12月19日,海通國際(ji)發布名為《光熱儲能新模(mo)式,發展指(zhi)日可待》的最(zui)新研報。
儲能助力新能源消納,新型儲能高速發展
報(bao)告指出,減少棄(qi)(qi)風(feng)棄(qi)(qi)光(guang)(guang)和提供(gong)輔助服務是(shi)需要(yao)儲能(neng)的(de)主要(yao)原因。雙碳目標下,新能(neng)源(yuan)風(feng)光(guang)(guang)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)和發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)快速發(fa)(fa)展。2021年(nian)風(feng)光(guang)(guang)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(6.4億千瓦(wa)(wa))占(zhan)(zhan)總(zong)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(23.8億千瓦(wa)(wa))為26.7%,我們(men)預(yu)(yu)計2025年(nian)風(feng)光(guang)(guang)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(11.1億千瓦(wa)(wa))占(zhan)(zhan)總(zong)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)(30.5億千瓦(wa)(wa))36.3%。預(yu)(yu)計2020-2025年(nian)風(feng)光(guang)(guang)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)CAGR增(zeng)速分(fen)(fen)別(bie)為14.3%和17.1%。2021年(nian)風(feng)光(guang)(guang)總(zong)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)占(zhan)(zhan)比總(zong)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)11.8%,根(gen)據國(guo)家能(neng)源(yuan)局預(yu)(yu)計,2025年(nian)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)占(zhan)(zhan)比為16.5%。研報(bao)預(yu)(yu)計,2020-2025年(nian)風(feng)光(guang)(guang)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)CAGR增(zeng)速分(fen)(fen)別(bie)為14.3%和17.1%。
風光(guang)不(bu)穩定(ding)性和波(bo)(bo)動性催生調(diao)峰調(diao)頻需求(qiu),儲能(neng)(neng)將大(da)幅受益。新能(neng)(neng)源(yuan)發電波(bo)(bo)動性強(qiang),不(bu)可預(yu)測(ce)性強(qiang)。當新能(neng)(neng)源(yuan)大(da)量(liang)并入電網時,會增加電網的(de)波(bo)(bo)動,電網安全性或(huo)將受到沖擊。對火(huo)電進行靈活性改造、發展(zhan)調(diao)峰氣電或(huo)開發儲能(neng)(neng)(包括(kuo)抽水蓄能(neng)(neng)和新型儲能(neng)(neng))是(shi)理想的(de)解決方(fang)案。
根據國(guo)家能源局統計結果,2019H1,在(zai)電力(li)輔(fu)助服務(wu)市場(chang)中只有(you)火電從輔(fu)助服務(wu)市場(chang)收取的補償費(fei)(fei)用高(gao)于(yu)分攤費(fei)(fei)用。對(dui)于(yu)風(feng)電、光伏而(er)言,其分攤費(fei)(fei)用都高(gao)于(yu)補償費(fei)(fei)用,特別是風(feng)電。
圖:補償后風力發電可與需求匹配
圖:2019H1電力(li)輔(fu)助服務市場補償和分攤費用(yong)
儲能有利于(yu)新(xin)能源(yuan)消納,減(jian)少棄(qi)(qi)風(feng)(feng)棄(qi)(qi)光(guang)。2021年我國風(feng)(feng)電(dian)和光(guang)伏(fu)利用率分別為96.9%和98%,處于(yu)較(jiao)高水平。但是未來隨著風(feng)(feng)光(guang)發電(dian)量(liang)增(zeng)大(da),消納難度增(zeng)大(da)。2021年西藏棄(qi)(qi)光(guang)率達(da)到19.8%。青海的棄(qi)(qi)風(feng)(feng)率和棄(qi)(qi)光(guang)率為10.7%和13.8%。棄(qi)(qi)風(feng)(feng)棄(qi)(qi)光(guang)問(wen)題源(yuan)于(yu)“三北”地(di)區(qu)(qu)的系統(tong)調峰能力、跨(kua)省區(qu)(qu)外送能力無法支撐(cheng)本地(di)區(qu)(qu)新(xin)能源(yuan)的大(da)規模開發。儲能、(電(dian)跨(kua)區(qu)(qu)域傳(chuan)輸(shu)(特高壓等)、轉(zhuan)變能量(liang)形態以達(da)到跨(kua)區(qu)(qu)域傳(chuan)輸(shu)(氫儲能)、在中(zhong)東(dong)部地(di)區(qu)(qu)等電(dian)需求量(liang)大(da)的地(di)方發展新(xin)能源(yuan)(存在資源(yuan)稟(bing)賦的桎梏(gu),原因是國內光(guang)伏(fu)資源(yuan)較(jiao)好的地(di)區(qu)(qu)為“三北”地(di)區(qu)(qu))和產(chan)業轉(zhuan)移,將高耗能行業轉(zhuan)移到風(feng)(feng)光(guang)資源(yuan)好的地(di)方可以有效解(jie)決(jue)棄(qi)(qi)風(feng)(feng)棄(qi)(qi)光(guang)問(wen)題。
表:2021年風電(dian)和光伏利用率(部分城市)
目前,世界(jie)上已投運(yun)電力儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)項目累計裝(zhuang)機規模(mo)(mo)209.4GW,同(tong)比增(zeng)長9%。主(zhu)要的(de)抽(chou)(chou)水(shui)蓄能(neng)(neng)(neng)、新(xin)能(neng)(neng)(neng)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(鋰離子電池(chi)(chi)、鈉硫電池(chi)(chi)、鉛蓄電池(chi)(chi)、液流電池(chi)(chi)、壓縮空氣、飛輪(lun)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)氫儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)等(deng))和(he)(he)熔融鹽儲(chu)(chu)熱,2021年(nian)全(quan)球(qiu)占(zhan)比分別(bie)為(wei)86.2%、12.2%和(he)(he)1.6%。其中(zhong)抽(chou)(chou)水(shui)蓄能(neng)(neng)(neng)占(zhan)比最高,但是2021年(nian)首次跌破90%的(de)占(zhan)比(下降4pct);而新(xin)型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)高速發展(+67.7%),累計裝(zhuang)機規模(mo)(mo)第(di)二,為(wei)25.4GW,同(tong)比增(zeng)長67.7%。2021年(nian)新(xin)增(zeng)投運(yun)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)機規模(mo)(mo)18.3GW,同(tong)比增(zeng)長185%。美國(guo)、中(zhong)國(guo)、歐洲、日(ri)韓和(he)(he)澳大(da)利亞分別(bie)占(zhan)新(xin)增(zeng)投運(yun)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)機規模(mo)(mo)的(de)34%、24%、22%、7%和(he)(he)6%。
國(guo)(guo)內儲能(neng)(neng)市場以抽(chou)蓄為主,新(xin)(xin)型儲能(neng)(neng)快速發展。儲能(neng)(neng)增(zeng)(zeng)速高全球約21pct。2021年(nian)底,中(zhong)國(guo)(guo)儲能(neng)(neng)項目累(lei)計裝(zhuang)機規模(mo)46.1GW,同比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長30%。其中(zhong),抽(chou)水蓄能(neng)(neng)裝(zhuang)機規模(mo)最大,為39.8GW,同比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長25%,所占比(bi)(bi)重與(yu)下降了3個百(bai)分點;2021年(nian)底,新(xin)(xin)型儲能(neng)(neng)累(lei)計裝(zhuang)機規模(mo)達到5729.7MW,同比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長75%。
光熱儲能為什么重回視野?
報告指出,曾經(jing)光(guang)(guang)熱(re)作(zuo)為(wei)與(yu)光(guang)(guang)伏正面(mian)競(jing)爭的(de)發電(dian)技(ji)術,由于(yu)度電(dian)成本(ben)降(jiang)幅低(di)于(yu)光(guang)(guang)伏,敗下(xia)陣來(lai)。現如今,光(guang)(guang)熱(re)作(zuo)為(wei)儲能(neng)技(ji)術已不(bu)再只(zhi)以度電(dian)成本(ben)與(yu)光(guang)(guang)伏競(jing)爭,由于(yu)其儲能(neng)的(de)特性、經(jing)濟性和政府(fu)政策(ce)的(de)支持,光(guang)(guang)熱(re)的(de)增(zeng)長勢頭(tou)十分強勁,足以與(yu)各類(lei)儲能(neng)技(ji)術競(jing)爭,重回(hui)市(shi)場。
圖(tu):光熱&光伏度電成(cheng)本
長時儲能潛力巨大。由(you)于(yu)光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)可(ke)(ke)以配置儲熱(re)系(xi)統,因此(ci)(ci),光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機組可(ke)(ke)以沒有光照的條件下穩定(ding)發(fa)(fa)(fa)電(dian)。如果儲熱(re)系(xi)統的容量(liang)足夠大,機組可(ke)(ke)實現24小時連續發(fa)(fa)(fa)電(dian),光熱(re)電(dian)站(zhan)可(ke)(ke)以實現與光伏(fu)不同的穩定(ding)發(fa)(fa)(fa)電(dian)。此(ci)(ci)外,還可(ke)(ke)替代部分(fen)火電(dian),作為基(ji)荷能源,充分(fen)發(fa)(fa)(fa)揮其深度調(diao)峰的優勢。
圖:西班牙Gemasolar電廠19.9MW機(ji)組(zu)(儲(chu)熱15h)一天0:00-23:50
圖:西班牙(ya)Gemasolar電(dian)廠19.9MW機組(儲熱15h)一周時間(右圖)的出力(li)曲線
度電成(cheng)本(ben)(ben)降低。第一(yi)批光熱(re)(re)示范項目多種技(ji)術路(lu)線LCOE在(zai)1.05~1.10元(yuan)(yuan)/kWh之間(jian)。首航高科(ke)2022年中標了三峽(xia)能(neng)源青海格爾木(mu)100MW光熱(re)(re)項目,金額為16.48億。我們假設(she)100MW的光熱(re)(re)發電項目投資成(cheng)本(ben)(ben)為16.5億元(yuan)(yuan),假設(she)利用(yong)小時為2000小時(德令哈(ha)50MW光熱(re)(re)電站利用(yong)小時數為2920h),在(zai)不(bu)考(kao)慮(lv)資本(ben)(ben)的時間(jian)價(jia)值和所得(de)稅(shui)的情況下,估算得(de)出度電成(cheng)本(ben)(ben)為0.66元(yuan)(yuan)/kWh。
根據美國SEGSI&II光(guang)熱(re)電(dian)(dian)站(zhan)運行超(chao)30年后正式退役,報告保守假設光(guang)熱(re)儲能電(dian)(dian)站(zhan)壽命為20年。值得注意的是,此處不同于(yu)抽蓄和電(dian)(dian)化學(xue)儲能需額(e)外再加(jia)充電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本(ben),光(guang)熱(re)儲能電(dian)(dian)站(zhan)度電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本(ben)無需再加(jia)充電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本(ben)。
表:光熱(re)發電度電成(cheng)本測算(suan)
光(guang)熱儲(chu)能未來(lai)或(huo)(huo)為輔助服務(wu)市場的(de)(de)優(you)等(deng)生。光(guang)熱可以提供調峰(feng)和(he)轉(zhuan)動慣量的(de)(de)服務(wu),比于(yu)抽蓄和(he)電(dian)化學儲(chu)能的(de)(de)優(you)點(dian)是,無需再(zai)額(e)外增加充電(dian)成(cheng)本,在電(dian)價(jia)高(gao)的(de)(de)時候,使用起來(lai)或(huo)(huo)更(geng)經濟;且相(xiang)較于(yu)電(dian)化學儲(chu)能而言,光(guang)熱儲(chu)能安全性(xing)高(gao)。
此外,目(mu)前國家對光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)也有支持(chi)政策(ce)。例如(ru)新疆發(fa)改委發(fa)布的《服務推進(jin)自(zi)治區大(da)型風電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)伏(fu)基(ji)地(di)建設操作指(zhi)引(1.0版)》,中同規模的光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)對比4小時儲能,可以配置更多的光(guang)(guang)(guang)伏(fu)。但同時報(bao)告也指(zhi)出,光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)也有其(qi)弊端,需在(zai)光(guang)(guang)(guang)照條(tiao)件好的地(di)方(fang),同時占(zhan)地(di)面積大(da),未(wei)來(lai)主要(yao)是在(zai)集(ji)中式光(guang)(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)旁邊(bian)建光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)儲能電(dian)(dian)站(zhan)(zhan),例如(ru)大(da)基(ji)地(di)項(xiang)目(mu)。
光熱儲能市場空間廣闊,招投標加速落地
在市(shi)場空(kong)間方面,報告指出光(guang)熱(re)儲能市(shi)場廣闊,2021年(nian)新增光(guang)熱(re)裝機(ji)容量(liang)較小(xiao),2022年(nian)開(kai)始(shi),光(guang)熱(re)招投標加速(su)。
根據(ju)假設和測算,未來西北光(guang)伏大(da)基地項目,75%左右大(da)基地將配(pei)置(zhi)光(guang)熱,配(pei)置(zhi)比(bi)例11%,即24607*0.5*58.9%*75%*11 %≈597.86(萬千瓦(wa))。
表:“十四五”新(xin)能源預計(ji)新(xin)增裝機量(單位:萬千瓦(wa))
以10萬塔式EPC報(bao)價16.5億估算(suan),光熱新增市場容(rong)量約為(wei)(wei)987億元。主要(yao)掌(zhang)握技(ji)術的為(wei)(wei)首航高科(ke)和可勝,參與(yu)EPC的除(chu)這兩家(jia)外還有中國電建等。
注:如需獲取該研報,可添加微信號cspswd索取。