电池占4%。单就2017年,铅酸电池还拥有略多于锂电池的投运装机。从数据上来看,很难讲锂电池已经取得压倒性的优势——铅酸电池厂商众多,产能依然旺盛;液流电池单体项目巨大,还有愿意为其背书的关键买家。此外,还有一些刚刚冒头的新型电池,也在伺机而动,打算一试身手。

当前的储能电池路线之争,像极了十年前光伏领域中薄膜和晶硅的分野。当时国内的光伏电站屈指可数,两大路线都有望成为主流,早期示范性项目的高强度补贴掩盖了各自路线的真实竞争力。但随着晶硅原材料成本的大幅下跌,晶硅路线从领先一个身位到全面拉开差距。薄膜路线的代表者汉能,在体验短暂的巅峰之后,最终被迫从光伏电站领域收缩,变成一个倡导“移动能源”的异类。

技术路线竞争往往只出现在新兴市场的早期。它的简单逻辑是,一旦某种路线抢先形成规模,便更容易获得政策的加持,进而推动技术进步、成本下降,这对其它路线将形成降维打击。届时所谓的竞争,将不再是路线之争,而是同一路线之下的车炮对撞,马象横飞。

如今,锂电池便处在这个有利的位置上。在它的内部,也正上演着此消彼长的流派竞逐。其中的磷酸铁锂和三元电池,是两个主要的对手。如同华山派中的剑宗、气宗,在漫长的师门正统竞争中,难免针锋相对,近身搏杀。所幸的是,对锂电池商来说,在技术储备过关的前提下,两种电池的生产线切换改造,并不是一个难以逾越的障碍。

所以,在我们身处的2018年,所谓中国储能产业正起燎原之势,从产品和技术类型来说,首先是特指储能家族中的电化学储能;第二,在电化学储能各种电池路线的竞争中,锂电池已取得先发优势;而锂电池下的磷酸铁锂和三元流派乃至钛酸锂,至少从市场的反馈来看,依然难解难分,莫衷一是。

同时,由于储能应用场景远比光伏丰富多样,即便锂电池赢了先机,但也会给其它电池路线留下腾挪生存的机会。即将出现的储能商业化时代,很可能会形成锂电池独霸高端储能市场,而其它领域依然多方竞逐的态势。

Ⅱ让一些场景先进入商业化

截至2017年底,中国总计的电化学储能装机只有区区400MW左右,这在中国庞大的电力体系中,宛如沧海一粟。尽管基数还小,但它有着超过50%的年度增长,未来几年,或许增幅还会翻倍。它的应用场景极为广泛,从火电站到风电场,从边防哨所到南沙岛礁,在不考虑价格的前提下,它还可应用到每一座装了小型光伏发电装置的别墅。

根据统计习惯的差异,人们有着不同的分法。中国化学与物理电源协会储能应用分会将它们笼统的分为这样五类:可再生能源并网、电网辅助服务、分布式与微网、电网输配以及用户侧。在这五类中,除了电网输配只做了一个极为微小(6MW)的示范项目外,其它的领域,都已具备“由研发示范向商业化初期过渡”的基本特征:业主对此兴趣盎然,一批有竞争力的市场主体不断涌现,一些在摩擦和博弈中成型的商业模式开始被同行模仿。

中国广袤的西部戈壁滩上,矗立着许多规模庞大、连营十里的风力和光伏电站。这些可再生能源,是中国优化能源结构的主力军。但同时,由于其间歇性、波动性的天然缺陷,使得弃风、弃光乱象陈陈相因,几近死结。在电力消纳一时难以纾解的情况下,利用储能平滑风光发电输出、存储剩余电力就成了最主要的解决办法。这是储能市场即将爆破式增长的主要领域之一。一些专家还认为,中国集中式可再生能源并网在不同时期对储能的需求不同,短期内需要它们平滑可再生能源输出;远期则需储能技术参与二次调频,当可再生能源发电比例高出外送线路容量限制时,需要储能参与调峰。

随着电力市场改革的推进,辅助服务市场改革成为各省电改版图中最活跃的部分,到目前为止,已有不少省份的辅助服务市场正式运行或进入试运行阶段。这给了电化学储能参与调频、调峰等电网辅助服务的绝佳机遇,而其中的调频,则占据了目前大约90%的份额。

调频市场,尤其是二次调频(又称AGC,自动发电控制),属于电储能应用场景中的高端部分,有着远高于其它场景的投资回报率。由于门槛较高,国内目前只有科陆电子和北京睿能两家整体方案竞争者,它们各自据有半壁江山。

储能应用场景极为广泛,一部分已经进入商业化。

分布式和微网中的储能应用,大体与集中式可再生能源类似。但它灵活适用,可以广泛应用在工商、民用、海岛和偏远无电人口上,随着分布式发电比例不断提升,它也因之成为储能应用的热点市场。

储能在电网输配的应用在全球规模都较为微小,它主要涉及延缓输电阻塞、延缓电网升级及变电站备用电源等,在中国,它离商业化还有较为漫长的距离。

中国储能的应用场景,呈现出不均衡的发展态势。在一些场景还只有简单示范的情况下,作为用户侧储能主要部分的工商业削峰填谷,却已经率先进入商业化阶段。

它的模式很简单,把储能电站建在工商业发达且峰谷电价差额较大的地区,在每天电价低时充电,在电价高时再以一定折扣卖给工商业主。这为电站、电网和用户间创造了一个多赢的局面,因而受到市场的普遍欢迎。

借助工商储能爆发,铅蓄电池依然不可小觑。

同时,由于削峰填谷场景首重经济性,这给了铅炭电池和锂电池掰手腕的机会。在整个中国用户侧储能中,锂电池和铅炭电池总体上平分秋色。如只算2017年,铅炭电池甚至提供了其中90%以上的供应。

Ⅲ超日赶美,要靠电改打开大市场

去年10月,包括发改委、工信部、国家能源局在内的五部委,联合发布了一份有关促进储能发展的指导文件。由于和意见稿相比,大量删除了有关财政支持和补偿机制的表述,这份面面俱到的文件与业界期待相去甚远。而对于处在商业化临界点的电化学储能,也没做重点铺陈。

储能圈原本设想的,是能够比照电动汽车和光伏行业,通过财政补贴直接拉动行业迅猛增长。但这显然已不合时宜,光伏项目一哄而上历历在目,况且补贴历年积欠甚多;电动汽车今年补贴退坡后,三角债便开始大量出现,一些企业能否熬过去,还是个未知数。

电动汽车与储能行业同气连枝,但风头更劲。

政府断绝补贴也实属无奈。首先,应用场景大相径庭,各自衍生的商业模式也截然不同;其次,各条电池路线竞争态势依然未明,综合经济性比较也无定论。有些业主,干脆逐一试验。

像黄河上游水电公司在青海共和县所建的20MW储能项目,一口气引进磷酸铁锂、三元锂、锌溴液流和全钒液流等多种电池,打算亲身验证、眼见为实。这些示范场景和项目的差异,也难以出台一个“一刀切”的补贴政策。

当然,最紧要的,还是财政吃紧。况且,补贴还与市场化大旗背道而驰。不过,尽管中央财政吃紧,有些钱粮富足对储能需求又较为迫切的地方,对一些特定储能应用场景进行扶持,则获得高度鼓励,也正是指导文件让地方先行先试、边走边看的奥义所在。

和光伏初期类似,但储能在失去补贴这个法宝之后,已不大可能获得诸如金太阳、国八条、领跑者这样的光伏跃进运动助力。储能产业要想在各主要场景跑步进入商业化时代,所要倚靠的,还是电力市场化改革的进度。好消息也不少,辅助服务市场已在各省逐渐铺开,分散式电力现货市场也将于今年年底前在广东、浙江等八个省区启动试点。这个缓缓开闸的电改大市场,留给储能的,是高达千亿的想象空间。

中国光伏行业当年起步时,原材料和市场两头在外。中国光伏业者依靠制造优势,完成了不可思议的技术迭代和产业成长。施正荣和彭小峰这些先行者尽管起于草莽,但短时间内便赢得在纽交所相继敲钟的刹那荣光,至今让人印象深刻。

这也正是储能产业的不同之处,虽然也有不少电池厂家和系统集成商经略海外,但国内市场的全方位开闸,才是重点所在。而且,由于电池商大多横跨动力电池和储能电池两大领域,其规模和技术壁垒已经确立,他们的座次排位也许会有变化,却也不大可能给二十名之后甚至徒手初创者,再留有多少机会。

放到全球的维度来看,无论是技术还是应用,中国储能产业处在和英国、德国同一梯队中,落后美国、日本这两家领跑者。仅从电池技术来说,近邻韩国的三星和LG这两家巨头,也要优于中国的绝大多数同行,而澳大利亚则依靠突然爆发的市场正迎头赶上。

按照上文所提的指导文件绘制的路线图,中国要在第二阶段,也就是“十四五”期间,才能实现商业化初期向规模化转变,业界暗自期许的“超日赶美”,最早也要等到那个阶段才能实现。

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