對新能源和可再生能源的研究和開發,尋求提高能源利用率的先進方法,已成為全球共同關注的首要問題。對中國這樣一個能源生產和消費大國來說,既有節能減排的需求,也有能源增長以支撐經濟發展的需要,這就需要大力發展儲能產業。
儲能主要是指電能的儲存。儲存的能量可以用做應急能源,也可以用于在電網負荷低的時候儲能,在電網高負荷的時候輸出能量,用于削峰填谷,減輕電網波動。能量有多種形式,包括輻射,化學的,重力勢能,電勢能,電力,高溫,潛熱和動力。能量儲存涉及將難以儲存的形式的能量轉換成更便利或經濟可存儲的形式。按技術分類,根據儲能技術能量存儲原理的不同,儲能技術可分為電化學儲能、電磁儲能以及機械儲能。
電化學儲能主要是通過氧化還原化學反應進行能量的存儲和釋放,這類儲能技術運用非常廣泛,主要產品有鉛酸電池、鋰電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鈉硫電池、液流電池。電磁儲能主要是靠建立磁場或者電場存儲電能,主要產品有超導磁儲能、超級電容器。機械儲能是將電能轉換為機械能的形式存儲,主要產品有抽水儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。儲能電站可以作為新能源并網的"緩沖區",從而大大提高能源利用率,提高電能質量,維護系統的穩定性。
據數據統計,2021年,全球儲能項目新增裝機為18.3GW,同比增長185%,其中新型儲能新增裝機為10.2GW,同比增加117%。新型儲能以鋰離子電池為主要技術,2021年鋰電池儲能累計裝機量占全球新型儲能裝機量的90.9%。截至2021年底,中國已投運儲能項目累計裝機規模46.1GW,同比增長29.5%。截至2021年底我國電化學儲能的累計裝機規模位居世界第二,為5.12GW,同比增長56.5%。
隨著光伏、風電占比的不斷提高,電力系統的供需均面臨強不確定性。供需平衡機理將向概率化、多區域、多主體的源網荷儲的平衡模式轉變。在碳達峰期,主要依靠靈活的火電、抽蓄等儲能提供調節能力,支撐大規模風電光伏并網消納,抽蓄與電化學儲能快速發展。在碳中和期,光伏風電等清潔能源具備主動支撐能力,但是退役煤電機組仍保留一定容量,保障安全備用,多尺度多技術類型的儲能體系與共享模式,全面形成各種低碳多元靈活性資源體系。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國儲能行業市場深度分析與發展趨勢預測報告》顯示:
“十三五”以來,我國新型儲能實現由研發示范向商業化初期過渡,實現了實質性進步。電化學儲能、壓縮空氣儲能等技術創新取得長足進步,2021年底新型儲能累計裝機超過400萬千瓦,“新能源+儲能”、常規火電配置儲能、智能微電網等應用場景不斷涌現,商業模式逐步拓展,國家和地方層面政策機制不斷完善,對能源轉型的支撐作用初步顯現。截至2022年底,中國已投運的電力儲能項目累計裝機達5940萬千瓦,同比增長37%。其中,抽水蓄能占據最大比重,累計裝機達4610萬千瓦;新型儲能繼續保持高增長,累計裝機規模首次突破1000萬千瓦,超過2021年同期的2倍,達到1270萬千瓦。
隨著風能、太陽能等新能源在我國能源體系中的占比不斷提升,與新能源發展緊密相關的儲能技術和產業也備受關注。截至2023年初,全國已有26個省市規劃了“十四五”時期新型儲能的裝機目標,總規模接近6700萬千瓦。而國內2022年單年新增規劃在建的新型儲能項目規模達到10180萬千瓦/25920萬千瓦時,并且大部分項目都將在近1至2年內完工并網,規模數字已遠超國家發展改革委《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》中設置的2025年實現3000萬千瓦裝機的目標。此外,為貫徹落實《“十四五”新型儲能發展實施方案》,陜西、山東、浙江、河北、四川成都、安徽、廣西、湖南、青海、河南等10省市先后布局新型儲能示范項目216個,規模合計2220萬千瓦/5380萬千瓦時。
雖然抽水蓄能仍占全球儲能累計裝機規模80%以上,但近年來全球儲能市場新增裝機量主要來自以電化學儲能、壓縮空氣儲能為代表的新型儲能。新型儲能產業是推動新能源革命的重要基礎性產業,已成為全球產業競爭的熱點領域,2022年全球新型儲能樂基裝機量約為52.4GW,同比增長81.31%。
氫能源行業公司中,國家能源集團和中國石化的氫氣生產能力最強,這兩家企業均在全國各地進行業務布局,參與全產業鏈的環節。其他企業也通過自身業務發展、創建氫能公司、參股相關公司等方式布局氫能源行業。從企業氫能業務的競爭力來看,國家能源集團和中國石化的競爭力排名較強;其次是寶武集團、中國石油、河鋼集團、華昌化工等企業,在業務布局和生產規模等方面均較為領先。目前超過三分之一的中央企業已經在布局包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產業鏈,并取得了一批技術研發和示范應用的成果。氫能源作為我國未來能源發展的重要領域,央企在不斷入局。
氫能作為具有高效供能效應的清潔能源,在全面應對全球氣候問題、推動全球綠色經濟發展的大背景下,發展前景廣闊。在儲氫環節,目前高壓氣態儲氫是中國主流發展方向,但其存在安全隱患大和儲氫密度低等問題。有機液體儲氫配合成熟的成品油供銷體系具有非常優秀的發展前景,可由此技術為突破口,打破氫能儲存技術壁壘,加速氫能產業發展。在輸氫環節,目前氫能大規模應用的有效途徑是利用管道實現長距離跨地區運輸,無論是氣氫管道輸送還是液氫管道輸送,在金屬/非金屬管材評價、安全運行、工藝方案及標準體系等方面仍存在諸多關鍵難題亟待解決。
儲能領域專家表示,2022年國家“雙碳”戰略的實施和新能源的快速發展,同時儲能的政策、價格機制、市場環境不斷改善,促進了中國儲能技術與產業的高速發展。隨著“雙碳”戰略下儲能需求的擴大,儲能技術性能與成本的持續改善,加以政策支持,2023年中國儲能將迎來又一個高速發展的一年。預計“十四五”時期,新型儲能將持續高速發展,年復合增長率保持在55%-70%,市場規模將會屢創新高。
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