欧阳明高:发展新能源亟须建设储能市场

发布时间:2022-07-03 11:05
来源:证券之星   阅读量:18641   

题目:发展新能源急需建立储能市场。

锂离子电池的发明使电动汽车发生了突飞猛进的变化,推动了可再生能源的发展,带来了一场新的能源革命但目前新能源还做不了三好学生,也就是不能同时做到安全供应,低价和环保这就是经济学上所谓的不可能三位一体,也是我们目前遇到的困境之一

比如新的电力系统就是以风电和光伏为主体的电力系统虽然发电价格降低,成本低,但是平价上网不等于平价利用由于实际利用过程中存在一些不平衡问题,电网稳定性不足,附加调频,调压,调峰等都是必须的,消费成本必须支付

德国是第一个实现50%以上可再生能源发电的国家,风电光伏发电相对便宜但原来的火电厂,煤电厂,燃气轮机机组都没有拆除而是将这些机组用于灵活性调节,以补偿风电光伏和调频调峰的波动性和随机性

它是储能革命的瓶颈。

全世界公认的新能源革命有五大支柱:一是可再生能源尤其是光伏风电的转型,第二,从集中式到分布式,每栋楼都变成电厂,尤其是微型电厂,三是利用氢电池储存间歇能量,四是发展能源互联网技术,第五,电动汽车作为能源使用,储能和能量回馈的终端。

在我国新能源发展过程中,风电光伏技术已经非常成熟,效率不断提高,成本不断降低,核心问题在于储能即针对可再生能源的随机性和波动性,将多余的可再生能源保存起来,当能源不足时,通过时空转换补充这部分能源所以中国光伏产能巨大,增加产能很容易,但大规模推广必须配备储能技术

因此,我们可以以储存能量为出发点,促进能量转化和新动力系统的发展这是中国实现面向碳中和的新能源革命的重要技术路径

电池的成本将继续下降。

目前,伴随着电动汽车的普及,中国电池行业的规模越来越大。

我们预计,2025年,中国电池产能将达到年产30亿千瓦时届时储能仅需3亿千瓦时,因此储能所需电池量仅为电动汽车的1/10而且从电动汽车的需求来看,10亿度电就够了所以中国的总产能已经占到世界的70%左右,质量也是位居前列的伴随着规模的进一步增大,汽车动力电池的成本会不断降低,寿命会不断提高,单次储能的成本也会降低

在行业规模不断扩大的同时,大家都在担心是否有足够的材料以及原材料的涨价去年,碳酸锂的价格已经上涨了10倍但这是产能大规模增加造成的,是短期波动长期来看,资源是足够的,新发现的资源也在不断完善但当前短期波动下的物资供应安全值得关注,国家需要采取相关措施进行对冲

用技术创新和安全标准防范电池事故。

实现大规模产业化的前提是以技术创新和安全标准防止电池事故锂离子电池是一种应用广泛,性能优异的良好储能装置,但容易发生热安全事故,即电池热失控电池的正常充放电应在—20℃至—30℃至—30℃至—50℃的温度范围内在这个范围之外,就容易发生风险,电池接近100℃就会出现异常副反应

对于集中式储能电站,电池容量很大,一般在10000千瓦时以上所以要用更好的技术,更好的技术支撑体系来预防事故的发生

电站储能应用安全主要有三种解决方案一种是主动监测使用过程中的各种诱因,通过预警发现,从而提高主动安全技术,其次,本质上提高了电池本身的安全性,从正负极材料,电解液,隔膜的选择到整个设计制造过程都有保障第三,防止本质安全问题的扩散和传染,保证整个系统不出问题,必须依靠隔热,散热,消防等手段来解决,也就是提高被动安全技术

让电动车成为电网的充电宝。

目前正在探索用汽车给电网充电,把汽车变成电网的充电宝,实现V2G的双向互动未来还可以扩展到车对车充电车到屋,车到楼,车到微网都可以交互,非常灵活用户也可以盈利,创造很多工作机会

比如大家聚车组成联合公司,政府可以参与后台建设,国家电网也参与动员,大家都受益与固定式储能电站相比,电动汽车储能具有成本低,风险小的优势,当然技术难度有所提高

从目前电动汽车的情况来看,电池寿命是过剩的,车辆90%的时间都是停放的,所以可以在这90%的时间里用于车辆与网络的交互来赚取收益。

我们估计2040年中国大概会有3亿辆电动汽车如果每辆车平均65千瓦时,3亿辆车可以容纳200亿千瓦时,相当于目前全国每天的用电量也就是说,车辆上的电池可以容纳一整天的电量当然,我们不能把所有的电池都用来发电,但应该有一半100亿千瓦时已经是现有储能的几十倍

另外,从调节电力的角度来说,如果每个充电桩有15千瓦,那么到时候总共有30亿千瓦,占2040年非化石能源装机的一半。

关键是如何将电动汽车接入电网,聚合起来目前都有国家标准和规范参与能源互动已经有了良好的电网硬件基础和设计方法只需要将充电桩由单向改为双向,并升级软件即可

我们预计在2030年之前,储能电站依然是主体,总量肯定会多于车网互动,2030年后,伴随着电动汽车数量的大幅增加和新型基础设施的快速发展,用户侧储能将占据较大比重,在总量上逐渐超过储能电站。

并且在车网互动发展的过程中,电池技术也会不断创新伴随着成本的降低和便利性的提高,纯电动汽车仍将是未来新能源汽车的主体相信以后电动车充电会越来越方便,比加油还方便至于续航和续航里程,已经不是问题了因此,很难取代燃料电池汽车

而电池的氢能互补将形成主流的储能方式。

当然,虽然燃料电池不一定是汽车中的最佳选择,但这并不意味着它不能用于其他方面未来远洋货轮将使用氢,飞机也将使用氢燃料重型卡车和无人机都是氢能的重要应用领域

当我们看氢能时,我们过去把它限制在交通上,事实上,氢能是一个更大的概念氢交通只是氢能的先行者,燃料电池汽车也只是氢交通的先行者氢能战略是一个大战略,氢能储能也是一种非常重要的长期大规模储能方式

储能发展的关键在于成本,其中氢经济性较弱比如电直接储存,氢气需要电解成氢气,效率大大降低值得注意的是,包括氢能在内的可再生能源注重全链条的经济性,包括制备,储存,运输,充电,使用的全链条而且虽然发电成本低,但是储电成本比储氢成本高电池有自放电,不能大规模储能所以在一些不适合电池的领域,氢能有优势

一般来说,储能包括高频,低频,低功率,高功率,短周期和长周期不同的应用需要不同的储能方式,电池和氢能互补形成主流储能方式其他储能方式会相互补充,形成整体储能生态

利用能源互联网建立国家虚拟电厂

未来,伴随着储能市场的不断发展形成闭环,中国的电力和储能市场将出现新的业态,即人人都是能源消费者,人人都是能源生产者。

比如用电动汽车储能,充电要花钱,放电要赚钱,花钱要用低价电,卖电要高价电来获得收益这是未来的能源生态系统在具体操作方式上,需要建立自上而下的操作体系,电网公司通过调度发号施令,许多聚合器响应指令进行聚合,联合体负责取电和售电,形成一个由各个车主划分的网络

这就相当于开了一个股票市场或者期货市场进行电力投机每个车主都是散户散户开户后,聚合商进行供需匹配市场交易就像买卖股票一样逢低买入逢高卖出,买入是充电,卖出是放电建立这样一个能源互联网的国家虚拟电厂,相当于一个聚沙成塔的过程

分布式电交会将以完全市场化的方式进行实时交易,未来将形成一个万亿级的车网互动的智慧能源市场。

推动这个储能市场的建设,首先需要明确主流储能技术的战略地位——储能是实现碳中和的关键之一,其次,要明确储能在新能源中的作用,再次,要加强储能相关关键技术的研发,然后,搭建V2X的基础设施最后,要完善多层次统一的电力市场体系

让我们一起迎接第三次能源革命和第四次工业革命的到来,实现绿色化和智能化的终极愿景。

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