甲子光年智库 2022.08 储能：古老话题的技术与产业新发展 • 通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程 Ø 储能本身不是新兴的技术，但从产业角度来说，目前中国的储能产业正处在快速起步阶段；在专门扶持政策相续出台的基础上，各种储能服务的付 费机制与储能产业的商业化模式正在逐步成型。 机械类储能 抽水蓄能 电气类储能 电化学类储能 热储能 锂离子电池储能 超级电容器储能 化学类储能 Sample：热储通过太阳 能集热器给跨季节储热水 铅酸电池储能 体加热，热电联产的余热 也可以储存在跨季节储热 水体中，通过热泵可以实 现储热水体的热量充分回 超导储能 收和利用，实现可再生能 源供热的目标，同时提高 系统经济性。 钠硫电池储能 压缩空气储能 全钒液流电池储能 Sample：风机正常发电，所产生的大部分电力直接并入电网， 一部分电力用于电解水制氢，所产生的氢气就地加压储存。同时 利用附近啤酒厂的生产肥料制造沼气（生物质能），将沼气与氢 气作为燃料混合发电，热电联产，产生的电力配合风力发电平稳 的输入电网，产生的热能给电厂附近区域供暖。电解水制氢储存 起来的氢气在富余时还可以输送到当地的加氢站，用来给燃料电 池汽车加氢。 超导磁储能（SMES）接入电网的系统构成 储能：市场发展与应用前景广阔，战略与市场经济价值明显 在新能源产业日趋重要的背景下，储能技术逐步成为新能源产业革命的关键之一 1 系统频率 Frequency 水电、火电等同 步发电机组、处 理稳定可靠 发电量P1 Generation 2 P1＞P2 额定评率 P1＜P2 f＞50HZ f=50HZ f ＜50HZ 3 1 2020年用电总 量41923亿kWh 发电量P2 Demand 系统惯量 Inertia 传 统 电 力 系 统 在生态化可持续性发展、碳中和排放、 能源战略安全背景下，新能源产业的 发展，顺势带动储能的需求增长 新 型 电 力 系 统 战略与市场经济价值明显 系统频率 Frequency 光伏、风电、潮 汐等新能源电站、 间歇、波动 发电量P1” Generation 2 P1＞P2 额定评率 P1＜P2 f＞50HZ f=50HZ f ＜50HZ 3 2020年用电总 量75110亿kWh 发电量P2” Demand 系统惯量 Inertia 储能市场发展与应用前景广阔 发电侧价值 电网侧价值 用户侧价值 存储超发电量 缓解调峰压力 错峰用电 节约费用 能量市场 反应分时价值 平滑能源波动 提升电网可靠性和电能质量 后备电源储备 辅助服务市场反应可靠性价值 提供可靠容量支撑 保证容量充裕度 减少电能消耗尖峰 容量市场反应容量支撑价值 缓解阻塞延缓输配电投资 市场体现 储能作为输电资产的价值 中国、美国与欧洲主导的世界储能市场正在快速发展 过去3年全球储能市场规模化快速发展，2020年首次新增投运规模突破GW 2020年全球新增投运电化学能储能项目的地区分布与特点 CHN 33% Ø 新增储能项目主要集中在新能源发电侧，装机规模超580MW； Ø 从储能列入十二五规划纲要开始，包括地方陆续出台鼓励政策，进一 步推动了在新能源发电侧储能项目的规模化增长； Ø 在“碳中和”背景下，新能源装机和发电渗透率持续提升，倒逼储能 需求增长，未来“再生能源+储能”应用模式前景可期。 EUR 23% Ø 英国和德国是欧洲能储市场的主要玩家，并且在电网侧和家用储能方 向取得关键突破； Ø 英国取消了电池储能项目的容量限制，允许英格兰和威尔士地区分别 部署规模超过50MW和350MW的储能项目； Ø 德国已经部署超过30万套家用电池储能系统。 USA 30% Ø 2020年实现了电网侧储能新增投运规模的突破； Ø 新增装机容量主要集中在加州； Ø Lspower成为全美乃至全球最大的电池储能项目 （250MW/250MWh）,且多个大型项目正在进行中。 建设有中国特色的储能市场及探索新型发展路径正当时 从顶层设计开始，各方正在协作推动实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变 Ø 2021年，我国风电与太阳能发电装机容量双双突破3亿千瓦大关； 中国储能市场累计装机规模 （单位：GW） Ø 在碳中和背景下的电力能源行业，在结构性调整的同时也在追求健康的增 长方式，尤其是风光发电的增长； Ø 但风光发电的硬伤在于“能力输出的不稳定性”，造成与用电负荷的不匹 CAGR=70.01% 配，由此衍生的消纳问题及衍生问题； Ø 能实现用电负荷的削峰填谷的储能，既提高发电的稳定性，又能减少弃风 弃光率； Ø 在碳中和背景下，储能的战略地位，被骤然凸起。 到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能 源消费比重将达到25%左右。风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。 ——习近平主席在气候雄心峰会上宣布中国国家自主贡献一系列新举措 到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3000万千瓦以上。到 2018年 2019年 抽水蓄能 抽水蓄能 2020年 2018年 2019年 新型蓄能 新型储能（电化学储能、熔融盐储能、压缩空气储能、飞轮储能等） 2020年 2030年，实现新型储能全面市场化发展。 ——2021年7月23日，发改委、能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》 左擎智能电网，右牵清洁能源 • 产业想发展，政策已筑基，地方在响应 Ø 储能对光伏和风电装机目标的达成，新型电力系统的建设，乃至双碳目标的实现，都有着重要意义。新型储能政策陆续出台，不断为新型储能赛道 加buff。 2022年 Ø 政策已筑基 Ø Ø 1月18日：国务院印发《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》 1月04日：工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局五部门联合印发《智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》 2022年 2022年 2月10日：国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》 Ø Ø 2022年 Ø 3月21日：国家发展改革委、国家能源局正式印发《“十四五”新型储能发展实施方案》 5月25日：《国家能源局综合司关于加强电化学储能电站安全管理的通知》 Ø Ø Ø 4月25日：国家发改委官网公布《电力可靠性管理办法（暂行）》 4月13日：国家发改委价格成本调查中心发布《完善储能成本补偿机制 助力构建以新能源为主体的新型电力系统》 Ø 3月29日：国家能源局印发《2022年能源工作指导意见》 3月22日：国家发改委、国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》 4月02日：国家能源局、科学技术部印发《“十四五”能源领域科技创新规划》 2022年 具备独立计量、控制等技术条件，接入调度自动化系统可被电网监控和调度，符合相关标准规范和电力市场运营机构等有关方面要求，具有法人资格的新型储能项目， 可转为独立储能，作为独立主体参与电力市场 Ø 6月07日：国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司印发《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》 地方在响应 2022年7月31日下午，保定市召开新型储能工作专题汇报会。市委书记党晓龙与相关企业代表围绕新型储能发展进行深入交流。党晓龙强调，要深入学习贯彻习近平总 书记关于能源工作重要指示精神，加快推进新型储能产业布局发展，加快推动华能签约储能项目落实落地，全力打造“全国碳中和产业之都”，谱写新时代“中国电 谷·低碳保定”新篇章。 ——网信保定 新型储能项目在中国快速落地，促进我国能源结构的清洁化转型 • 推动完全自主知识产权的压缩空气储能技术体系及相关配套技术水平的提升 Ø 江苏金坛盐穴压缩空气储能电站是由中国华能、中盐集团、清华大学等多家产学研单位，历时两年建成世界首座非补燃式压缩空气储能电站。项目一期储能 装机60兆瓦，远期规划建设规模1000兆瓦。2022年5月26日，并入国家电网投产； Ø 该项目每个周期可以存储30万度电，相当于6万居民一天的用电量。可以极大提高电能转换效率，储能容量300兆瓦时，电换电效率为60%以上，每年增加调 峰电量约1亿千瓦时； Ø 项目申请专利百余项，建立了具有完全自主知识产权的技术体系，研发并验证了高负荷离心压缩机、高参数换热器、大型空气透平等首（台）套核心设备； 在“中国标准”方面，发布我国压缩空气储能领域首个编码标准和并网标准，立项首个国家标准和行业标准，逐渐形成中国压缩空气储能标准体系。 空压机空气储能关键技术及自主知识产权配套供应商 关键技术 部分配套供应商 压缩机 多级压缩机带中间冷却装置 膨胀机 多级透平膨胀机带级间再热设备 燃烧室及换热器 燃料燃烧与回收余热 储气装置 低下或地上洞穴或压力容器 电动机/发电机 通过离合器分别和压缩机以及膨胀机联接 控制系统 智能控制系统，提供智能预警、设备诊断、APS、ABS、透平高压、低压空气温度、导热油温度调节控制、 辅助设备 燃料罐、机械传动系统、管道等 自研：项目总工程师薛小代领衔 参与空气透平膨胀机设备的研发 —— 优化运行、优化控制、机组能效分析等 —— 目前整个新型储能产业，已经涌现了一大批代表性本土重要技术供应商 • 以“压缩空气储能”领域为例 供应商 在“压缩空气储能”领域的业务布局 东方电气 Ø 自主研发压缩空气储能关键设备透平机组 苏盐井神 Ø 与中科院工程热物理研究所、中储国能公司合作建设并装机江苏金坛盐穴压缩空气储能项目 三维化学 Ø 参与设计江苏金坛盐穴压缩空气储能项目 佳电股份 Ø 配套压缩机产品 中国能建 Ø 装机我国首个压缩空气储能项目 陕鼓动力 Ø 压缩空气储能关键设备透平机等 更多待续 敬请期待，甲子光年新能源与新型储能产业洞察研究报告 • 重点输出内容模块 新能源：“五大四小”的在十四五期间的布局 p 中国电力系统企业与关系结构 p “五大四小”在新能源产业的现有发展 新型储能：中国市场的发展 p ü 区域 ü 新能源（光伏、风电）的总装机构成 ü 发电侧（总体、风电、光伏等）、电网侧、用户侧 ü 新能源（光伏、风电）的项目资源布局与储备 ü 与全球主要市场的对比（美国、德国、英国等） ü 新能源（光伏、风电）的投资建设格局 p ü 部分公司情况辑录（例如：华能、国电投、大唐、三峡） p 规模与装机分布