儲能賽道,又有了新變化。
日前,世界最大液態(tài)空氣儲能項目在青海省格爾木市正式開工,該項目采用新一代壓縮空氣儲能技術(shù)與全國產(chǎn)化設(shè)備,將電能以常壓、低溫、高密度的液化空氣形式存儲,儲能功率為6萬千瓦,儲能電量為60萬千瓦時。
這意味著,壓縮空氣儲能距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提速又近了一步。
【資料圖】
儲能的技術(shù)路線,怎么那么多?壓縮空氣儲能,到底能不能打?新型儲能的下半場,比拼的是成本優(yōu)勢還是價值優(yōu)勢?
傳統(tǒng)儲能受限,新型儲能起勢
儲能,被視為“雙碳”落地的重要抓手。
隨著光伏發(fā)電、風力發(fā)電等清潔能源的澎湃發(fā)展,對電網(wǎng)的考驗愈發(fā)嚴峻:電網(wǎng)追求的是可靠性與穩(wěn)定性,這恰好是光伏發(fā)電與風力發(fā)電的軟肋,借助儲能正好可以解決間歇性發(fā)電、高波動發(fā)電、錯配發(fā)電。
如此一來,光伏發(fā)電與風力發(fā)電可以甩掉“垃圾電”帽子,而電網(wǎng)的可靠性與穩(wěn)定性也得到保證,實現(xiàn)了雙贏。
儲能被視為“雙碳”落地的重要抓手
對此,國泰君安表示:“極端天氣頻發(fā),推動我國以市場化資源調(diào)配為核心的新型電力系統(tǒng)加速建設(shè),帶動電源側(cè)火電靈活性改造+儲能市場釋放。”
問題在于,傳統(tǒng)儲能的增長是受限制的。
多年以來,最為成熟的儲能為抽水蓄能,但不足之處也肉眼可見:需要建造水庫、水泵站以及土地資源,建設(shè)成本高企;嚴重依賴地理條件,選址的局限性較大;與負荷中心通常不相鄰,往往要進行長距離輸電,從而增加了成本……
此背景下,新型儲能起勢。
所謂新型儲能,指的是抽水蓄能之外的其他儲能技術(shù),包括重力、鋰電池、鈉電池、液流電池、壓縮空氣等。
對此,電力規(guī)劃設(shè)計總院院長杜忠明表示:“新型儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),可發(fā)揮支撐電力保供、提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、保障電網(wǎng)運行安全等重要作用,具有多元、多時間尺度的應(yīng)用場景?!?/p>
這其中,鋰電池被寄予厚望,成為新型儲能的“代名詞”。
與之對應(yīng)的是,寧德時代與比亞迪憑借在動力電池的優(yōu)勢,雙雙切入儲能賽道,再度演繹“楚漢爭霸”。
然而,鋰電池儲能雖然密度高,但安全性值得商榷,頻頻起火被廣為詬病。
于是,其他儲能技術(shù)路線迎來了契機。
據(jù)《中國新型儲能發(fā)展報告2023》顯示,2022年新增的新型儲能裝機中,壓縮空氣儲能的市場占有率為3.4%,僅次于鋰電池儲能。
換而言之,壓縮空氣儲能成為了市場的“香餑餑”。
鋰電池的劣勢,正是壓縮空氣的優(yōu)勢
其實,壓縮空氣儲能并非新鮮事物。
據(jù)公開資料顯示,早在20世紀50 年代,壓縮空氣儲能就進入了商業(yè)化探索,代表項目為美國的Mcintosh電站與德國的Huntorf電站,當用電低谷時,通過富余的電帶動電動機和壓縮機將空氣壓入地下儲存室;當用電高峰時,釋放壓縮空氣進入燃燒室與燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣帶動膨脹機和發(fā)電機發(fā)電。
不難看出,彼時的壓縮空氣儲能,既不環(huán)保,也不節(jié)能。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所儲能研發(fā)中心主任徐玉杰在接受《小康》采訪時:“傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術(shù)已經(jīng)在德國、美國應(yīng)用多年,但傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術(shù)存在依賴化石燃料、需要大型天然洞穴、儲能效率較低等問題,大規(guī)模推廣始終受限?!?/p>
技術(shù)迭代之后,壓縮空氣儲能才有了“前景”。
圖源:國信證券經(jīng)濟研究所
徐玉杰進一步表示,我國的先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)回收利用壓縮熱,不再使用化石燃料,并可采用地上儲氣裝置、人工硐室和地下天然洞穴等多種形式建設(shè)儲氣室。
這么一來,壓縮空氣儲能的競爭優(yōu)勢就凸顯了出來。
首先,安全性更好。
壓縮空氣儲能的系統(tǒng)壽命為三五十年,高于鋰電池儲能,更為重要的是不易燃、不易爆、系統(tǒng)安全性遠勝于鋰電池儲能。
由此,則降低了投資風險,優(yōu)化了工作環(huán)境。
其次,儲能時長更久。
當下,鋰電池儲能的時長通常為2小時,其經(jīng)濟性不如在4小時以上的長時儲能,因而長時儲能逐步成為行業(yè)的共識。
而壓縮空氣儲能,恰好是長時儲能的理想方案之一。
再次,爆發(fā)力更強。
鋰電池儲能的放電較為平穩(wěn),而壓縮空氣儲能的放電可控性更高,一旦有必要則可以提供更強的爆發(fā)力,滿足應(yīng)急的需求,從而拓寬的應(yīng)用場景。
由此,壓縮空氣儲能站上了“風口”。
2022年年末,中國能建發(fā)布消息稱,計劃首批在全國范圍內(nèi)布局100座壓縮空氣儲能電站,總投資超200億元。
據(jù)天風證券預(yù)測,2025年壓縮空氣儲能裝機量將達到6.76GW,2030年將達到43.15GW。2022年至2025年,新增儲能裝機中壓縮空氣儲能的滲透率有望達到10%;2026至2030年,滲透率有望達到23%。
盡管如此,壓縮空氣儲能的痛點也不容忽視。
壓縮空氣儲能涉及高壓、對關(guān)鍵部件的要求較嚴苛,不少核心設(shè)備需要進口,存在“卡脖子”的風險;由于涉及多學(xué)科、多技術(shù)融合,對人才的要求較高,也提高了使用的門檻。
沒有成本優(yōu)勢,平替就無從談起
最為關(guān)鍵的是,壓縮空氣儲能的成本高企。
美克生能源負責人表示:“萬億級儲能大賽道才剛剛開始,近三年是儲能市場的戰(zhàn)略窗口期,誰跑得快、跑得好,就能在未來的儲能市場占有一席之地?!?/p>
這其中的關(guān)鍵,在于成本優(yōu)勢。
畢竟,降本增效一直是儲能賽道的關(guān)鍵詞,成本越低自然普及速度越快。
現(xiàn)階段,百兆瓦級壓縮空氣儲能的成本為4元/Wh~6元/Wh,以江蘇淮安400MW壓縮空氣儲能示范項目為例,成本約為5/Wh。
這個成本,難言競爭力。
據(jù)CNESA的數(shù)據(jù)顯示,2023年6月儲能系統(tǒng)(2h磷酸鐵鋰,不含用戶側(cè))中標均價為1.082元/Wh,同比減少24%,環(huán)比減少12%。
數(shù)據(jù)來源:北極星儲能網(wǎng)
兩者的成本差距,肉眼可見。
這意味著,壓縮空氣儲能想“平替”鋰電池儲能并非易事。
需要注意的是,在長時儲能的數(shù)個技術(shù)路線中,壓縮空氣儲能也不占優(yōu),以百兆瓦級的液流電池儲能為例,成本在2.5元/Wh左右,僅為同等規(guī)模壓縮空氣儲能的成本一半。
簡而言之,壓縮空氣儲能亟須大幅降低成本。
據(jù)長江證券預(yù)計,“十四五”期間壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率有望提升至65%~70%,系統(tǒng)成本降至1元/Wh~1.5元/Wh,“十五五”末及之后系統(tǒng)成本有望降至0.8元/Wh~1元/Wh。
從這個角度來看,壓縮空氣儲能的商業(yè)化還有很長一段路要走。
總而言之,儲能是當下熱門賽道,壓縮空氣儲能迎來了“春風”,如若可以成功降低成本,則可以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提速,從而改變鋰電池儲能在新型儲能一家獨大的格局。
那么,壓縮空氣儲能仍有盼頭。