全球及中国电网侧储能行业现状分析

全球及中国电网侧储能行业现状分析一、电网侧储能综述在电源侧，新能源占比不断提升增大了输出端的日间波动，在负荷侧，居民用电占比提升使得电网负荷波动更加剧烈，在这种情况下，电网调节能力必须提升以适应未来更为复杂的源荷波动，具有快速调节速率、配置方式灵活的储能能够胜任此任务。电网侧储能能够提高电力系统安全性，在辅助服务市场也大有可为。储能在电网侧的应用能够缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级、辅助发电侧进行调峰，还能参与电力辅助市场服务，包括系统调频和备用容量，尤其在调频方面发挥了非常大作用。二、电网侧储能政策环境2019年，国家电网发布两条方案，规定不得以投资、租赁或合同能源管理等方式开展电网侧电化学储能设施建设。虽是出于宏观经济目标而降电价的压力，却对电网侧电化学储能造成了严重的打击。从长期看，新能源发电比例的进一步增长，也会带起电网侧储能的市场化发展和竞争，为电网侧储能带来新一轮的活力。三、电网侧储能行业现状1、电力辅助服务新增装机情况锂电池储能在电网侧的主要应用领域是电力辅助服务市场，该市场的主要需求为调频（AGC）、调峰与备用容量。调频（AGC）的作用是将发电设备向用户供电的频率调整到一定范围内（50±0.2Hz），以维持电网稳定运行，避免损害各类电器。调峰的作用主要是在用电负荷较高时快速提供发电能力以“削峰”，而在负荷较低时降低发电功率或者作为用电设备减小供需差值以“填谷”，从而提高电网供电的充裕性，增强电网运行稳定性。备用容量分为负荷备用（旋转备用）和事故备用，事故备用容量可在电力系统发生事故时保障供电的安全稳定，负荷备用则可在冲击性负荷超过发电设备最大供电能力时提供应急增量。备用容量使用频次较低，往往与调峰、调频等功能共用机组。据统计，2020年全球在辅助服务应用场景新增储能429MW，其中国内新增262MW。2、调频调峰装机容量据北极星储能网信息，调频需求在火力发电系统中的功率占比在2-3%，基于NREL的研究，当波动性发电占比达30%时，调频需求将翻倍。预计全球调频需求装机占比从2%逐步提升到2025年的3.2%，同时锂电储能调频的渗透率从4%逐步提升至2025年的40%，则2025年锂电储能调频的新增装机量将达10GWh以上。随锂电储能度电成本逐年降低，预计2025年调峰新增装机电量可缓慢提升至2.53GWh，在全球碳减排的背景下，当其经济性提高后有望快速获取火电调峰份额。磷酸铁锂电池储能度电成本在0.5-0.6元/kWh，明显高于抽水蓄能的0.21-0.25元/kWh，因此目前在无补贴条件下，锂电池储能调峰的竞争力相对较弱，但后续随着锂电池成本的不断降低，循环寿命提升，电池容量增大，锂电储能度电成本将会持续降低，而抽水蓄能对选址的要求较高，容量有限，锂电储能调峰有望获得更高的增长。3、电网侧储能装机规模从全球市场来看，电网侧新增装机容量相对用电侧和发电侧较小，但由于调频调峰需求刚性，将长期占据一席之地。预计2025年全球电网侧储能新增装机在14GWh左右。据中关村储能协会CNESA统计，2018年、2019年的中国电网侧新增储能功率分别为207MW、114MW，按平均储能时长2.5小时估算其容量，进一步测算2020年2024年的中性预测下储能的年均复合增长率，约为85.6%。四、电网侧储能行业未来发展趋势储能参与电网调频的应用示范已较成熟，调频已具备经济性。储能在电网侧辅助调频，可改善系统波动性、不确定性加深造成的电网频率稳定性问题，从电网侧角度提升电网接纳风电、光伏等可再生能源的能力。受国家政策支持，对电力调频服务提供补偿，在补偿费用的前提下调频已经具备经济性，能够实现盈利。电网调频需求刚性极强。我国电网运行要求稳定在50Hz的频率，也就意味着系统实时发电与负载必须稳定在毫秒级别的时间间隔上，但由于实际电网运行过程中负载端和发电端一直在波动，因此实际电力系统频率是一直变化的。国内对3GW以上的大容量电力系统允许频率偏差为±0.2Hz，对中小容量电力系统允许偏差为±0.5Hz。调频操作一般在发电端进行。2018上半年、2018下半年、2019上半年的服务补偿费分别为70.1、77.5、13