储能市场火爆来袭 投资机遇你把握住了吗?
日前,中美发表《气候变化联合声明》。在全球共同应对气候变化、减缓碳排放、发展新能源等风口上,中美之间清洁能源产业的合作空间巨大,并已经进入协同“共舞时代”。在低碳转型的过程中,可再生能源发展给人类提供了清洁可持续的能源来源,电动汽车的崛起则为石油大规模替代提供了可能。但是,可再生能源和电动汽车大规模发展都面临同一个难题,即储能技术。中美清洁能源产业协同“共舞” 储能将“登台唱主角”
在中美《气候变化联合声明》中,中国承诺到2017年启动全国碳排放交易体系,推动绿色电力发展,优先调用可再生能源等发电资源。随着可再生能源开发及相关应用的发展,以节能环保、能源互联网、微电网、电动汽车、储能等为代表的新兴产业技术,已成为全球能源发展的制高点。
中国或将撬动全球储能市场。储能作为“9个重点创新领域”和“20个重点创新方向”,目前已被写入中国国家级能源规划文件。从2015年上半年投运、规划和在建项目的统计情况来看,中国的储能应用热点有两个,一个是分布式发电及微网,另一个是可再生能源并网。此外,随着中国微电网电价及补贴方案进入征求意见稿讨论阶段,微网项目或有望获得70%的系统补贴。若该政策得到落实,将会激活中国储能产业蓬勃发展,甚至撬动全球储能市场。
美国储能装机量持续突破。根据9月初行业机构公布的数据,2015年第三季度是美国近两年半来可再生能源存储成绩最好的时期,非住宅储能安装量大幅提升。2015年,美国或将实现220MW储能装机,到2019年这一数字将达848MW。分析人士认为,随着储能成本的下降、业务模式的创新以及具有吸引力的政策与监管环境,美国储能市场有望继续迅猛发展。
在中美双方促进可再生能源合作之际,一些走在可再生能源应用前列的发达国家也在不断落实储能补贴政策,推动储能行业迅猛发展。
日本重点扶持储能行业。日本早在2008年就提出了高性能储能技术路线图。自福岛事故后,日本开始重点扶持储能行业,开展了许多项目降低储能成本,包括风电项目、车载电池、固定式储能电池、电池材料技术评价等。
2014年3月,日本产经省发起了新一轮针对锂离子电池储能系统的补贴计划,共划拨100亿日元,给予消费者购买系统价格2/3的资金补贴。日本政府希望借此提高可再生能源占比,有效管理峰值负荷、提高电力稳定性。
欧洲各国加速布局储能。今年8月,光伏组件制造商REC Solar Holdings副总裁卢克˙格雷尔曾表示,随着越来越多的普通家庭购买家用电池储电,欧洲增长缓慢的太阳能电池板市场可能于2017年开始复苏。作为仅次于美国的另一大储能市场,欧洲多个国家近几年陆续公布储能战略规划,加速布局储能市场。
早在2009年,欧盟委员会就已提出了《欧盟能源技术战略规划》,随后又在2011年发布了《低碳能源技术材料路线图》。该路线图指出,储能是一项重要技术,可以提高欧洲电力系统的可管理性和灵活性。
英国已于2011年发表了《英国储能的路径》,作为其技术路线图,并从2014年开始推广智能电表;法国环境与能源控制署(ADEME) 于2011年组织制定了《储能体系战略路线图》;德国于2012年成立了储能协会(BVES),并颁布储能技术路线图作为首要任务。而这些举措,也都助推了欧洲储能市场的快速发展。
用大规模储能系统取代电厂调峰?现在就可以
一般对能源储存贡献减碳的想象,是能源储存可促进绿能的普及,再透过绿能的普及间接减碳,不过美国独立电力供货商 AES 旗下的能源储存部门 AES 能源储存(AES Energy Storage)认为不用等那么久,其实现在能源储存就可以对减碳发挥贡献,关键在于复循环燃气电厂与单循环燃气电厂之间的能源效率不同。
目前主流燃气发电方式是复循环燃气电厂,其机组能源效率远高于单循环燃气电厂,也就是说,燃烧同样的天然气,产生一样的二氧化碳时,复循环燃气电厂譨产生更多电力,或是反过来说,发出同样电力时,单循环燃气电厂的碳排量较高。
AES 计算两者之间的差别,每发出 1,000 度电力,复循环燃气电厂产生825 英磅的二氧化碳,单循环燃气电厂却会产生 1,365 英磅,可以清楚看出双方的碳排量差别。单循环燃气电厂往往于尖峰时启用,做为尖峰时的备援弹性供电,若是能改以能源储存方式,储存复循环燃气电厂所发出的电力,在尖峰时放电使用,取代尖峰单循环燃气电厂,就有机会减少碳排,AES 计算,复循环燃气电厂加上电池能源储存,考虑到充电过程的能源损耗,每 1,000 度电力发电与储存产生 916 英磅二氧化碳,比起以单循环燃气发电因应尖峰需求,减少了三分之一的碳排放量。
若依照 AES 的想法,建立大量能源储存容量,当电力过剩时也不关闭复循环燃气发电厂,而是让它一直全力发电,多余的电力储存起来,尖峰时放电使用,取代尖峰时启动的单循环燃气电厂,如此一来不仅可以减少碳排放,复循环燃气发电厂可持续运转,也能提升容量因子,有利于进一步降低发电均化成本。
打造储能系统取代电厂
AES 能源储存目前正为南加州爱迪生(SouthernCalifornia Edison)电力公司建造 100 百万瓦、可储存 40 万度容量的锂电池能源储存系统,打算用来做为尖峰供电使用,取代尖峰电厂,此能源储存装置将储能用以供应该区域的傍晚需求高峰。
不过,锂电池能源储存装置过去主要用来做为短期频率调整使用,使用方式是短期间快速充电或放电,而非持续放电数小时,长期如此使用下来,可能会加速老化,导致效能下降。目前有许多可供长时间供电的能源储存技术,如液流电池、液态金属电池等,不过这些技术都还处于早期阶段。
锂电池是否能达到技术规格上的超过 90% 充放电效率也是另一个问题,此外,可能有部分电力要用来冷却电池,锂电池提供的是直流电,要与电网连结需先转换为交流电,转换过程的损耗也必须计入,这些都有可能让 AES 的计划发生变量。
不过 AES 对锂电池能源储存仍然相当看好,除了上述100 百万瓦、 40 万度容量计划以外,AES 能源储存也为姐妹企业印第安纳波利斯电力与照明公司(Indianapolis Power & Light)打造 20 百万瓦能源储存系统,做为长达数小时的能源储存资源,AES 表示能源储存最好的一点就是能够上下调整达 2 倍的幅度,电力过剩时可吸收 20 百万瓦,电力短缺时能释出 20 百万瓦,相当于有 40 百万瓦的弹性空间。
AES 认为,未来当可再生能源普及时,能源储存装置可以储存午夜多余的风能,以及中午多余的太阳能,转移到用电高峰使用,如此一来就能达到零碳排,但在此之前,能源储存装置可储存复循环燃气发电的电力,在用电尖峰放电使用,取代过去的尖峰单循环燃气电厂,也能减少碳排放量。理论上如此,就看 AES 实际执行成果如何了。