储能产业发展与案例分析

大家好，今天我给各位带来《储能产业发展及案例分析》，10月11日国家发改委发布《储能技术与产业的指导意见》，借着指导意见发布的契机，和大家分享一下我自己对储能产业发展的看法。我主要从三个方面来介绍，第一个是储能产业发展、第二个是储能应用介绍、第三个是储能案例分析。

1、储能产业发展

首先，对储能技术做一个简单的介绍。提到储能，从字面上来说储能就是通过一些介质和设备将能量存储起来，然后在需要的时候把能量进行释放。广义上的储能包含煤、石油、天然气这些国家战略上的存储，还包括电力、热、氢、成品油等二次能源的存储；狭义的储能一般是指储电和储热。储能根据电能存储方式和技术不同，可以分为化学储能、物理储能以及电磁储能。今天我们主要讲电化学储能，电化学储能是利用化学反应直接将化学能转化成电能的一种存储方式。不同种类的电化学电池，主要根据电极、电解液还有隔膜上材料的不同而区分。较为典型的化学储能主要有铅蓄电池、锂离子电池、液硫电池、钠硫电池。不同技术路线的电池，其技术参数也是不同，所适用的应用场景也不同。

我们对常见几种储能技术从经济性、安全性等方面做了一些分析。从经济性方面来看，铅碳电池是有一定的优势，也是目前唯一可以初步商用化的电池，但今年随着铅价格的上涨，铅蓄电池整体成本都有较大幅度的上涨。相对而言，锂离子电池应用是最广的，也是发展最快的，这主要得益于新能源汽车的发展；另外，我们也在尝试性做一些电动汽车退役电池梯次应用，由于目前退役电池的存量比较少，导致退役电池的成本也因物以稀为贵，价格还是略为偏高。

我们介绍了储能电池技术的一些情况，下面我们来看看国家从政策层面给予储能的支持。对储能行业比较有影响的主要是2016年6月份国家能源局发布了《关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿（市场）机制试点工作的通知》，文件首次明确了储能参与电力市场交易的身份和地位，目前，已有7个省市发布了电力辅助服务市场运行规则（试行）：东北、山西、甘肃、新疆、山东、广东、福建等，除山东的文件中没有提及储能外，其他6个省市的规则中都明确了储能的市场主体地位可以参与电力辅助服务市场；除广东明确储能只能在发电侧参与，其他五个省市都允许储能在发电侧，或者用户侧参与辅助服务市场；甚至在某些地区，还允许储能参与售电。储能的充电可以直接从交易市场购买更低的价格，储能的电力除企业自用外，也可以出售。

另一个，就是今年10月12日国家发改委联合其他七部委发布的《关于促进储能技术与产业的指导意见》，这个《指导意见》首次明确了储能在能源产业的战略定位，并提出未来十年储能领域将分2个阶段的发展目标，同时明确了储能的五大重点任务。

中国储能产业发展历程，行业公认的是分3个阶段。2010年之前是技术验证的阶段，2011年—2015年，是示范应用的阶段，2016年进入了商业化初期的阶段。我们从下面电化学储能的装机容量图也能看出来，在2010年之前整个装机容量是非常小的，但从2015年—2016年装机容量增长是非常快的，2016年的装机容量是243MW，预计2017年电化学储能的装机容量会达到600MW。

下面2幅图是中国储能市场的概况，左边是储能技术的分布，右边是储能应用的分布。从电池技术上看，锂离子电池占据绝对优势并逐年增长，是中国市场增速最快的储能技术，锂电池在储能领域的应用主要还是分布式发电及微网、可再生能源并网领域，两者累计装机合占所有锂电项目的近90%；铅蓄电池的装机规模仅次于锂电池，主要应用于分布式发电及微电网领域，累计装机占所有铅蓄电池项目的95%，并且以铅碳电池的应用居多。相较于传统的铅蓄电池，铅碳电池在循环寿命、功率密度和能量密度等方面都有了较大提升，铅碳电池较高的性价比，使得铅碳电池成为目前储能初步商业化应用的首选技术之一。

从应用分布上看，分布式发电及微电网、可再生能源并网领域的储能装机占比最大，这两者累计装机规模超过市场的80%。从近几年各应用领域统计来看，分布式发电及微网，不管是装机规模还是项目数都是第一位，规模装机占比53%，这个领域里面，锂电池和铅蓄电池这两种技术是应用最多的，两者累计装机占该领域的89%。主要是在一些海岛或者偏远地区微电网中促进风光等新能源的就地消纳，解决区域供电问题；另外一方面是在工商企业领域，主要是我们熟悉的基于峰谷价差来削峰填谷，部分地区可以参加需求响应，降低自身能耗的同时减轻配电网的高峰压力，用户侧的应用后面我们会详细讲解。

根据相关统计，2016年国内锂电池企业出货量前五名分别是比亚迪、CATL、天津力神、国轩高科、比克电池。随着电动汽车的发展，电池产能在不断扩展，之前参观过几家动力电池企业，每家企业都在扩产线，或者有扩产的计划，未来几年电池产能过剩可能会是问题，同时，未来几年，会有大量电动汽车的电池退役，电动汽车退役电池如何利用，有很多企业在研究，我们中恒旗下子公司上海煦达独创的“组串式架构”，“浅充浅放策略”电动汽车退役电池梯次利用技术，并设计和建设了国内首套MWh级退役电池梯次利用的商业储能系统项目。

2、储能应用的介绍

接下来，我们介绍一下储能的应用。储能的应用场景既可以按照之前的应用领域分成分布式发电和微电网、可再生能源并网、辅助服务、电力输配领域。也可以按照电力系统的发、输、变、配、用来进行区分，这里面主要按照储能在发电端、输配电端和用电端这三个方面来讲。

在发电端主要有两种应用：第一个应用，风电、太阳能发电这些大规模集中式的可再生能源结合。目前，可再生能源装机规模很大，发展也比较迅速，但是消纳却也不容乐观，储能作为解决可再生能源消纳问题的技术已经被国家和行业认可。通过储能的功率平滑解决新能源发电的波动，提高新能源的发电稳定性，从而提高新能源的上网率。第二个应用，是参与到辅助服务中，相关的文件里面也明确了储能可以作为独立的主体或者与传统火电机组参与辅助服务。国内有很多的项目已经在示范应用，最活跃的是山西。山西补偿标准比较高，受到很多储能企业的青睐。从目前商业化来看，调峰调频在山西已经开始商业化了。

在输配电端，储能可以维持电力系统的稳定运行，缓解输配电网络，主要是配电网容量不足的一些情况。这里主要还是抽水蓄能的电站，电化学储能也有了一些示范的项目案例。

在用户端，储能可以降低电量电费和基本电费，还可以参与需求侧响应，解决电能质量等。下面就储能用户侧的应用分别介绍。第一个，是基于峰谷价差做削峰填谷，收益取决于价差，价差越大收益也就越好。从目前储能的建设成本来计算，国内现有的电价价差来做削峰填谷，经济性不是很好，所以我们要挖掘更多需求的价值点；比如接下来讲的第二个应用，通过储能控制企业的需量，来降低企业的容量电费，对于容量电费较高的企业，我们就可以通过需量控制来降低它的容量电费；第三个应用，在江苏、唐山、北京、佛山等需求侧试点地区，储能可以参与需求侧响应，在不影响生产的情况下，也能满足需求侧响应的指令，参与需求侧响应，获得政府的补贴；第四个应用，是通过储能解决电压质量问题，这是一个很好的研究方向。由于天气、线路故障等会导致电压暂降、电压短时中断等，这些电压质量会影响变频、伺服仪器设备，针对以上问题我们通过储能来解决，不仅能做削峰填谷，还能解决电压量，通过双重价值来看评估储能的收益；第五个应用，储能可以与分布式发电结合形成微电网，平滑分布式发电的波动，解决系统稳定性的问题，同时在电网故障的时候作为主电源提供电压和频率支撑，实现微网的独立运行，保障负荷的供电可靠。

3、案例分析

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上面我们介绍了储能的部分应用，下面我们拿国内比较有典型意义的项目案例来分析一下其商业模式。这是南都在江苏无锡星洲工业园投建的一个20兆瓦、160兆瓦时的铅炭电池，这个项目是由南都电源来投资、运营、用户提供场地并且按优惠电价使用储能电站的电，这个项目是目前全球最大的用户侧商业化运作的储能电站。该项目主要是园区用电的电量电费和容量电费，同时调节园区的峰值平衡，参与江苏的需求侧响应。江苏的峰谷价差是0.75元、用户让利是0.1元，也就是说投资方每度电的收益是0.65元，除了峰谷价差的收益，还有参与江苏电力的需求侧响应的政府补贴， 这个补贴也会和用户分成，据投资方预计项目每年可以节约3564.3万元。

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第二个案例，江苏天工集团的国家级能源互联网示范项目， 这个项目里面会建设12.5MW/100MWh的储能系统，一期已经完成建造1MW/8MWh，主要功能是实现大用户的削峰填谷和改善电能质量，实现电力需求侧的响应。收益主要是削峰填谷的收益，每年约182万左右，同时又解决天工的电能质量问题，这块节省电能质量治理的投资费用达到了2千多万，另外它参与电力需求侧的响应也可以获取政府的补贴。这个项目的商业模式是削峰填谷与电能质量相结合，不单纯的去靠峰谷价差来获取收益。因为峰谷价差的经济性不是特别好，如果我们把电能质量的硬性需求解决了同时又有峰谷价差的收益，这样来算项目的经济性和价值就会很好。

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最后一个案例是储能与光伏、充电桩结合的光储充微电网，现在也比较火。这是我们自己投资、建设的微电网项目，有光伏、储能、充电桩、厂区负荷。主要是实现了储能的削峰填谷和应急备用的功能，同时对光伏发电有很好的控制。另外一个作为微电网示范项目，实现微电网并网运行和离网运行。储能和新能源结合的时候，可以让新能源发电更友好，让微电网变得更友好，这应该是未来的一个趋势。