当前位置: 首页 > 行业 > 正文

2022国际储能市场:动荡中抓机遇,“大”放异彩

2023-01-14 10:18:02 来源:CNESA

2022是动荡的一年,地缘冲突激烈,大国博弈加剧,经济高通胀,引发全球能源行业深层影响,供需格局步入调整阶段,能源安全备受关注。国际能源署(IEA)发布的《2022年世界能源展望》报告指出,虽然短期内多国选择回归化石能源保安全,但从长远看,新能源尤其是清洁能源仍是解决人类能源问题的关键,储能更是不可或缺的一环。回顾2022年,国际储能市场在动荡的国际形势和由此引发的能源危机影响下,依然“大”放异彩。

多国发布储能规划目标,表前项目“大”型化仍是主流

随着全球能源转型加速,各国碳中和方案相继落地,新能源的快速发展对储能的需求愈发强烈。2022年,海外多个国家和地区发布储能采购计划或路线图,指导储能的快速部署和发展方向。


【资料图】

美国:纽约州调高储能采购目标,由2030年3GW调至6GW;密歇根州设置2025年1GW、2040年4GW储能采购目标,成为美国第十个确立采购计划的州。

欧洲:欧洲储能协会(EASE)发布路线图,2030年需部署187GW、2050年部署600GW储能。

澳大利亚:澳大利亚能源市场运营商(AEMO)提出未来30年发展路线图,2050年部署46GW/640GWh可调度储能,平均时长10小时以上。

加拿大:加拿大储能协会(ESC)建议2035年前安装8-12GW储能,以满足2050年净零需求。

印度:印度储能联盟(IESA)预测到2030年至少需160GWh储能,以实现其可再生能源目标。

在实现装机目标的过程中,特别是表前市场,单个项目规模屡创新高,大规模项目仍是22年国际储能市场的主基调。这些大型项目仍以锂电技术路线为主,拟建最大锂电项目规模突破4GWh,2-4小时的锂电项目逐渐增多,这一年的典型项目主要有:

美国最大独立电池储能项目上线运行,储能规模350MW/1400MWh,已签订长期容量合同。

澳大利亚最大电池储能项目启动建设,储能规模909MW/1915MWh,提供备用传输能力和提高电网稳定性。

欧洲最大电池储能项目投入运营,储能规模98MW/196MWh,最大限度提高海上风电效率,减少弃风时段。

东南亚最大电池储能项目投运,储能规模200MW/200MWh,前两年主要提供旋转备用,第三年起主要用于频率服务。

全球待建规模最大锂电储能项目,储能规模4-4.5GWh,与光伏电站配合使用提供服务。

美国给予清洁能源最“大”支持,独立储能首获ITC资格

2022年8月16日,拜登总统签署《通货膨胀削减法案》(IRA),其中为清洁能源和气候相关的项目提供近3700亿美元的激励措施,这是美国对于清洁能源迄今为止支持力度最大的法案。未来十年,美国的清洁能源安装量的增速将空前增大,碳排放在2005年水平的基础上减少约40%,并将增加近100万个清洁能源领域的工作岗位。预计2022-2030年间,美国清洁能源的新增安装量将达到525-550GW,随之拉动5500-6000亿美元的投资,这些项目的建设还会产生超9000亿美元的经济活动,美国GDP也将在未来十年内增加近5000亿美元。

IRA出台后,虽然在全球贸易层面有很多争议的声音,但不可否认的是这项举措将会加速全球清洁能源领域的变革,对于美国的清洁能源发展来说也将会是个拐点的机会,打破了美国多年来对于清洁能源政策摇摆不定的局面。具体来说,IRA针对清洁能源的支持,可以说覆盖了新能源行业的多个细分领域,包括新能源汽车、储能、光伏、风电、氢能等。

对于储能来说,IRA允许储能可以以独立主体身份享受ITC政策,自2023年起,储能可以正式以独立主体身份获得30%的投资税收抵免,持续10年,这对于储能行业的发展意义重大。储能不再必须与太阳能发电配合使用,便可获得ITC,其充电来源也不仅局限于太阳能发电,使得储能项目能够更优化地运行,并且可以获得额外的收入或节省更多的费用,进一步降低独立储能项目的建设成本,提升企业投资储能的积极性。

美国国内储能虽然可以直接受益于法案,但预计短期内的效果不大,因为目前与电动汽车的电池需求量相比,储能的量还是比较小的,另外供应链的日益紧张也导致项目成本的上涨和安装的延期。美国国内正在通过各种途径,加强电池的本地化制造,并鼓励供应链向本国及盟国转移,包括IRA中也有相关条款是专门解决这些问题的,因此,从中远期来看,IRA法案的直接作用结合美国国内供应链的逐步强大,储能的受益程度也会进一步放大。

美欧加“大”电池生产支持力度,全球电池供应链或迎新变局

作为海外最火热的两大储能市场,美国和欧洲已经连续三年新增储能装机规模达GW级以上,美国能源信息署(EIA)预计2022年美国电池储能的累计装机规模将会达到9.2GW,到2025年将会达到30GW,欧洲储能协会(EASE)预测到2030年欧洲的电池储能需求将达到67GW。与此同时,美国和欧洲亦是全球汽车大国,电动汽车的快速发展,使得他们对于动力电池的需求更是与日俱增,据外媒数据显示,2030年美国市场的电池需求将超过1.8TWh,欧洲的电池需求也将达到1TWh,市场空间巨大。

根据IEA的报告数据,中国在全球关键材料、相关组件、电池制造等环节中的份额均超过60%,占据主导地位。近年来受疫情影响,特别是能源危机以及全球碳中和进程加速的影响下,美欧电池供应链的短板问题进一步凸显,摆脱依赖,保证供应链的充足稳定是当务之急。近两年,美欧已陆续出台了一系列措施,资金投入不断增加,双方目标都是要打造一个本地制造的、可持续的、有竞争力的供应链体系,届时全球的供应链或将呈现新的格局。22年美欧针对本国电池供应链方面的重要举措如下:

2022年2月11日,美国能源部 (DOE) 发布两份资助机会公告(FOA),提供总额为 29.1 亿美元的资金,为电池材料精炼和生产工厂、电池和电池组制造设施以及回收设施等全产业链提供资金支持,这对于未来快速发展的清洁能源行业(包括电动汽车和储能)至关重要。同年8月,DOE发布DE-FOA-0002678号文件,公布了最新的资助名单,包括21个项目,通过《两党基础设施法》提供的28亿美元资金拨付。11月,DOE再次通过《两党基础设施法》提供的7400万美元,用于资助10个电池回收和再利用的项目。一系列举措全部是为了加速在本土建立一个强大、稳固、可持续的供应链体系,确保电池供应链关键环节的“美国制造”,以支持美国长期的经济竞争力、实现能源独立性和脱碳,并满足国家安全的需求。

2022年12月9日,欧洲议会和欧洲理事会就《新电池法》达成临时协议,旨在使投放到欧盟市场的所有电池更具可持续性、循环性和安全性。立法首次规范电池“从生产到再利用和回收”的整个生命周期,并确保它们是安全、可持续和有竞争力的。这项协议适用于包括储能在内的所有电池。《新电池法》生效后,从 2024 年起还将逐步引入对碳足迹、回收成分以及性能和耐久性的可持续性要求。这也意味着很多中国的动力电池生产制造企业生产的动力电池的碳足迹要向欧盟汇报,且要根据欧盟的计算法则计算碳足迹。

安全问题不容忽视,但也不要过度放“大”

2022年9月20日,美国公共事业公司PG&E位于美国加州蒙特雷的Elkhorn电池储能项目发生火灾事故,未造成人员伤亡。事故项目由PG&E持有和运营,于当年4月正式并网运行,该项目由256个Tesla的Megapack单元组成,每个单元都将电池和PCS设备集成在一个柜子里,通过变压器和开关设备连接到115kV输电系统中,储能规模182.5MW/730MWh。这是Tesla继2021年7月维多利亚大电池储能项目发生火灾后的第二起事故,这起事故中的项目同样应用了Megapack,储能规模300MW/450MWh,在项目测试过程中发生了火灾,随后的事故调查结果显示,起火原因为冷却液泄漏导致的电池单体热失控。

巧合的是,此次加州事故电站的所在地,还建有一座储能电站——Moss Landing储能电站,同样由PG&E持有,Vistra Energy公司运营,LG Energy Solution公司提供电芯,Fluence公司提供系统集成以及工程总包。该项目是目前全球最大的在运锂电池储能项目,分两期建设,一期300MW/1200MWh,二期新增100MW/400MWh,2021年9月,一期项目发生电池过热事故,五个月后项目再次发生事故,大约10个电池架被熔化。

这几起事故的电站规模都在百兆瓦以上,另据CNESA全球储能数据库的不完全统计,2022年,全球共发生了18起储能安全事故,百兆瓦级的事故项目数明显多于往年。随着全球储能项目规模增大,安全隐患也随之增大,因此会更加受到行业的关注和思考。

储能的安全涉及产业发展的各个环节,也更应该是各个环节考虑的首要因素。套用现代安全经济学的“三角形理论”,产业发展再快,没有安全底边的支撑,就不能构成一个稳固的三角形。而在产业高速发展的过程中,安全问题不可避免,我们不能忽视,但也不要过度放大,更不应成为阻碍行业发展的壁垒。

做好事前预防事后改进、技术研发、标准完善等,才能有效降低安全风险。上述提到的安全事故在经历了事故调查,以及一系列测试和调试后,已经相继复运,运行良好,在当地电力批发市场中赚取的收益也十分可观。另外,Moss Landing的三期350MW/1400MWh扩建项目正在建设中,远期规模目标更是要达到1.5GW/6GWh。

长时储能入选2022年全球十“大”突破性技术

2022年2月,《麻省理工科技评论》发布2022年全球十大突破性技术,长时储能位列之一,指出廉价、持久的长时储能技术可以帮助缓解可再生能源电力的供应压力,并扩大清洁能源的使用范围。长时储能理事会(LDES)将长时储能市场的发展划分为三个阶段,分别是:创建阶段(~2025年),增长阶段(2025-2030年)和成熟阶段(2030-2035年)。按照划分,2022年正值长时储能的创建阶段,回顾过去一年的市场表现,主要呈现以下几个特点:

一是政府继续加大资金支持力度,加快推进技术研发与示范应用。2月,英国商业,能源和工业战略部(BEIS)宣布拨款6800万英镑,第一阶段资金670万英镑,用于支持24个长时储能技术的研发。同年11月,第二阶段资金3290万英镑,拨付给了胜出的5个技术。5月,美国能源部通过《两党基础设施法案》四年内将拨款5.05亿美元,支持长时储能技术开发。

二是产能步入落地期,保障增长阶段的供应能力。铁基液流电池公司ESS Inc.位于澳大利亚昆士兰州Maryborough的电池工厂正式开工建设,计划24年投产,26年实现产能400MW/年,该工厂也是目前澳大利亚唯一一座铁基液流电池工厂。全钒液流电池公司Cellcube计划在澳大利亚东部建设年产能1GW/8GWh的电池工厂。铁空气电池公司Form Energy拟在西弗吉尼亚州韦尔顿建设其第一家工厂,预计总投资7.6亿美元,24年投产。

三是示范特殊场景,验证技术能力。洛克希德-马丁将在美国卡森堡军事基地开展液流电池的示范应用,是目前美军基地安装的最大的长时储能技术,规模1MW/10MWh,验证其在供电可靠性方面的能力,特别是在因极端天气或网络受到攻击而引起的停电阶段,长时储能技术要提供充足的备用电源,保证军事设施的正常运转。

四是多种技术实现应用突破、创新。全球首个基于沙石的储热项目在芬兰投运,系统由Polar Night Energy开发,易于建设,成本低,主要是将上百吨的砂石放置在1个4*7米的钢制集装箱内,利用可再生能源发电将其加热到500-600℃,储能规模100kW/8000kWh,供当地区域供暖系统使用。芬兰冬天漫长而寒冷,特别是在俄罗斯中断天然气供应后,这套系统在芬兰极具应用推广价值。11月,Green Gravity对外宣称将利用30吨的钢卷在矿井中开展重力储能试验,另外,公司还选址了175个可能开展重力储能应用的场地,总能量可达3GWh。12月底,荷兰公用事业公司Eneco和欧洲能源公司Corre Energy计划在荷兰格罗宁根部署一个320MW、84小时持续时长的压缩空气储能项目,是目前全球最长持续时间的压缩空气储能项目。

欧洲爆发能源危机,家储需求“大”增

2022年,受俄乌冲突影响,加剧了欧洲能源危机,天然气以及石油价格大幅上涨,导致欧洲多个国家居民电价上涨3倍以上,叠加补贴政策激励效应,带动欧洲家储市场规模激增。据SolarPower Europe(SPE)常规场景预测,2022年,欧洲新增家储系统的装机规模3.9GWh,年增速超过70%,累计装机规模将达到9.3GWh,如果不是因为供应链和安装人员不足,规模将会更大。欧洲正在成为各方竞逐的热土,德国、意大利、奥利地和英国是欧洲的四大家储市场,德国会在未来5年内一直占据第一的位置。中国电池和逆变器企业利用产业链优势,在欧洲家储市场的认可度也在不断提升,根据EUPD Research的数据显示,目前德国市场中,比亚迪的市场份额已经超越长期占据榜首位置的Sonnen,达到23%。

此外,欧洲家储系统与屋顶光伏的配置比例也在快速上升,21年已达到27%,德国的配置比例最高,达到70%,家储系统几乎成为屋顶光伏的标配。越来越多的居民选择光储系统,包括新购置光储系统,或者在自有屋顶光伏上加装储能。降低高昂的电费仍是最大驱动力,居民实现能源独立性的意识逐渐提升,对家储的兴趣大增。从收益情况看,据测算,不考虑补贴,欧洲家储收益率可达15%以上,随着系统成本的降低和电价的上涨,内部收益率还将提高,进一步刺激家储的快速发展。根据SPE的预测,理想场景下,到2026年,欧洲家储市场规模将会达到44.4 GWh,实现近5倍的增长。

澳大利亚“大”力支持构网型储能应用,构建下一代可靠高效运行的电网

2022年12月,澳大利亚可再生能源局(ARENA)划拨1.76亿澳元,用于支持8个电池储能项目,储能规模共计2GW/4.2GWh,这些项目全部为构网型储能新建或改造项目,单个项目规模均在200MW以上。此前,ARENA已经陆续支持过几个构网型储能项目,包括位于南澳的Tesla Hornsdale项目、AGL Energy托伦斯岛项目等。

构网型储能关注度不断提高,除了澳大利亚,美国能源部划拨2500万美元支持通用“构网型”逆变器联盟 (UNIFI),以推进“构网型”技术应用。该组织将由美国国家可再生能源实验室(NREL)、美国电力科学研究院(EPRI)和华盛顿大学主导,目前的主要任务之一开发基于逆变器的下一代电网所需硬件互操作标准,这也是任何新兴技术应用于电网的关键。SMA、日立能源、施耐德电气、西门子能源、通用电气、丹佛斯、伊顿等海外知名企业都有兴趣参与其中。

随着新能源和电力电子设备高渗透率接入,电力系统惯性减小、系统强度变弱趋势明显,稳定性问题愈发严重。构网型(Grid Forming)储能是高比例可再生能源电力系统稳定的关键技术之一,与跟网型储能相比,可以提供同步电压电流,为电网提供虚拟惯性等优势。此外,在极端环境下构网型储能还可以提供故障穿越、黑启动及有功无功稳定功能,同时减少备用线路的改造需求,保障电网稳定,最终实现100%可再生能源供电。构网型储能被认为在下一代电网中会占据重要一席。

标签: 澳大利亚 可再生能源 快速发展

上一篇:
下一篇: