新型儲能:如何避免“內卷式”競爭
2024-12-19 08:54 來源:科技日報 編輯:必威88官方网站

  11月初,一個(ge) 獨立的儲(chu) 能項目在新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州運行,首次向當地電網輸送了電能。這一項目總裝機容量達到了30萬(wan) 千瓦/120萬(wan) 千瓦時,並擁有長達4小時的儲(chu) 能時長,創下了磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能領域全球容量之最。


  從(cong) 2021年底的400餘(yu) 萬(wan) 千瓦,到2024年三季度末的5852萬(wan) 千瓦,我國新型儲(chu) 能裝機規模實現了跨越式發展。然而,新型儲(chu) 能領域蓬勃發展的同時,也遭遇“成長的煩惱”——行業(ye) 發展高歌猛進的背後,低價(jia) “內(nei) 卷”之風盛行。


  如何通過技術創新、模式革新和政策引導破局,為(wei) 新型儲(chu) 能長遠發展保駕護航?這成為(wei) 新型儲(chu) 能行業(ye) 亟待解決(jue) 的核心問題。


一路高歌猛進


  簡單地說,儲(chu) 能即是將富餘(yu) 的電能儲(chu) 存起來,以便在需要時釋放使用。目前,抽水蓄能是應用最為(wei) 廣泛的儲(chu) 能方式。而新型儲(chu) 能,則是指除抽水蓄能外的其他方式,磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能就是其中的一種。


  憑借快速響應和靈活布局的特點,新型儲(chu) 能已成為(wei) 我國構建新型電力係統和新型能源體(ti) 係不可或缺的關(guan) 鍵支撐技術。


  今年入冬以來,新疆頻頻受到大範圍寒潮侵襲,電網負荷大幅增加。“遍布全疆的170座‘超級充電寶’,在這次寒潮中發揮了大作用!”國網新疆電力有限公司調度控製處副處長蔡鵬程對記者說。


  蔡鵬程口中的“超級充電寶”,指的便是新型儲(chu) 能電站。


  蔡鵬程介紹,寒潮等極端天氣對新能源發電的間歇性和波動性產(chan) 生較大影響。例如,極熱、極冷天氣下風力可能減弱,極寒地區太陽能輻射強度又低,而傍晚或夜間太陽能發電量則幾乎為(wei) 零。


  “新型儲(chu) 能電站在用電低穀時充電,高峰時放電。這樣的工作形式能夠有效彌補電力缺口,展現出強大的應急保障和調節能力。”蔡鵬程認為(wei) ,新型儲(chu) 能電站已成為(wei) 能源保供領域的新生力量。


  作為(wei) 儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 中的新生力量,以鋰離子電池儲(chu) 能為(wei) 主導的新型儲(chu) 能技術路線基本成型。


  國家能源局能源節約和科技裝備司副司長邊廣琦表示,當前鋰離子電池儲(chu) 能占投運項目的97%以上,壓縮空氣儲(chu) 能、液流電池儲(chu) 能等技術也在迅猛發展,行業(ye) 發展呈現出百花齊放的態勢。


  壓縮空氣儲(chu) 能,顧名思義(yi) ,就是將空氣壓縮成高壓狀態,打入地下洞穴儲(chu) 氣庫,然後在用電高峰時釋放出來,驅動發電機組做功產(chan) 生電能。目前,這是唯一能與(yu) 抽水蓄能媲美的大規模長時物理儲(chu) 能技術。


  今年4月,湖北應城30萬(wan) 千瓦級壓縮空氣儲(chu) 能電站示範工程項目,儲(chu) 能容量達150萬(wan) 千瓦時,係統轉換效率約70%。


  今年10月,新疆烏(wu) 魯木齊甘泉堡40萬(wan) 千瓦/160萬(wan) 千瓦時混合電化學共享儲(chu) 能項目在新疆烏(wu) 魯木齊甘泉堡經濟技術開發區啟動。該共享儲(chu) 能項目采用電化學儲(chu) 能形式,以及磷酸鐵鋰、先進離子、全釩液流等多種混合技術路線。


  國網新疆電力有限公司的數據顯示,2024年1—11月,新疆新型儲(chu) 能累計充電39.5億(yi) 千瓦時,放電34.1億(yi) 千瓦時,轉換效率86.3%,提升全網新能源利用率3.4個(ge) 百分點,新型儲(chu) 能最大頂峰電力395.6萬(wan) 千瓦,有力支撐了電網早晚高峰電力供應。


沒有“硝煙”的價(jia) 格戰


  “‘十四五’以來,新型儲(chu) 能裝機規模的快速擴大,直接帶動了超過1000億(yi) 元的投資,促進了產(chan) 業(ye) 鏈上下遊的發展,已成為(wei) 我國經濟發展的新動能。”邊廣琦說。


  然而,在產(chan) 業(ye) 發展高歌猛進的背後,技術瓶頸、成本偏高和市場機製不完善等一係列問題也隨之浮現。


  在今年10月舉(ju) 行的“促進西北新能源高比例發展專(zhuan) 家研討會(hui) 暨西北電力圓桌項目啟動會(hui) ”上,一份由中國能源研究會(hui) 雙碳產(chan) 業(ye) 合作分會(hui) 發布的報告引發熱議。


  這份名為(wei) 《促進西北新能源高比例發展亟須解決(jue) 的關(guan) 鍵問題——儲(chu) 能發展和電力跨省跨區交易機製研究》的報告,直指儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 麵臨(lin) 的困境——利用率不足、成本疏導機製不暢、商業(ye) 模式模糊、市場化程度偏低等。該報告還指出,西北地區甚至同時存在儲(chu) 能過剩與(yu) 不足並存的現象。


  如今,儲(chu) 能行業(ye) 的盈利模式主要圍繞電力市場交易、容量租賃服務以及政府政策補貼三大支柱來構建。然而,在我國多地的現貨市場中,峰穀價(jia) 差空間很小,且儲(chu) 能電站僅(jin) 能利用午間低穀和晚間高峰時段進行一次充放電,大大削弱了盈利潛力;在容量租賃方麵,租賃合約期限偏短,加之市場價(jia) 格波動頻繁且劇烈,導致實際租賃費用呈現逐年下降趨勢,進一步壓縮了儲(chu) 能項目的收益空間;至於(yu) 政策補貼方麵,其雖然為(wei) 行業(ye) 提供了重要支持,但補貼政策的不確定性和可能的變動性,使得依賴政策補貼的盈利模式亦顯得不夠穩固。


  在風光發電強製配置儲(chu) 能的政策框架下,新型儲(chu) 能技術始終處於(yu) 一種從(cong) 屬地位,其價(jia) 格形成機製尚有諸多待完善之處,亟待優(you) 化以體(ti) 現其真實價(jia) 值。而鋰電儲(chu) 能係統的“保鮮期短”和重資產(chan) 屬性,亦決(jue) 定著其難以擺脫低價(jia) 競爭(zheng) 的命運。


  在儲(chu) 能行業(ye) 內(nei) 部,一場沒有“硝煙”的價(jia) 格戰悄然打響。儲(chu) 能係統中的電芯成本占比高達60%,且電芯生產(chan) 具有連續性要求。為(wei) 了保持生產(chan) 線持續運轉,許多企業(ye) 不惜虧(kui) 本也不願停產(chan) ,但電芯性能衰減迅速,導致庫存成本高昂,這使得企業(ye) 急於(yu) 出清,引發了儲(chu) 能電芯價(jia) 格戰。


  因此,新型儲(chu) 能行業(ye) 不得不在高昂的建設成本和狹窄的盈利空間中,尋找生存之道。


從(cong) 技術層麵破局


  價(jia) 格戰讓新型儲(chu) 能行業(ye) 失去持續良性發展的動力,而低價(jia) 引發的質量隱患,也帶來了巨大的安全風險。近年來,國內(nei) 外儲(chu) 能電站安全事故時有發生。


  “堅守安全發展的底線,儲(chu) 能行業(ye) 方能行穩致遠。”寧德時代新能源科技股份有限公司創始人、董事長曾毓群在2024世界儲(chu) 能大會(hui) 上表示,作為(wei) 一個(ge) 技術高度密集的產(chan) 業(ye) ,隻有聚焦價(jia) 值競爭(zheng) ,創造高價(jia) 值產(chan) 品,才能走上良性發展的道路。高可靠是行業(ye) 發展的根基,高價(jia) 值是行業(ye) 良性發展的內(nei) 驅力。


  麵對新型儲(chu) 能發展中的困境和挑戰,產(chan) 學研各界已經達成共識,必須加大基礎研究力度,著力從(cong) 技術層麵實現突破。


  固態電池,一種能量密度和循環次數數倍於(yu) 傳(chuan) 統的液態鋰電池的新型儲(chu) 能載體(ti) ,有望在未來成為(wei) 儲(chu) 能係統的關(guan) 鍵,為(wei) 可再生能源的廣泛應用和電力係統的穩定運行提供有力支撐。


  2024年,多家新能源車企、動力電池和材料供應商紛紛發布固態電池最新進展。


  近期,廣州鵬輝能源科技股份有限公司對外公布稱,其固態電池循環壽命高達600次,容量保持率穩居90%以上,能量密度達到了280瓦時/千克。該公司技術人員閆龍龍博士透露,如采用更高比例的矽基負極材料,能量密度有望升至300瓦時/千克。該公司計劃於(yu) 2026年建成生產(chan) 線,實現批量生產(chan) 與(yu) 全麵市場推廣。


  中國科學院院士趙天壽則從(cong) 安全可靠、經濟可行、資源可及三大核心要求出發,看好時長靈活、擴容方便的液流電池技術。


  液流電池,又名氧化還原液流電池技術,是一種正負極活性物質均為(wei) 液體(ti) 且儲(chu) 存在獨立儲(chu) 液罐中,通過外接管路使電解液流入電堆內(nei) 進行反應的新型電化學儲(chu) 能裝置。液流電池技術憑借其獨特的優(you) 勢,在新型儲(chu) 能領域展現出廣闊的應用前景。


  “液流電池的能量存儲(chu) 在電解液即水溶液中,不易著火,且具有較長的循環壽命。”趙天壽補充道。


  技術創新不僅(jin) 要單點突破,更要產(chan) 學研協同進行全鏈布局。今年7月,中央企業(ye) 新型儲(chu) 能創新聯合體(ti) 正式成立。該聯合體(ti) 由國家電網有限公司及南方電網公司共同牽頭組建,成員單位包括33家中央企業(ye) 和104家地方國企、民營企業(ye) 、高等院校、科研院所及社團組織,將推動新型儲(chu) 能領域基礎理論研究和關(guan) 鍵技術研發,促進創新鏈產(chan) 業(ye) 鏈深度融合,加快科技成果向現實生產(chan) 力轉化。


多措並舉(ju) 推進轉型升級


  近年來,我國新型儲(chu) 能裝機規模持續穩步增長。國家能源局相關(guan) 數據顯示,截至今年第三季度末,我國已建成投運新型儲(chu) 能5852萬(wan) 千瓦/1.28億(yi) 千瓦時,較2023年底增長約86%。


  從(cong) 2020年到2024年,我國西北地區儲(chu) 能裝機容量複合增速超過100%,成為(wei) 全國儲(chu) 能發展最快地區。


  中國能源研究會(hui) 雙碳產(chan) 業(ye) 合作分會(hui) 主任黃少中表示,在“雙碳”目標和能源轉型大背景下,促進西北地區新能源高比例發展的政策研究大有可為(wei) 。


  多位業(ye) 內(nei) 人士也認為(wei) ,當前儲(chu) 能行業(ye) 正處於(yu) 從(cong) 研發示範向產(chan) 業(ye) 化轉型的關(guan) 鍵時期。除了技術上的突破,從(cong) 新型儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 的宏觀規劃,到安全標準體(ti) 係的構建與(yu) 價(jia) 格機製的完善,政府的政策引導顯得尤為(wei) 關(guan) 鍵。


  11月初,工業(ye) 和信息化部發布的《新型儲(chu) 能製造業(ye) 高質量發展行動方案(征求意見稿)》指出,適度超前布局氫儲(chu) 能等超長時儲(chu) 能技術、拓展風光儲(chu) 氫等新能源應用場景。


  “電解水製氫是解決(jue) 新能源規模化發展的重要措施。氫能與(yu) 電能相似,是二次能源;氫能可以長時間儲(chu) 存,可以成為(wei) 能源儲(chu) 備體(ti) 係的組成部分。”中國產(chan) 業(ye) 發展促進會(hui) 副會(hui) 長史立山如是說。


  新型儲(chu) 能發展提速,好的法治環境也不可或缺。今年9月,《中華人民共和國能源法》頒布,明確指出推進新型儲(chu) 能的高質量發展,發揮各類儲(chu) 能在電力係統中的調節作用。


  在2024世界儲(chu) 能大會(hui) 上,國際可再生能源署首次發布儲(chu) 能專(zhuan) 題研究報告《光伏與(yu) 儲(chu) 能助力能源轉型》,提出加速光伏和儲(chu) 能部署有三大推動因素:一是政策激勵,包括鼓勵投資、建立可持續的商業(ye) 模式與(yu) 市場機製、提供有力的融資與(yu) 保險政策等;二是擴建電網與(yu) 儲(chu) 能設施,將儲(chu) 能納入電網建設的整體(ti) 規劃與(yu) 部署中;三是積極推動相關(guan) 標準的製定與(yu) 認證工作。


  “當前,要把促進能源轉型與(yu) 發展好、利用好儲(chu) 能緊密結合起來,推動儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 高質量發展。”工業(ye) 和信息化部總經濟師、辦公廳主任高東(dong) 升表示,要加強新型儲(chu) 能製造業(ye) 統籌布局,發揮新型儲(chu) 能創新中心等平台作用,布局建設一批儲(chu) 能領域中試驗證平台,強化標準支撐引領,統籌推進產(chan) 品攻關(guan) 和標準研製。同時,探索可持續發展的儲(chu) 能商業(ye) 化模式,不斷拓展儲(chu) 能產(chan) 品示範應用。

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