【国家发改委能源所】国家发改委能源所:新型储能发展路径与前景展望_21页_7mb
报告摘要
新型储能发展路径与前景展望总结
核心内容
新型储能技术在推动中国实现碳中和目标中发挥着重要作用。随着风电和光伏发电装机容量的迅速增长,储能需求也相应增加。2022年,中国风电、光伏发电装机容量达到7.6亿千瓦,发电量占比13.7%。预计到2060年,风电和光伏发电装机容量将接近60亿千瓦,占比接近70%。这要求储能系统具备更高的灵活性和调节能力,以匹配新能源的波动性和间歇性。
主要观点
- 新型储能技术具有建设周期短、选址灵活、调节能力强等优势,与新能源开发和消纳的匹配性更好。
- 在碳中和阶段,VRE(波动性可再生能源)发电量占比达到60-70%时,储能功率需求将占负荷高峰的1/3以上,容量需求为日均用电量的10-20%,放电时长7-10小时。
- 2022年,中国新型储能新增装机量约5.9GW,累计装机11.2GW,占比为19.8%。其中,锂离子电池占比高达90.7%,液流电池3.5%,压缩空气1.9%。
- 新型储能技术在成本、寿命、应用场景等方面各有优势,如钠离子电池破解资源瓶颈,液流电池适合中长时间尺度调节,压缩空气和重力储能适合长周期储能,氢储能具备大规模长周期储能潜力。
关键信息
储能与波动性可再生能源关系
- VRE发电量占比、电力消费总量和负荷特性决定了储能资源需求。
- 当VRE电量低于20%时,储能需求增速平缓;超过40%后增速加快;在碳中和阶段,储能需求显著上升。
储能技术进展
- 锂电池:动力电池产业推动成本下降,但关键资源成本仍存在较大波动。
- 钠离子电池:2023年启动量产,未来在储能领域有巨大潜力。
- 液流电池:电解液寿命长,适用于中长时间尺度调节。
- 压缩空气:10~100MW集成示范取得进展,部分项目投资接近抽水蓄能。
- 重力储能:使用寿命长,选址灵活,适合长周期储能。
- 氢储能:具备大规模长周期储能潜力,但目前制氢和发电能效偏低。
储能价格与成本
- 2022年底电池级碳酸锂价格为60万元/吨,2023年4月回落至20万元/吨以下,随后回升。
- 2023年1-3月,系统平均中标价1.5元/Wh,EPC平均中标价1.8元/Wh。
- 280Ah产品成为主流,储能电芯标准化有助于降低成本。
新型储能应用与前景
- 移动储能:电动汽车车网互动(VGI)具有边际储能成本接近于0的优势,预计2060年NEV保有量将达4-5亿辆。
- 熔融盐储热:工作温度290-560摄氏度,可提高光热发电效率和降低成本。
- 绿氢经济性:P2X(电力到燃料)技术可降低弃电量和系统成本,而X2P(燃料到电力)成本较高,需技术突破。
储能政策与商业模式
- 国家发展改革委出台多项政策,推动储能参与电力市场,包括调峰辅助服务、现货市场、容量补偿等。
- 储能商业模式涵盖发电侧、用户侧和电网侧,包括电量消纳、辅助服务、现货市场、容量租赁等。
- 鼓励推广新型储能、分布式电源、电动汽车、空调负荷等主体参与需求响应,推进储能技术的创新和应用。
前景展望
| 项目 | 现状 | 高比例VRE电力系统 | 碳中和电力系统 |
|---|---|---|---|
| 电力供给 | 常规电源+抽水蓄能 | 常规电源+新能源+电化学储能+新型物理储能+V2G | 常规电源+新能源+V2G+电化学储能+新型物理储能 |
| 电力需求 | 传统负荷 | 传统负荷+灵活负荷+储能 | 传统负荷+灵活负荷+储能+P2X |
| 平衡尺度 | 秒-分钟 | 毫秒-分钟-日尺度 | 毫秒-周-年尺度 |
| 应用价值 | 调频 | 削峰填谷、调频、爬坡、惯量、容量支撑 | 跨界协同:电-车/氢/热 |
| 融合方式 | 火储、新能源配储联合体为主 | 联合体+独立主体相结合 | 用户侧、聚合储能为主 |
措施建议
- 降低新型储能市场准入门槛,优化出清算法和提升算力。
- 推进辅助服务与现货市场建设,推广调峰竞价机制和按调频效果付费机制。
- 完善电力市场交易模型,适应储能的荷电状态约束和老化成本。
- 探索储能容量定价与交易机制,开展以储能容量使用权为标的的交易。
- 研究储能通过输配电价回收成本的可行性,形成一揽子解决方案。
- 完善分布式储能市场参与机制,开展聚合商聚合分布式资源的试点项目。
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