储能的技术应用与商业模式课件

储能的技术应用与商业模式大家好储能的技术应用与商业模式大家好1主要内容产业基本介绍储能的技术与应用储能商业化现状及前景大家好主要内容产业基本介绍大家好2产业基本情况储能价值与意义储能发展历程储能市场容量及预测重点政策促动因素和阻碍因素大家好产业基本情况储能价值与意义大家好3储能的定义和范围定义：从广义上讲，储能即能量存储，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。范围：广义的能源存储包含储电、储热、储氢、储气等。储能的定义和范围定义：从广义上讲，储能即能量存储，是指通过一4储能的价值和意义可再生能源电动车航空航天工业应用植入电子电子可穿戴电子军事应用人工/机器智能储能EnergyStorage智能电网与能源互联网储能的价值和意义可再生能源电动车航空航天工业应用植入电子5输配网集中式风光电站储能储能储能能源互联网储能输配用发防治大气污染落实低碳绿色推动能源结构转型助力消费侧能源革命提高能源运行效率辅助服务多元化应用多能互补分布式可再生能源发电、供热储能的价值和意义促进风、光并网消纳加强供应侧调节能力提高消费侧用能效率降低环境污染输配网集中式储能储能储能能源储能输配用发防治落实推动能源助力6中国储能产业发展进程2000年-2010年2011年-2015年2016年-2020年2021年-2025年技术验证截至2010年底电化学储能累计装机规模2.4MW累计投运项目11个科研计划实施技术验证示范示范应用示范项目开展应用模式探索国际市场拓展应用价值明晰截至2015年底电化学储能累计装机规模164.1MW累计投运项目205个政策支持力度加大装机规模快速增加多领域融合渗透商业模式逐步建立商业化初期形成产业化体系产业规模化发展部分技术国际领先标准体系完善形成多种商业模式2020年底预测电化学储能累计装机规模接近2GW7大家好中国储能产业发展进程2000年-2010年2011年-201全球储能市场继续稳步发展据CNESA项目库统计，截至2017年底，全球投运储能项目累计装机规模175.4GW，年增长率为3.9%；抽蓄份额比2016年降低一个百分点，为96%虽然整体储能市场增速平稳，但电化学储能技术的增长仍然高居不下，达到45%；电化学储能的份额也提升为1.7%，2.9GW；锂离子电池的装机比例持续提高，达到76%，同比增长62%信息来源：CNESA项目库及公开信息，2018全球储能系统累计装机量（2000年-2017年）1.7%8大家好全球储能市场继续稳步发展据CNESA项目库统计，截至2017中国储能逐步引领全球行业发展中国储能系统累计装机量（2000年-2017年）据CNESA项目库统计，截至2017年底，我国投运储能项目累计装机规模28.9GW，年增长率为18.9%，抽蓄份额仍接近99%我国电化学储能的份额也有所提升，达到1.3%，装机容量为389.8MW,仍维持年增长率45%的高速发展；锂离子电池的份额最高，但铅蓄电池的增长非常突出，年增长率高达73%信息来源：能源局数据；CNESA项目库，20189大家好中国储能逐步引领全球行业发展中国储能系统累计装机量（20002017年电化学储能市场状况–国际市场

截至2017年底，全球已投运电化学储能项目累计装机规模达到2926.6MW，比2016年底的累计装机规模增加了914.1MW，年增长率45%，全球电化学储能市场平稳高速发展。信息来源：CNESA项目库，201810大家好2017年电化学储能市场状况–国际市场截至2017年底2017年电化学储能市场状况–中国市场

信息来源：CNESA项目库，2018截至2017年底，中国已投运电化学储能项目累计装机规模达到389.8MW，比2016年增加了120.9MW，年增速为45%。据CNESA最新统计，2016-2017年我国规划和建设中的电化学储能项目规模已经达到1.6GW。11大家好2017年电化学储能市场状况–中国市场信息来源：CNE《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》“十三五”：进入商业化初期建成一批不同技术类型、不同应用场景的试点示范项目研发一批重大关键技术与核心装备；形成一批重点技术规范和标准探索一批可推广的商业模式；培育一批有竞争力的市场主体“十四五”：规模化发展储能项目广泛应用，形成较为完整的产业体系全面掌握具有国际领先水平的储能关键技术和核心装备形成较为完善的技术和标准体系并拥有国际话语权基于电力与能源市场的多种储能商业模式蓬勃发展形成一批有国际竞争力的市场主体《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》-中国储能产业第一个国家级政策推进储能技术装备研发示范推进储能提升可再生能源利用水平应用示范推进储能提升电力系统灵活性稳定性应用示范推进储能提升用能智能化水平应用示范推进储能多元化应用支撑能源互联网应用示范1234512大家好《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》“十三五”：进2016年6月7日，国家能源局下发《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》。三北地区5个试点，发挥储能技术优势，建立促进可再生能源消纳的长效机制；鼓励发电侧、用户侧各类企业参与；提出按效果补偿原则。2017年11月，国家能源局发布了《完善电力辅助服务补偿（市场）机制工作方案》，对全国电力市场中的辅助服务，制定了详细的阶段性的发展目标和主要任务。储能参与电力辅助服务市场13大家好2016年6月7日，国家能源局下发《关于促进电储能参与“三北可再生能源政策对储能发展的推动全额上网成为奢望鼓励自发自用有助于光储结合分布式光伏补贴退坡限制补贴规模促进分布式光伏交易机制14大家好可再生能源政策对储能发展的推动全额上网成为奢望分布式光伏补贴绿色发展价格机制对储能发展的影响 2018年7月2日，国家发改委发布了《国家发展改革委关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》。在健全促进节能环保的电价机制内容中，提到完善峰谷电价形成机制。主要包括：加大峰谷电价实施力度，运用价格信号引导电力削峰填谷（省级价格主管部门可在销售电价总水平不变的前提下，建立峰谷电价动态调整机制，进一步扩大销售侧峰谷电价执行范围，合理确定并动态调整峰谷时段，扩大高峰、低谷电价价差和浮动幅度，引导用户错峰用电。鼓励市场主体签订包含峰、谷、平时段价格和电量的交易合同。）利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制，促进储能发展利用现代信息、车联网等技术，鼓励电动汽车提供储能服务，并通过峰谷价差获得收益完善居民阶梯电价制度，推行居民峰谷电价15大家好绿色发展价格机制对储能发展的影响 2018年7月2日，国家发产业发展的促动因素和阻碍因素促动因素阻碍因素电改政策及配套文件的推进及落地国家相关政策及试点项目的推动电动汽车销量暴增/锂电企业扩产能多种技术成本不断下降光伏企业的渗透国际市场的带动资本市场的进入没有一种技术能够同时兼顾大规模、高效率、长寿命和安全性从大规模推广角度看，成本仍然较高示范时间短，在关键领域的应用仍需论证，缺乏标准规范体系（安全性）现有市场机制无法全面体现储能价值缺乏运行数据，无法展开储能应用效果及价值的持续及深度研究有些项目把配置储能当成宣传点（或者非理性投资）），扰乱市场16大家好产业发展的促动因素和阻碍因素电改政策及配套文件的推进及落地没中国储能市场预测（MW）数据来源：CNESA预测数据储能联盟研究部（CNESA）采取灰色预测法，建立灰色模型（GM）。对2018年至2025年电化学储能的市场发展规模和趋势进行预测截止到2018年底，已投运的中国电化学储能（2000-2018年）累计市场容量为699.5MW，同比增长79.5%。2018年新增市场容量为309.7MW。预计2019-2020年，电化学储能仍保持快速发展，累计装机量分别为1,159.2MW和1,784.0MW，年增长率为65.7%和53.9%。据CNESA预测，到2025年，中国电化学储能的累计装机规模将达到10.8GW，2021-2025的年复合增长率为42%17大家好中国储能市场预测（MW）数据来源：CNESA预测数据储能储能技术与应用技术类型及现状主流技术成本趋势储能应用类型与创新模式18大家好储能技术与应用技术类型及现状18大家好主流电储能技术*虽然燃料电池和金属-空气电池不具备“充电”特征，但就其特点和应用领域又与储能产品相近，因此收录在其他储能类别中。代表技术其他储能特点物理储能化学储能抽水蓄能压缩空气储能（超临界CAES）飞轮储能铅蓄电池锂离子电池液流电池(钒电池、锌溴电池)钠硫电池采用水、空气等作为储能介质储能介质不发生化学变化机械能转化为电能利用化学元素做储能介质充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变价燃料电池*金属-空气电池*不具备“充电”特性电磁储能超级电容超导储能响应速度快，短时间可释放大功率电能，循环次数多先进大容量电储能技术：特指应用在电力系统中、容量在千瓦级以上、综合性能优越的储能技术。19大家好主流电储能技术*虽然燃料电池和金属-空气电池不具备“充电”电化学储能技术累计装机分布信息来源：CNESA项目库，2017全球累计装机技术分布（2000-2017）据CNESA项目库统计，锂离子电池在2017年全球电化学储能市场中的份额已经超过四分之三，2013-2017年复合增长率为79%，这与锂离子电池全面参与各类应用有关；据统计，锂离子应用于电源侧和辅助服务领域的比例接近100%2017年在我国电化学储能市场锂离子和铅蓄电池的份额位居一二；分别为58%和36%；与2016年相比铅蓄电池的份额提高的4个百分点；储能应用逐步聚焦在锂离子电池、铅蓄电池和液流电池等几种技术上中国累计装机技术分布（2000-2017）20大家好电化学储能技术累计装机分布信息来源：CNESA项目库，201前沿技术新型储能技术体系的设计开发

锂空气电池

钠离子电池

铝离子电池

液态金属电池传统储能技术的改性优化

固态金属锂电池锂硫电池非水系液流电池中低温钠镍/钠硫电池液化空气储能21大家好前沿技术新型储能技术体系的设计开发锂空气电池钠离子电池储能技术成熟度比对技术成熟度：研发、示范与应用、商业化技术应用条件：安全可靠性、环境友好度、选址自由度注：此图为示意图，改自IEATechnologyRoadmapES22大家好储能技术成熟度比对技术成熟度：研发、示范与应用、商业化技术应储能建设成本发展趋势数据来源：CNESA研究部对各主流技术厂商成本数据跟踪及调研，取均值（数据整理过程中进行行业内专家讨论）；此处的成本为系统成本，包括电池单体和管理系统，不包括PCS。主流储能技术的性能和建设成本参数表23大家好储能建设成本发展趋势数据来源：CNESA研究部对各主流技术厂储能应用类型辅助动态运行取代或延缓新建机组调频电压支持调峰备用容量无功支持缓解线路阻塞延缓输配电扩容升级备用电源可再生能源平滑输出负荷跟踪削峰填谷调频电费管理（电量+容量）电能质量需求响应紧急备用传统电厂可再生能源发电辅助服务输配电工商业用户数据中心电信基站EV充换电站轨道交通+24大家好储能应用类型辅助动态运行调频无功支持可再生能源平滑输出电费管电化学储能累计装机市场分布信息来源：CNESA项目库，2017据CNESA项目库统计，全球电化学储能应用分布比例更趋于均衡。近两年辅助服务领域的储能应用比例逐步稳定在30%-40%之间，储能已经应用于美国、加拿大、英国、德国、韩国和澳大利亚等国的调频辅助服务市场我国用户侧的储能应用份额仍保持在第一位，占59%；随着允许储能参与辅助服务政策的出台，储能在辅助服务领域的份额开始增加，截止到2017年底，占9%；而由于经济性不明显，储能在集中式可再生能源并网的应用份额持续减少全球累计装机应用分布（2000-2017）中国累计装机应用分布（2000-2017）25大家好电化学储能累计装机市场分布信息来源：CNESA项目库，201储能应用向多领域渗透传统发电侧储能EnergyStorage输配侧用户侧辅助服务集中式可再生能源并网EV充电站数据中心轨道交通通讯基站其他……工商业储能电站户用储能系统EV光储充电站储能云平台1多能互补3发电侧：风光水储互补（抽蓄）用户侧：一体化集成供能（储电储热）4能源互联网多能互联的能源网络信息物理融合的能源系统创新模式的能源运营云端虚拟储能容量2自建+共享用户26大家好储能应用向多领域渗透传统储能输配侧用户侧辅助服务集中式EV数储能商业化现状及前景应用模式及问题应用案例与经济性分析27大家好储能商业化现状及前景应用模式及问题27大家好储能应用产业链储能设备厂商储能系统集成商锂离子电池铅炭电池液流电池钠硫电池超级电容……电池管理

系统(BMS)逆变系统(PCS)软件系统通信系统……储能解决方案提供商（EPC）设计规划工程施工用户接口并网接入……业主单位（最终用户）风电场/光伏

电站传统发电厂电网单位独立电站业主工商业用户个人用户……电池资源回收单位电池回收梯次利用拆解再利用……储能技术及系统建设完善储能应用满足客户需求回收再利用28大家好储能应用产业链储能设备储能系统锂离子电池电池管理储能解决方案主要储能应用模式及技术秒级/分钟级1小时以内4小时以内30分钟以内8小时以内钠硫电池超级电容全钒液流电池调频（辅助服务）飞轮储能抽水蓄能铅炭电池锂离子超临界压缩空气储能超临界压缩空气储能锂离子铅炭电池集中式风光电站配置储能调峰电站传统机组配置储能输配侧配置储能用户侧配置储能EV充电站29大家好主要储能应用模式及技术秒级/分钟级1小时以内4小时以内30分储能在美国*PJM调频市场商业模式vs中国注：*PJM，独立系统运营商（ISO），1997年经美国联邦能源管制委员会(FERC)批准成立，是美国目前最大的电力控制区，负责美国13个州以及哥伦比亚特区电力系统的运行与管理。2017年PJM市场对参与RegD的储能技术的时长进行新的考量30大家好储能在美国*PJM调频市场商业模式vs中国注：*PJM，独立

项目名称：“10MW级锂电池储能系统关键技术及

工程示范”项目合作伙伴：时间：2017年（在建中）地点：山西省商业模式：工程模式

实现的目标：侧重于开发大倍率充放电钛酸锂电池储能系统，研究降低锂电池储能系统成本的方法;研究电池储能、火电机组的协调配置和调度运行等关键技术。项目意义提高电网的调峰调频能力，为新能源发电的消纳问题提供应对策略;探索融资租赁模式在大规模储能电站上的应用，找出适用于大规模储能电站快速发展的商业模式。山西省科技厅重大专项31大家好项目名称：“10MW级锂电池储能系统关键技术及实现的储能用户侧(behindthemetermodel)应用模式-国际vs国内用户公用事业公司（ISO/RTO）储能系统(云储能)运营商投融资机构政府部门SonnenCommunity投融资需求响应可再生能源自发电交易32大家好储能用户侧(behindthemetermodel)应

项目名称：江苏南瑞淮胜电缆功能：削峰填谷、需量调节、需求侧响应、应急电源储能容量：500kW/1.3MWh磷酸铁锂电池储能系统

商业模式：合同能源管理

实现的目标：采用削峰填谷为主，需量调控为辅的控

制方法，最大限度降低用户的用电成本，节约电费分布式能源和储能的发展将引领节能产业的发展，参与电力系统的节能改造、降低用户用电成本，服务当地经济发展。峰谷价差获利项目意义江苏省需求侧分布式应用案例33大家好项目名称：江苏南瑞淮胜电缆分布式能源和储能的发展将引领节能一天两次充放电，赚取峰谷价差：夜晚低谷期充电，8点-12点使用午后平段期充电，17点-21点使用年收益1：（0.7602+0.4301）*1000千瓦时*365天=434,460元年收益2：减少需量电费：400千瓦*40元/千瓦*12月=192,000元可计算年总收益（节省电费）:626,460元（储能厂商与业主单位分成）总投资人民币380万元；一套锂离子电池系统；500千瓦/1370千瓦时(1000千瓦时)投资回收情况：整套系统6年左右收回投资；拟定电池寿命10年，剩余四年盈利期。现在收益：电费节省江苏淮安用户侧系统用户侧储能应用案例经济性分析34大家好一天两次充放电，赚取峰谷价差：年收益1：总投资人民币380万用户侧储能应用案例南都-无锡新加坡工业园园区储能电站STEP02南都储能储备实力储能功率：20MW；储能容量：160MWh；全国首个增量配电网+储能项目；全球最大的用户侧商用化运作的储能电站项目。储能功能：实现园区配网侧的电费管理（电量电费和容量电费），调节园区的负荷峰值平衡，提供智慧节能用电与应急供电，参与实现电力需求侧响应。该项目于2017.4月份正式进入试运行；

储能电站已经连续稳定运行超过6个月。

项目概况节约电量电费:年峰电发电量为5376万kWh，年节约电费约3564.3万元。平衡电网峰值负荷，延缓配电设施升级改造，提升电力系统能效利用率。参与电力需求侧响应，获取政府补贴。

项目收益点35大家好用户侧储能应用案例南都-无锡新加坡工业园园区储能电站ST用户侧储能应用案例该项目为站房式储能，于2017年8月16日并网投入运行，装机规模为2MW/10MWh，总投资3600万元，到目前为止累计充电量189.37万KWh，累计放电量183.66万KWh。36大家好用户侧储能应用案例该项目为站房式储能，于2017年8月16日集中式可再生能源并网配置储能案例国电和风北镇风电场配置储能项目37大家好集中式可再生能源并网配置储能案例国电和风北镇风电场配置储能项项目运行效果弃电存储和电网优惠承诺（减少弃风奖励）跟踪计划出力，降低被考核风险参与调峰调频，获得服务补偿（潜在）盈利点预测计划指令：0-10分钟 功率指令值12MW10-24分钟 功率指令值14MW24-45分钟 功率指令值18MW跟踪计划600s时间常数出力平抑信息来源：据国电资料，CNESA整理削峰填谷跟踪计划电网支撑（参与调频）出力平抑弃风限电波动性发电可控性差集中式可再生能源并网配置储能经济性分析38大家好项目运行效果弃电存储和电网优惠承诺（减少弃风奖励）（潜在）盈以华电天仁国电和风北镇风电场储能项目为案例分析：增发电收益（削峰填谷）跟踪计划出力收益储能安装电网优惠承诺深度调峰收益当前收益点参与电力辅助服务市场获取的收益潜在收益点无法实现投资收益的原因：制定发电侧峰谷电价储能初装补贴落实优先调度机制税收优惠实现投资收益1、建设成本高2、没有商业模式（没有补偿机制去衡量储能所实现的价值）实现潜在收益准许风电场+储能参与电力辅助服务市场制定调峰补偿保证直购电交易/电能替代的电能质量集中式可再生能源并网配置储能经济性分析“上调优先，下调滞后”39大家好以华电天仁国电和风北镇风电场储能项目为案例分析：增发电收益跟

项目名称：国网吉林省电力有限公司电力科学研究院商业模式：工程模式功能：新能源消纳及电网调频项目地点：华能镇赉马力风电场，吉林白城市储能容量：

1MW/500kWh钛酸锂电池储能系统实现的目标：通过集装箱式钛酸锂储能系统实现协调蓄热

式电锅炉提升供热地区风电就地消纳能力提高东北地