中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、前景及其各技術(shù)路線發(fā)展趨勢(shì)分析[圖]

    儲(chǔ)能，是通過(guò)特定的裝置或物理介質(zhì)將不同形式的能量通過(guò)不同方式儲(chǔ)存起來(lái)，以便以后再需要時(shí)利用的技術(shù)。

    從儲(chǔ)能介質(zhì)與儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)來(lái)看，儲(chǔ)能技術(shù)可以分為機(jī)械類儲(chǔ)能、電氣類儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能等。其中，抽水蓄能與電化學(xué)儲(chǔ)能是用途最廣，發(fā)展更為成熟的兩種方式，從發(fā)展遠(yuǎn)景來(lái)看，化學(xué)儲(chǔ)能有望在2030年前后獲得迅速的發(fā)展機(jī)會(huì)。

儲(chǔ)能技術(shù)分類

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    儲(chǔ)能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于提升電網(wǎng)輸出與負(fù)荷匹配度，降低電網(wǎng)輸出波動(dòng)，減少電能損耗，以提升能源利用效率。各種儲(chǔ)能技術(shù)特性存在較為顯著的差別，適用范圍也有較大的區(qū)別，飛輪與超級(jí)電容器儲(chǔ)能主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)電壓波動(dòng)較為敏感的精密制造與通信、數(shù)據(jù)中心等行業(yè)，抽水蓄能主要應(yīng)用于大電網(wǎng)的輸配電環(huán)節(jié)，而化學(xué)儲(chǔ)能則更多運(yùn)用于光、風(fēng)發(fā)電等波動(dòng)較大的可再生能源發(fā)電側(cè)、中小型智能變電站和用電側(cè)。

各類儲(chǔ)能技術(shù)路線比較

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    從全球以及中國(guó)的能源體系變化趨勢(shì)來(lái)看，儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成為輸配電領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。一是由于全球能源結(jié)構(gòu)不斷的向清潔化變化，光風(fēng)等新能源發(fā)電方式受自然因素影響較大，具有明顯的間歇性發(fā)電的特點(diǎn)，隨著新能源并網(wǎng)的容量增加，發(fā)電側(cè)對(duì)電網(wǎng)的沖擊性擴(kuò)大。二是，隨著節(jié)能環(huán)保的要求不斷增長(zhǎng)，全社會(huì)終端能源消費(fèi)需求持續(xù)向電能轉(zhuǎn)移，化石能源在終端消費(fèi)比例降低，新能源汽車等新型用電終端的用電需求不斷增加，電網(wǎng)負(fù)荷需求在未來(lái)的波動(dòng)性將會(huì)持續(xù)變化。

2000-2018年世界一次能源消費(fèi)占比 （單位：百分比）

資料來(lái)源：BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2019版）

    總體而言，儲(chǔ)能裝置是新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是滿足可再生能源大規(guī)模接入的重要手段，也是分布式能源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于增進(jìn)能源利用效率，提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性具有重要意義，未來(lái)隨著電力電子器件與能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)的運(yùn)用將會(huì)更加普遍。

    全球各國(guó)對(duì)儲(chǔ)能發(fā)展頗為重視，相繼出臺(tái)了推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的支持政策。我國(guó)的儲(chǔ)能行業(yè)也總體處于發(fā)展的初級(jí)階段，行業(yè)主要以示范性應(yīng)用為主，近幾年我國(guó)在儲(chǔ)能行業(yè)的項(xiàng)目規(guī)劃、政策支持和產(chǎn)業(yè)布局等方面都顯著加速，政策出臺(tái)更加密集。

中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)主要政策

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    總體而言，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初級(jí)階段，以示范應(yīng)用為主，與發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相比還有一定的差距。中國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)起步可以追溯到2000年初，歷經(jīng)十幾年，儲(chǔ)能走過(guò)了技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用和商業(yè)化初期三個(gè)階段。目前我國(guó)沒(méi)有一種儲(chǔ)能技術(shù)在市場(chǎng)上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)盈利的項(xiàng)目少之又少，儲(chǔ)能行業(yè)想要取得長(zhǎng)足發(fā)展，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化，需要解決經(jīng)濟(jì)性、政策性和技術(shù)性三方面問(wèn)題。

    近年來(lái)，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在項(xiàng)目規(guī)劃、政策支持和產(chǎn)能布局等方面均加快了發(fā)展的腳步，行業(yè)發(fā)展也更加規(guī)范。中國(guó)抽水蓄能技術(shù)更為成熟，行業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢，而電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)的增速明顯高于全球市場(chǎng)，光熱儲(chǔ)能目前尚處于起步階段、飛輪儲(chǔ)能逐步進(jìn)入商業(yè)化規(guī)?；瘧?yīng)用的導(dǎo)入期。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》指出：2014年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)約22.21GW，到2018年達(dá)到了31.3GW。近幾年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)累計(jì)裝機(jī)情況如下圖所示：

2014-2018年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)裝機(jī)情況

資料來(lái)源：智研咨詢整理

2014-2018年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)應(yīng)用格局

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    近幾年我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，從2014年的26.51億元增長(zhǎng)到了2018年的67.82億元，其中，2016年規(guī)模達(dá)到了124.71億元。如下圖所示：

2014-2018年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模情況

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    從細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2018年我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模約67.85億元，其中，抽水儲(chǔ)能規(guī)模31.46億元；化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模31.55億元；其他儲(chǔ)能規(guī)模4.84億元。如下圖所示：

2014-2018年中國(guó)儲(chǔ)能細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模情況

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    從行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)有望在可再生能源技術(shù)，數(shù)據(jù)中心、5G基站、新能源汽車等新型電力消費(fèi)終端與全社會(huì)電力消費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)的推動(dòng)下，在未來(lái)幾年獲得爆發(fā)式增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)主要?jiǎng)右?br />

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    根據(jù)中國(guó)現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，能源消費(fèi)態(tài)勢(shì)，以及能源技術(shù)演進(jìn)情況，預(yù)計(jì)未來(lái)中國(guó)的儲(chǔ)能技術(shù)將在電化學(xué)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能與化學(xué)儲(chǔ)能三個(gè)方向有較大的發(fā)展機(jī)會(huì)，其中電化學(xué)儲(chǔ)能確定性最高，飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用范圍最廣，化學(xué)儲(chǔ)能前景極為廣闊，但存在較大的不確定性。

    電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)增長(zhǎng)確定性主要來(lái)源于兩個(gè)方面，一是中國(guó)已經(jīng)成為最大的新能源汽車市場(chǎng)，動(dòng)力電池存量龐大，處于資源節(jié)約利用要求，有必要推動(dòng)動(dòng)力電池的梯次利用，同時(shí)龐大的新能源汽車市場(chǎng)也培育了中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈。

2011-2019年1-11月新能源汽車產(chǎn)銷量走勢(shì)

資料來(lái)源：汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、智研咨詢整理

    此外，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)極為成熟，在鉛蓄電池時(shí)代就已經(jīng)在UPS領(lǐng)域得到廣泛的利用，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)推廣應(yīng)用難度小，產(chǎn)業(yè)鏈極為完善，且兼容性好，目前已經(jīng)成為中國(guó)市場(chǎng)最為主要的儲(chǔ)能項(xiàng)目，未來(lái)隨著2015年前后的新能源汽車進(jìn)入電池更換周期，鋰電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的梯次利用有望迅速增長(zhǎng)。

    飛輪儲(chǔ)能技術(shù)相對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)而言，其應(yīng)用范圍更為廣闊。主要是由于其相對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能的技術(shù)的靈活度更高，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)具有最高的能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、易維護(hù)、使用環(huán)境要求低、無(wú)污染、使用壽命長(zhǎng)。因此可以廣泛的適用于如半導(dǎo)體生產(chǎn)線、機(jī)場(chǎng)、移動(dòng)電源車、風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電以及整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻，同時(shí)隨著居民部門的用量上升，居民小區(qū)的電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻需求也會(huì)顯著增長(zhǎng)，但中國(guó)的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)成熟度還相對(duì)較低，技術(shù)成熟與示范應(yīng)用仍需8-10年左右的時(shí)間推廣。

    化學(xué)儲(chǔ)能的前景極為廣闊，主要是由于電解水制氫工藝能夠?qū)⒖稍偕茉窗l(fā)電與氫能源兩個(gè)大方向極為緊密的聯(lián)合起來(lái)。目前全球的工業(yè)制氫工藝主要以天然氣、煤制氫兩種為主，電解水制氫主要用于實(shí)驗(yàn)室。天然氣制氫、煤制氫工藝由化石能源轉(zhuǎn)化，存在較大能源損耗，同時(shí)氫氣純度相對(duì)較低，后續(xù)提純難度大，難以直接用于氫燃料電池。而利用可再生能源發(fā)電技術(shù)生成的電力電解水制氫能夠獲得極高的純度氫氣，可以直接利用，設(shè)備投資成本低，同時(shí)可以消納過(guò)剩的可再生能源產(chǎn)生的電力，提高可再生能源的經(jīng)濟(jì)效益，且具有較大的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)分布式生產(chǎn)，隨著全球可再生能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展以及氫能源利用技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)具有極為廣闊的市場(chǎng)前景。

    目前歐、美、日等都制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略和詳細(xì)的計(jì)劃，并在迅速而有步驟地推進(jìn)，已經(jīng)取得了積極成果。中國(guó)也出臺(tái)了許多相關(guān)政策，示范項(xiàng)目建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，2019年全國(guó)首個(gè)MW級(jí)氫儲(chǔ)能項(xiàng)目落戶六安，2020年山西首座氫儲(chǔ)能綜合能源互補(bǔ)項(xiàng)目簽約，預(yù)計(jì)投資6億元人民幣，進(jìn)行以氫為主的儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)，一期計(jì)劃建設(shè)10MW電解水制氫高壓儲(chǔ)氫系統(tǒng)，項(xiàng)目建成后每天制取高純度的氫氣5000kg。但在實(shí)際運(yùn)用中，氫儲(chǔ)能的發(fā)展仍要突破眾多技術(shù)難關(guān)，具有較大的不確定性。