全球儲能裝置容量預計突破太瓦時大關，2030年將迎來巨量增長
動態(tài)2023-10-25
摘要：本報告主要介紹了能源發(fā)展核心問題能源可控化使用是解決能源危機關鍵要素新舊電力系統(tǒng)轉型升級下，能源的可控化和可儲化成為發(fā)展的核心。傳統(tǒng)發(fā)電主要依靠燃煤小部分有燃氣等。
現(xiàn)階段由于全球氣候危機和環(huán)境危機影響，雙碳和能源轉型正火熱發(fā)展中，以風光發(fā)電為主流的新型發(fā)電方式開始逐漸替代傳統(tǒng)發(fā)電。然而傳統(tǒng)發(fā)電主要為人工填料燃煤，可根據(jù)數(shù)據(jù)分析、節(jié)假日及不同季節(jié)負荷的特征、天氣預報等對未來幾日用電情況進行較為準確的預測，同步匹配用電系統(tǒng)，并在運行過程中滾動調節(jié)運行。
但同樣發(fā)電廠僅可實現(xiàn)發(fā)電不能儲電，仍需要調節(jié)電力供應以匹配需求端的電力變化，維持電力的供需平衡。相較傳統(tǒng)模式，新型電力系統(tǒng)雖有環(huán)保、能源儲量大等優(yōu)點，但由于來源主要為太陽能、風能等自然能源，受地理位置、天氣環(huán)境等影響，有資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷，較難24小時控制以實現(xiàn)供需平衡。
每章節(jié)的核心觀點總結：
1.發(fā)展儲能的本質：
能源的可控化和可儲化是解決能源危機和電力系統(tǒng)轉型升級的關鍵要素，新型發(fā)電方式如風光發(fā)電存在不可控和不穩(wěn)定性，需要儲能技術來提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
2.儲能發(fā)展現(xiàn)狀：
目前市場上存在多種儲能方式，包括物理儲能、化學儲能和電磁儲能等，其中化學儲能如鋰離子電池是當前主流的儲能技術。
3.不同儲能方式對比：
不同儲能方式有各自的優(yōu)缺點，需要根據(jù)應用場景進行選擇。例如，抽水蓄能電站是當前最大的物理儲能方式，適用于水資源豐富和水能資源豐富的地區(qū);壓縮空氣儲能適用于大型或中型儲能需求，具有高能量密度和低成本等優(yōu)勢;而鋰離子電池則適用于便攜式設備和家庭儲能等場景。
4.儲能市場發(fā)展特點：
隨著電力系統(tǒng)的不斷升級和新能源技術的不斷發(fā)展，儲能市場呈現(xiàn)出快速增長的發(fā)展趨勢。同時，政策支持和市場需求的推動也是儲能市場發(fā)展的主要動力。
5.儲能市場典型玩家分析：
目前市場上存在許多典型的儲能玩家，包括電池制造商、能源公司、電力公司和新能源公司等。這些玩家在技術研發(fā)、市場推廣和商業(yè)模式等方面各具特色。
6.未來發(fā)展趨勢分析：
隨著電力系統(tǒng)的不斷升級和新能源技術的不斷創(chuàng)新，未來儲能市場將會呈現(xiàn)出更加多元化和智能化的發(fā)展趨勢。同時，隨著政策和市場的不斷完善，儲能技術的應用成本將進一步降低，市場占有率也將持續(xù)擴大。
關于報告內容的要點總結
01為什么能源的可控化和可儲化在新舊電力系統(tǒng)轉型升級下變得重要?
在雙碳背景下，能源發(fā)展面臨著全球氣候危機和環(huán)境危機的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)發(fā)電方式以燃煤為主，存在污染和不可預測性，而新型發(fā)電方式如風光發(fā)電則具有清潔、可再生的優(yōu)點，但受地理位置、天氣環(huán)境等因素影響，具有資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷。因此，能源的可控化和可儲化在新舊電力系統(tǒng)轉型升級下變得重要。
能源的可控化能夠解決電力供應與需求之間的平衡問題。傳統(tǒng)發(fā)電方式無法實現(xiàn)電力供應和需求的精準匹配，而新型發(fā)電方式具有不可預測性，因此需要通過儲能技術來提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
能源的可儲化能夠解決電力系統(tǒng)的儲能問題。風光發(fā)電具有間歇性和波動性，需要儲能技術來儲存未利用的能量，以備在資源缺乏和用電高峰時段放出能量供電，實現(xiàn)削峰填谷。這樣可以在理論上減少棄電，降低用電成本。
儲能技術在新舊電力系統(tǒng)轉型升級中扮演著關鍵角色。它可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高電力供應的可靠性和靈活性。同時，儲能技術還可以與其他可再生能源技術相結合，推動新能源的發(fā)展和利用。因此，能源的可控化和可儲化在新舊電力系統(tǒng)轉型升級下變得尤為重要。
02傳統(tǒng)發(fā)電和新型發(fā)電各有哪些優(yōu)點和缺點?
傳統(tǒng)發(fā)電和新型發(fā)電各有其優(yōu)點和缺點。
傳統(tǒng)發(fā)電的主要優(yōu)點是可靠性和穩(wěn)定性。它依賴于可靠的燃料供應(如煤炭或燃氣)，并且由于多年的操作經驗和技術發(fā)展，發(fā)電廠能夠提供穩(wěn)定可靠的電力輸出。此外，由于其技術成熟，傳統(tǒng)發(fā)電的維護和操作成本相對較低。
然而，傳統(tǒng)發(fā)電也存在一些缺點。首先，它對環(huán)境的影響較大，尤其是燃煤發(fā)電，會排放大量的二氧化碳和其他有害物質。其次，燃煤等化石燃料的儲備是有限的，這將導致發(fā)電廠面臨資源短缺的問題。此外，傳統(tǒng)發(fā)電的效率通常較低，也就是說，大部分能源在轉換過程中被浪費，而不是被有效利用。
新型發(fā)電，主要包括風光發(fā)電等可再生能源，具有許多優(yōu)點。首先，它們是清潔的，不會產生溫室氣體和其他有害物質。其次，許多可再生能源的資源豐富，例如風能和太陽能，這降低了對有限化石燃料的依賴。此外，新型發(fā)電的效率較高，因為它們是在發(fā)電過程中盡量減少浪費。
然而，新型發(fā)電也存在一些缺點。首先，它們對環(huán)境的影響比傳統(tǒng)發(fā)電更大，因為需要改變自然環(huán)境來建立風力或太陽能發(fā)電設施。其次，新型發(fā)電的可靠性較低，因為它們依賴于自然條件(如風和陽光)，這些條件是不穩(wěn)定的。此外，新型發(fā)電的初期投資成本較高，需要更多的技術研發(fā)和設備投入。
總的來說，傳統(tǒng)發(fā)電和新型發(fā)電各有其優(yōu)缺點。在雙碳目標和能源轉型的背景下，新型發(fā)電的需求正在增加，但其可靠性和穩(wěn)定性問題也需要我們克服。
03新型電力系統(tǒng)面臨哪些挑戰(zhàn)，如何克服資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷?
新型電力系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)是資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷。風光電的發(fā)電量受自然條件如風速和光照時間等影響，具有很大的波動性和不可預測性，這給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來很大困難。另外，隨著新能源的大規(guī)模接入，電力系統(tǒng)的結構也發(fā)生了變化，需要應對更高的電力需求和更復雜的電力調度問題。
為了克服這些挑戰(zhàn)，可以采取以下措施：
增加儲能系統(tǒng)的應用：儲能系統(tǒng)可以在風光電發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電力系統(tǒng)，削峰填谷，減少棄電和提高電力穩(wěn)定性。
引入調峰調頻裝置：調峰調頻裝置可以根據(jù)用電負荷的變化調整電力供應，滿足電力系統(tǒng)的需求。
推動新能源技術的發(fā)展：新能源技術的不斷發(fā)展可以提高風光電的發(fā)電效率和可靠性，從而減少資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷的影響。
建立智能電網：智能電網可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測和自動調節(jié)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
發(fā)展需求響應和能效管理：通過需求響應和能效管理可以實現(xiàn)對用電負荷的有效管理和調節(jié)，降低用電需求和增加用電效率，從而平衡供需關系，減少資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷的影響。
綜上所述，新型電力系統(tǒng)需要不斷引入新技術和管理措施，平衡發(fā)電側和用電側的關系，從而克服資源波動不穩(wěn)定等天然缺陷，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和高效運行。
04可商業(yè)化的解決方案如“虛擬電廠”和“儲能系統(tǒng)”如何解決風光電的不可控和短周期波動性問題?
風光電的不可控和短周期波動性問題給電力系統(tǒng)帶來了很大的挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，可以采取以下可商業(yè)化的解決方案：
虛擬電廠：
虛擬電廠是一種集中控制和運營的分布式能源系統(tǒng)，它通過技術手段將分散的分布式能源資源進行整合和優(yōu)化，形成一個能夠響應市場需求和穩(wěn)定電網運行的大型虛擬電廠。這個虛擬電廠可以像一個真實電廠一樣進行調度和控制，可以靈活地響應市場需求和穩(wěn)定電網運行。
虛擬電廠的運營模式是通過能源互聯(lián)網技術將分散的分布式能源資源連接起來，形成一個智能化的能源系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以自動調節(jié)和優(yōu)化能源的輸出，以響應市場需求和穩(wěn)定電網運行。同時，虛擬電廠可以通過能源市場進行交易，獲得經濟上的收益。
儲能系統(tǒng)：
儲能系統(tǒng)是一種將多余能量儲存起來的技術，可以在需要時釋放出來，以響應市場需求和穩(wěn)定電網運行。儲能系統(tǒng)包括物理儲能、化學儲能和電磁儲能等多種形式。其中，化學儲能是一種比較成熟的技術，它通過將電能轉化為化學能儲存起來，可以在需要時將化學能轉化為電能釋放出來。例如，鋰離子電池是一種比較常見的化學儲能技術，可以儲存大量的電能。
虛擬電廠和儲能系統(tǒng)是兩種比較典型的可商業(yè)化解決方案，它們可以將分散的分布式能源資源進行整合和優(yōu)化，形成一個能夠響應市場需求和穩(wěn)定電網運行的大型虛擬電廠或儲能系統(tǒng)。這些解決方案可以減少棄電的產生，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，促進風光電等可再生能源的發(fā)展。
05隨著新能源大規(guī)模接入，對電網沖擊的增加，新能源穩(wěn)定并網需要哪些措施?
新能源穩(wěn)定并網需要采取以下措施：
配備調峰、調頻裝置：為了應對新能源發(fā)電的波動性和不可預測性，需要引入調峰、調頻裝置，以調節(jié)電網的負荷和頻率，確保電網的穩(wěn)定運行。
加強電網基建負荷能力：增加電網基礎設施的投資，提高電網的電壓等級和傳輸容量，以應對新能源發(fā)電的波動性和不可預測性。
引入儲能技術：在電網中引入儲能技術，如電池儲能、超級電容儲能等，可以在新能源發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電網的負荷，保持電網的穩(wěn)定運行。
優(yōu)化調度和運行方式：通過優(yōu)化新能源發(fā)電的調度和運行方式，可以降低新能源發(fā)電對電網的沖擊。例如，可以根據(jù)天氣預報和電網的運行情況，合理安排新能源發(fā)電的時間和規(guī)模，以降低其對電網的沖擊。
加強新能源發(fā)電的預測：通過加強新能源發(fā)電的預測，可以更準確地掌握新能源發(fā)電的情況，從而更好地應對其對電網的沖擊。例如，可以利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術，對新能源發(fā)電進行精準預測。
建立智能電網：通過建立智能電網，可以實現(xiàn)新能源發(fā)電和電網的智能互動，從而更好地應對新能源發(fā)電對電網的沖擊。例如，可以通過智能調度系統(tǒng)，對新能源發(fā)電進行實時調度，從而降低其對電網的沖擊。
06儲能如何成為構建新型電力系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)?
儲能成為構建新型電力系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)體現(xiàn)在以下幾個方面：
儲能可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
新型電力系統(tǒng)需要應對新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性和不可預測性，以及電力負荷的波動性。通過儲能技術，可以在新能源發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電力系統(tǒng)，削峰填谷，減少棄電和提高電力穩(wěn)定性。
儲能可以提高電力系統(tǒng)的效率和可靠性。
新型電力系統(tǒng)需要滿足高效率、低成本、可持續(xù)發(fā)展的要求，而儲能技術可以幫助優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行，提高電力設備的利用率和可靠性。例如，在電力市場迭代中，電力設備的老舊化和配儲需求產生的原因是電力系統(tǒng)的升級和新能源技術的不斷創(chuàng)新。這些因素將促進儲能市場的不斷發(fā)展。
儲能具有多種應用場景和優(yōu)勢。
在不同的應用場景下，儲能可以實現(xiàn)多種功能，例如調峰調頻、應急儲備、離網供電等。這些功能可以創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益，從而推動儲能市場的不斷發(fā)展。
綜上所述，儲能成為構建新型電力系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，可以提高電力系統(tǒng)的效率和可靠性，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益。因此，未來儲能市場將具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
07什么是削峰填谷，它如何幫助平滑電力負荷的波動幅度?
削峰填谷是一個能源存儲和管理的概念，主要涉及到電力系統(tǒng)的負荷平衡和運行效率。在電力系統(tǒng)中，削峰填谷是通過在用電高峰期減少用電量，而在用電低谷期增加用電量來達到平衡負荷的目的。這樣可以在滿足用電需求的同時，減少電力資源的浪費，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
削峰填谷的實現(xiàn)方式有多種，其中包括儲能技術的運用。在用電低谷期，儲能設備可以儲存多余的電力，而在用電高峰期，儲能設備可以釋放儲存的電力來滿足高峰期的用電需求。這種儲能設備的運用可以幫助平衡電力負荷，減少棄電的產生，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
在新型電力系統(tǒng)中，由于可再生能源的大規(guī)模接入，電力負荷的波動性更加顯著。為了應對這種波動性，儲能技術的運用更加重要。通過削峰填谷的方式，可以在滿足用電需求的同時，降低電力系統(tǒng)的負荷波動，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。同時，削峰填谷也可以創(chuàng)造更大的經濟效益，通過在用電低谷期儲存電力，可以在用電高峰期出售多余的電力資源，獲取經濟收益。
08在電力市場迭代中，電力設備的老舊化以及配儲需求是如何產生的?
電力設備的老舊化以及配儲需求產生的原因主要有以下幾點：
新型發(fā)電形式在電力市場裝機量中占比不斷增加：
隨著新能源的大規(guī)模接入，風光發(fā)電等新型發(fā)電形式在電力市場中的比例不斷增加。這些新型發(fā)電形式具有波動性和不可預測性，需要配備調峰、調頻裝置，并有效運營新型電力系統(tǒng)來應對其對電網的沖擊。
電力設備的老舊化：
隨著電力系統(tǒng)的運行時間推移，電力設備會逐漸老舊化，這些設備可能無法承受新能源發(fā)電帶來的波動性和不可預測性，因此需要更新或升級以適應新能源的接入。
配儲需求：
為了應對新能源發(fā)電的波動性和不可預測性，需要引入儲能技術。在新能源發(fā)電量高時儲存能量，在發(fā)電量低時釋放能量，從而平衡電網的負荷，保持電網的穩(wěn)定運行。這種儲能技術的應用需要相應的政策和規(guī)劃支持，例如在電力市場中進行配儲需求分析，制定相應的政策和規(guī)劃來推動儲能技術的發(fā)展。
綜上所述，電力設備的老舊化和配儲需求的產生主要源于新型發(fā)電形式的大規(guī)模接入和電力市場的迭代發(fā)展。為了應對這些挑戰(zhàn)，需要采取相應的政策和措施來推動電力系統(tǒng)的升級和轉型，以適應新能源的發(fā)展。
09在新型發(fā)電形式在電力市場裝機量中占比不斷增加的情況下，我國風電、光伏發(fā)電量增長情況如何?
在新型發(fā)電形式在電力市場裝機量中占比不斷增加的情況下，我國風電、光伏發(fā)電量增長迅速。根據(jù)艾瑞研究院的自主研究繪制，到2022年，我國風電、光伏發(fā)電量達到1.19萬億千瓦時，較2021年增加2073億千瓦時，同比增長21%。這個數(shù)字的快速增長表明了新型發(fā)電形式在我國電力市場中的影響力和潛力。其中，光伏發(fā)電量和風能發(fā)電量的增長情況都非常顯著。
光伏發(fā)電量的增長主要受光照時間和太陽能輻射量的影響。在白天和晴天，光伏發(fā)電量較多，而在傍晚和雨天則發(fā)電量較少。由于這種不穩(wěn)定性，需要采取措施來平衡電網負荷，如利用儲能系統(tǒng)進行削峰填谷。
風能發(fā)電量的增長與風量和地理位置有關。在我國，風能主要集中在華北、西北和東北地區(qū)。然而，風能發(fā)電量也存在不穩(wěn)定性，因為風速達到一定速度才能進行發(fā)電，一般在半夜風速大發(fā)電量大，而正午發(fā)電量最小。這種不穩(wěn)定性可能導致供大于求的狀況，從而產生棄風棄電的問題，增加成本。
總的來說，新型發(fā)電形式的增長趨勢明顯，但同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，如何解決新型發(fā)電形式的不穩(wěn)定性和不可控性是一個重要的問題。而通過配備調峰、調頻裝置和有效運營新型電力系統(tǒng)，可以平衡電網負荷，提高電力系統(tǒng)的效率和可靠性。
10截至2022年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模和新型儲能累計裝機規(guī)模分別是多少?
截至2022年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模為59.8GW，其中新型儲能累計裝機規(guī)模達到13.1GW。
11結束語
從各地政策和實踐發(fā)展來看，目前新型儲能的商業(yè)模式多樣化，國家和地方政府積極鼓勵電力市場化以激發(fā)儲能應用需求和規(guī)?；l(fā)展。與此同時產業(yè)鏈上下游廠商正積極探索新突破口，以尋找有效提升措施。預計未來儲能市場的發(fā)展重心將以中游為主，逐步探索向上向下一體化發(fā)展模式，同時不斷增強電池核心技術能力，提升產品設計和市場開發(fā)能力，實現(xiàn)技術、產品、渠道、客戶同步發(fā)展格局。
綜合來看，儲能行業(yè)仍處于相對早期的發(fā)展階段。在上游的技術研發(fā)投入和材料替代性上，大部分公司仍在繼續(xù)加強研發(fā)性投入。在中游的產品應用和系統(tǒng)集成層面，產學研的緊密性也高于其他行業(yè)。當然最終需要回歸至需求終端側，國央企為主體的電力市場改革以及垂直產業(yè)民營企業(yè)(房地產、通信、互聯(lián)網、制造業(yè)等)為主體的碳中和迭代分別代表了政策驅動和市場落實的兩大核心方向。
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