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2016年,全球储能技术发展成什么样了?

一直以来,储能技术的研究和发展备受各国能源、交通、电力、电讯等部门的高度关注,尤其对发展新能源产业具有重大意义。受环境约束,各国纷纷大力提倡发展新能源,然而由于新能源发电具有不稳定性和间歇性,大规模开发和利用将使供需矛盾更加突出,全球弃风、弃光问题普遍存在,严重制约了新能源的发展。因此,储能技术的突破和创新就成为新能源能否顺利发展的关键。从某种意义上说,储能技术应用的程度将决定新能源的发展水平。 全球储能技术发展现状 近年来,储能市场一直保持较快增长。据美国能源部全球储能数据库8月16日的更新数据显示,全球累计运行的储能项目装机规模167.24吉瓦,其中抽水蓄能161.23吉瓦、储热3.05吉瓦、其他机械储能1.57吉瓦、电化学储能1.38吉瓦、储氢0.01吉瓦。(详见图1)全球累计运行的储能项目装机量以抽水蓄能占比最大,约占全球的96%。按照总装机量,中国成为装机位列第一的国家,日本和美国次之,三国装机分别为32.1吉瓦、28.5吉瓦和24.1昆明医院如何治疗癫痫病吉瓦,共占全球装机总量的50%。 全球的储能项目装机主要分布在亚洲、欧洲和北美。其中,亚洲主要是中国哈尔滨治疗癫痫专科医院是哪家?、日本、印度和韩国,欧洲主要是西班牙、德国、意大利、法国、奥地利,北美洲主要是美国。这十个国家的累计装机量约占全球的近五分之四。亚洲在抽水蓄能上发展更为成熟,欧洲则在另外几种储能技术上发展优势更为明显。美国的各类型储能技术发展则相对均衡。 按照储能技术类型分布来看,抽水蓄能装机占比最大,主要分布在中国、日本和美国。与2014年相比,中国抽水蓄能装机增速最快,增加了约10吉瓦,美国则没有变化。西班牙储热装机量最大,占全球储热装机总量的37%。其次,是美国和智利。 从全球各储能技术类型市场发育程度来看,抽水蓄能技术发展最为成熟,装机规模也最大。储热技术近十年发展很快,目前在装机量上排名第二。电化学储能则是全球发展最为迅速,增速最快,也是在运项目数最多的技术。其他机械储能增长相对比较平稳。除此之外,储氢、石墨烯储能等新技术也开始进入市场。各类型技术发展趋势详见图2。 抽水蓄能电站的储能投资收益最高,技术成熟度也最高,是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。据美国能源部全球储能数据库8月16日的更新数据显示,全球累计运行的抽水蓄能项目装机161.23吉瓦,占全部装机的96%。相比于其他储能方式,抽水蓄能电站设备具有寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点,因而得到了快速发展和广泛应用。随着近年来新的储能技术的不断发展,以及抽水蓄能建设的地理选址受限等因素影响,抽水蓄能装机增长逐渐趋缓。 目前电化学储能技术是各国储能产业研发和创新的重点领域。尽管电化学储能装机量不大,仅有1.38吉瓦,但是运行项目却是最多的,高达665个。全球电化学储能中锂电池和钠硫电池的占比比较大,装机比例接近,而锂离子电池的增速较快。锂离子电池无论在运行项目中,还是在建、规划项目中,均占据装机第一的位置。IHS预计,到2025年全球蓄能装置中锂电池占比将会超过80%。钠硫电池技术是目前唯一同时具备大容量和高能量密度的储能电池,但由于钠硫电池仍面临成本高的难题,所以现在尚未在全球实现大规模应用。 储热技术在近几年也越来越受到重视,发展非常迅速。据美国能源部全球储能数据库8月16日的更新数据显示,全球储热累计运行的总装机为3.05吉瓦,有190个在运项目,其中西班牙装机规模最大,自2011年首次超过美国,至今一直领衔全球。然而,从储热技术的发展速度来看,西班牙近两年来开始落后于美国。美国自2013年加快了储热技术的发展步伐,并在2016年达到0.8吉瓦的装机,较2015年增加33%。目前,储热技术应用于光热电站已经成熟,其在未来全球光热发电项目开发中将被更加重视。 其他机械储能(主要包括压缩空气储能、飞轮储能等)至今未实现大规模商业化应用。 国内储能技术发展现状 目前来看,我国储能产业还处于发展的初期阶段,以应用示范为主。据美国能源部全球储能数据库8月16日更新数据显示,中国累计在运储能总装机32.10吉瓦,其中抽水蓄能32吉瓦、电化学储能0.05吉瓦、储热0.05吉瓦。抽水蓄能电站和电化学储能项目都主要集中在我国东部沿海城市,储热主要集中在青海省。 近五年,中国抽水蓄能发展相对缓慢,而电化学储能市场的增速明显高于全球市场,光热储能目前尚处于起步阶段。得益于技术进步、成本降低,在目前无补贴的情况下,储能在峰谷价差套利、辅助服务市场及可再生能源限电解决方案上已实现有条件的商业化运行。 抽水蓄能发展相对缓慢 “十二五”期间,中国抽水蓄能整体发展相对缓慢。2011~2014年处于缓慢增长期,装机每年保持约5%的增速。2014年11月17日发布的《关于促进抽水蓄能电站健康有序发展有关问题的意见》明确指出要适度加快抽水蓄能电站建设步伐,提出到2025年全国抽水蓄能总装机约1亿千瓦的目标。在该政策刺激下,抽水蓄能建设开始提速。数据显示,“十二五”前4年,累计开工11座电站,总规模14.6吉瓦。仅2015年新开工的抽水蓄能电站项目就达10个,装机量约14.1吉瓦,且预计都将在2022年左右完工。 电化学储能技术发展迅速 目前,我国电化学储能发展相对迅速。国内以锂电池为主,发展也相对成熟,其累计运行装机规模占我国电化学储能市场总装机的三分之二以上,在调频辅助服务、分布式微网、户用储能领域的增长速度最快。此外,储能在电动汽车充换电方面也发挥了很好的作用,如建立车电互联(V2G)系统,光储式电动汽车充换电站、需求响应充电等。然而,锂电池储能还处于商业化初期,由于价格高、用于大型储能上尚存在弊端等宜昌癫痫病去哪家好因素,离大规模推广普及还有一定的距离。 钠硫电池在日本已经实现商业化,在我国还没有完全从实验室走向商业化应用阶段。该技术是目前唯一同时具备大容量和高能量密度的储能电池,但由于成本高,在我国尚未实现大规模应用。值得注意的是,目前石墨烯锂离子电池在电动汽车和储能领域具有非常强的竞争力,可在几分钟内充满,为此石墨烯技术成为各国研发的头号技术。当前我国在此技术上取得了重大突破。国内最早进入石墨烯领域的上市公司之一东旭光电于今年7月8日推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品。 光热发展仍处于起步阶段 目前,我国的储热项目尚不成熟,还在起步阶段,共有两个示范项目:一个是北京延庆的八达岭项目,规划装机为1.5兆瓦;另一个是青海的中控德令哈项目,规划装机50兆瓦。八达岭太阳能热发电实验电站于2012年8月成功发电,是亚洲首个兆瓦级太阳能塔式热发电站,但目前未有并网消息。中控德令哈10兆瓦塔式熔盐储能光热电站于今年8月21日实现满负荷并网发电。这是我国投运的第一座熔盐储能光热电站,也是全世界第三座熔盐储能塔式光热电站。 青海省除中控德令哈的项目外,还有中广核德令哈50兆瓦槽式光热发电、青海光热电力集团格尔木200兆瓦塔式光热发电和博昱新能源有限公司德令哈50兆瓦槽式光热发电三个在建项目。今年9月1日国家发改委核定了太阳能热发电标杆上网电价1.15元/千瓦时(适用于2016年实施的示范项目),为光热发电行业迎来重大利好。 总体来讲,目前我国应用相对比较广泛的主流储能技术为抽水蓄能、锂离子电池和液流电池。除抽水蓄能外,目前还没有一种技术在成本、安全、稳定性等各项指标上占明显优势。 全球储能发展前景展望 据美国市场研究机构NavigantResearch研究,预计到2024年,全球储能技术收益将突破210亿美元。 就应用领域而言,随着技术升级持续改变电网稳定性、成本效益,储能发展越来越受到可再生能源行业的欢迎。IHS预计,到2018年全球家庭光伏发电电池储能装机容量将达到900兆瓦,其主要增长市场为德国、意大利与英国。 就区域需求而言,由于对可再生能源并入电网的需求,亚洲将占据储能领域的主导地位。市场研究与咨询机构Frost&Sullivan预计,2016年亚洲每年新增太阳能发电量将增加至33吉瓦,年均增长率达28.9%。目前,电池储能绝大多数被用到电网输配环节,未来工业、商业、尤其是居民储能的增长速度会高过电网储能。澳大利亚和日本有望在2016年成为住宅能源存储的主要市场。 就技术路线而言,锂离子电池是目前最具发展前景的技术。IHS预计,到2025年全球储能装置中,锂电池将会占据超过80%。不仅是美国、日本,在南非、肯尼亚、菲律宾等其他国家的电池成本也在持续下降。到2025年,澳大利亚的储能装置安装率将超过5%,成为全球蓄电池的领军。    就中国而言,其储能应用市场前景很大。根据《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》,到2020年示范推广100兆瓦级全钒液流电池储能系统、10兆瓦级钠硫电池储能系统和100兆瓦级锂离子电池储能系统等一批趋于成熟的储能技术。新一轮电力体制改革将为新能源分布式电源和储能应用打开市场。从经济性上看,储能成本会随着规模化应用而快速下降,回收期逐渐缩短,并开始逼近赢利点。在该情况下,预计到2020年我国储能市场累计装机规模将超过50吉瓦。