长时储能行业分析报告( 40 页)

    2022-08-29

长时储能行业分析报告( 40 页)


目 录

1、 长时储能:碳中和时代的必然选择 .... 6

1.1、 储能的本质:让能量更可控 ....... 6

1.2、 储能的应用:让分布式更“优质”、让系统更灵活 ....... 6

1.3、 储能的需求:高比例可再生能源下的必然要求 ...... 7

1.4、 长时储能:碳中和时代的必然呼唤 .... 9

1.5、 长时储能的推进节奏:循序渐进、星辰大海 .... 11

2、 长时储能:百花齐放,百舸争流 ...... 14

2.1、 抽水蓄能:当前最成熟、度电成本最低的储能技术 ..... 15

2.1.1、 原理:依靠水的重力势能作为介质储能 ...... 15

2.1.2、 优劣势:储能技术成熟,但选址受限、开发周期较长 .... 15

2.1.3、 产业链:主要涉及投资、承包、设备商 ...... 16

2.1.4、 产业化:最早实现大规模商业化,装机总规模超36GW ..... 17

2.2、 压缩空气储能:效率提升下,极具前景的大规模储能技术 ...... 19

2.2.1、 原理:依靠高压气体作为介质储能 ..... 19

2.2.2、 优劣势:已摆脱地理约束,但当前效率相对较低 ....... 20

2.2.3、 产业链:压缩机、膨胀机为核心部件 ..... 20

2.2.4、 产业化:百兆瓦级先进压缩空气储能系统并网调试 .... 21

2.3、 锂离子电池:优秀的中短时储能技术同样适用于部分长时场景....... 23

2.3.1、 优劣势:储能技术较为成熟,但锂资源约束明显 ....... 23

2.3.2、 产业链:发展成熟,电池价值量占比最高 ...... 24

2.4、 钠离子电池:与锂电类似,但无资源约束的储能方式 ..... 25

2.4.1、 原理:与锂离子电池类似 .... 25

2.4.2、 优劣势:更低的理论成本,更低的循环寿命....... 25

2.4.3、 产业链:上中下游发展初具雏形 ..... 26

2.4.4、 产业化:MWh 级钠离子电池储能系统投入运行 ..... 26

2.5、 液流电池:功率与容量解耦的电化学储能方式 .... 27

2.5.1、 原理:依靠氧化还原液流电池进行储能 ...... 27

2.5.2、 优劣势:容量、功率独立设计,规模易扩展,但成本较高 ..... 28

2.5.3、 产业链:隔膜、电解液为影响性能的核心材料 ....... 28

2.5.4、 产业化:百兆瓦级全钒液流电池储能系统整站调试 .... 29

2.6、 熔盐储热:光热电站的配储系统 ...... 31

2.6.1、 原理:依靠熔盐介质储存热能 .... 31

2.6.2、 优劣势:热发电场景中的储能介质 ..... 31

2.6.3、 产业链:光热发电市场促储热产业链成熟 ...... 32

2.6.4、 产业化:百兆瓦级熔盐塔式光热电站并网发电 ....... 33

3、 经济性是比较长时储能技术的最佳准绳 .... 35

3.1、 计算方法:测算各类长时储能技术的LCOE .... 35

3.2、 核心假设:基于当前时点的技术与成本情况 .... 36

3.3、 初始投资成本、储能效率与循环寿命是三大核心因素 ..... 37

3.3.1、 最便宜的长时储能:抽水蓄能、压缩空气、锂离子电池储能 ..... 37

3.3.2、 压缩空气:效率提升至65%时,经济性有望超过抽水蓄能 .... 37

3.3.3、 锂离子电池:锂价回落后,仍是比较经济的长时储能方案 ..... 38

3.3.4、 液流电池:初始投资成本和储能效率是两大掣肘因素 .... 38

3.3.5、 钠离子电池:极致降本后,可作为比较经济的长时储能方案 ..... 38

4、 投资建议 ..... 40

5、 风险分析 ..... 40

图目录

图1:储能的应用梳理 .... 7

图2:2020 年五省区风电容量可信度 ..... 7

图3:系统可靠容量供给图 ..... 7

图4:波动性可再生能源并网阶段划分(2017 年) .... 8

图5:加州夏季单日电力供给曲线(MW) .... 9

图6:风电、光伏发电占比越高,储能时长越长 .... 9

图7:加州夏季单日电池储能设备充放电曲线 ...... 10

图8:长时储能的推进节奏:循序渐进、星辰大海 ...... 11

图9:欧洲各国可再生能源在电力供应中的比例目标 ....... 12

图10:抽水蓄能电站工作原理 ..... 15

图11:抽水蓄能电站开发建设流程 ...... 16

图12:抽水蓄能产业链与相关公司情况 ....... 16

图13:全国在运抽水蓄能投资企业分布(万KW) ..... 17

图14:全国在建抽水蓄能投资企业分布(万KW) ..... 17

图15:中国抽水蓄能装机规模显著增长 ....... 17

图16:压缩空气储能系统工作原理 ...... 19

图17:压缩空气储能技术类型 ..... 19

图18:中储国能各项目转换效率 ...... 20

图19:压缩空气储能产业链梳理 ...... 21

图20:2021 年中国各储能技术装机规模占比 ....... 23

图21:2021 年以来,锂资源价格大幅上涨 ...... 24

图22:中国锂资源储量仅占全球6% .... 24

图23:锂离子电池产业链梳理 ..... 24

图24:钠离子电池工作原理示意图 ...... 25

图25:钠离子电池的优势 ..... 25

图26:钠离子电池产业链梳理 ..... 26

图27:钠离子电池商业化进展近年来加快 ....... 26

图28:全钒液流电池工作原理 ..... 27

图29:全钒液流电池反应原理 ..... 27

图30:铁铬液流电池工作原理 ..... 27

图31:液流电池输出功率调节方式 ...... 28

图32:液流电池储能容量调节方式 ...... 28

图33:液流电池产业链 .... 29

图34:全钒液流电池体系成本结构比例 ....... 29

图35:铁铬液流电池商业化进程 ...... 30

图36:熔盐储热原理示意图 ..... 31

图37:储热技术类型 .... 31

图38:塔式光热发电系统示意图 ...... 32

图39:熔盐储热清洁供热系统示意图....... 32

图40:熔盐储热产业链梳理 ..... 32

图41:首航高科敦煌100MW 熔盐塔式光热电站 ..... 34

图42:成本计算方法示意图 ..... 36

表目录

表1:各类发电方式的储能介质 ...... 6

表2:加州4h 以上的锂电池储能项目....... 10

表3:全球主要储能市场结构拆分 .... 12

表4:“十四五”可再生能源发展规划测算 ..... 13

表5:储能技术路线对比 ....... 14

表6:惠州、广州抽水蓄能电站基本情况 ..... 18

表7:德国Huntorf 电站成本结构拆分 ...... 21

表8:国内外压缩空气储能电站对比 .... 22

表9:各类长时储能方式提供功率的装置与贮存能量的装置 .... 23

表10:国内全钒液流项目建设情况 ...... 30

表11:50MW 德令哈储热7h 熔盐电站参数 ..... 33

表12:全生命周期成本计算的核心假设 ....... 37

表13:5 种储能形式的全生命周期度电成本(元/kWh) ..... 37

表14:压缩空气储能中,“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析(元/kWh) ...... 38

表15:锂电储能中,“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析(元/kWh) ...... 38

表16:液流电池储能中,“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析(元/kWh) ...... 38

表17:钠电储能中,“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析(元/kWh) ...... 39


[报告关键词]:   长时储能    储能  
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