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林伯強:加快布局儲能行業全產業鏈

發布日期:2023-11-15  來源:第一財經

核心提示:儲能行業的產業鏈分布較為廣泛,其上游主要為設備制造商,包括儲能電池供應、電池管理系統和儲能變流器等支持設備;中游主要為系
儲能行業的產業鏈分布較為廣泛,其上游主要為設備制造商,包括儲能電池供應、電池管理系統和儲能變流器等支持設備;中游主要為系統集成商,部分設備制造商、專業集成商均參與該環節;下游主要為系統運營商。

儲能行業產業鏈分布

儲能電池上游產業的原材料主要包括正極材料、負極材料、電解液和結構件等。其中,鋰電池正極材料對電池的性能起著決定性作用,影響著電池的能量密度和安全性能。作為鋰電池最重要的組成部分,正極材料的成本相對較高,大約占整個鋰電池材料成本的35%。因此,正極材料是儲能電池行業一個值得關注的領域,這一行業在我國動力儲能電池市場中競爭相對集中,并呈現出頭部效應明顯的特點。其中,寧德時代在儲能電池市場份額占據超過五成,市場份額第二的是比亞迪。

儲能產業鏈中間環節的主要代表是儲能系統集成,在用戶需求基礎上選擇適合的技術和產品進行整合,并廣泛應用于家庭、商業、發電側和配網側等各種場景,并根據不同場景需求進行整體設計優化。

從全球來看,在儲能系統集成供應商方面,特斯拉和派恩科技處于領先地位;而在國內市場競爭格局方面,儲能系統集成的行業集中度不高,主要供應商包括陽光電源和海博思創等公司。

目前儲能系統集成主要以非標準化項目形式存在,有著多樣化的需求,在不同應用場景下需要采取不同類型與控制策略。與汽車動力蓄電器相比,儲能系統更加復雜,涉及到諸多因素如蓄放管理、功率管理、熱管理以及運營策略等方面。此外大容量蓄能裝置所使用芯片數量可達數萬個甚至超過百倍,這些都將直接影響項目的投資回報水平。另外當前大多數蓄能系統運維模式都是由投資者自身承擔并操作一體化方式實現,但也有少數專門公司開始致力于智慧型運維與精確管控。

我國儲能下游產業主要集中于電網側。目前電網側集成廠商主要是以南瑞、中天、許繼為代表的電力企業。這些企業長期與電網合作,較了解電網的運行特性,在電網側儲能領域具有較大優勢。而我國用戶側儲能項目規模較小,多為工業用戶,家庭用戶較少。

此外,在生命周期末端,電化學儲能的資源回收和利用也是儲能下游產業發展的重要領域。當前電化學儲能市場處于初期發展階段,因此各種類型的電化學儲能系統回收市場尚未得到足夠的關注。但是,在未來5~10年內,最大規模的鋰離子電池將面臨退役回收問題,預計電化學儲能系統回收領域將成為熱門行業。

儲能的三個發展方向

儲能行業市場潛力巨大。從長期發展看,隨著全球能源結構變革的推進,用電側的工商業儲能、家庭用儲能等應用場景將逐漸成熟;發電側風電、光伏等可再生能源技術將快速進步,成本將下降,發電經濟性將顯著提高,裝機規模將不斷擴大,對儲能的需求將逐漸提高;同時,隨著儲能技術成本下降,儲能系統應用的經濟性拐點即將出現。根據目前行業發展預測,抽水蓄能以外的電力儲能將以電化學儲能為主。因此,儲能,特別是電化學儲能,未來發展空間巨大。

具體到我國的發展情況,我國電網系統正加快向高比例新能源滲透的新型電力系統轉型。在這一過程中,電網靈活性低的問題越發突出。由于風電、光伏發電輸出依賴于可預測性較差的自然資源,出力波動性較大,與用電負荷相關性很低,需要搭配具有調頻、調峰性的電力。實現此功能需要依賴電池儲能、抽水蓄能、燃氣電站等靈活調節電源。但是,我國此類靈活電源裝機比例不足6%,電網靈活調節資源仍然存在巨大短缺。因此,為了提升電網靈活性,未來電池儲能等靈活調節電源將迎來巨大發展。

隨著能源革命全面推進,我國風電、光伏裝機規模不斷擴大,發電量占比持續提升。在“雙碳”目標的引領下,風電和光伏發電裝機容量將持續增長。然而,可再生能源的快速發展給我國電力行業帶來了新問題,即當前存在大量棄風、棄光現象,以及未來電網面臨大規模可再生能源并網消納調節的挑戰。預計未來我國可再生能源裝機需求將繼續保持高增長趨勢,這也對之后的電網消納能力提出了更高的要求。

未來,儲能有可能會向以下三個方向發展:

一是,利用儲能平衡電網調峰,通過風光儲一體化保障可再生能源的有效消納。國家發改委、國家能源局發布的《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》明確提出,利用存量常規電源,合理配置儲能,統籌各類電源規劃、設計、建設、運營,優先發展新能源。

此外,共享儲能已成為能源互聯網框架中的重要研究方向。儲能電站與電網協同調度控制,可以服務大型新能源基地,提升新能源消納及送出能力。在合理的投資回報下,共享儲能將獲得更大的發展空間。

二是,備用電源“儲能電站”模式可能會迎來發展。在數據中心等場景中可以建立“儲能電站”模式,將備用電池的單向消耗電能轉變為聯合供電的“儲能+備電”服務系統,不僅能夠提供備電服務,還可以通過儲能容量參與調峰與需求側響應。

儲能電源既可以作為不間斷電源,又可以作為儲能電站發電,在不改變配電系統結構情況下,通過削峰填谷可以產生經濟效益,降低運營成本,同時將備電和調峰功能合二為一,這種模式具有廣闊的發展空間。

三是,未來儲能產業的發展重點還包括動力電池回收再利用。2019年12月,工信部發布了相關文件,鼓勵具備基礎條件的新能源汽車制造企業和動力蓄電池生產企業參與新建綜合利用項目,并鼓勵從事再利用的綜合利用企業在基站備電、儲能和充電領域進行應用,以提高經濟效益。

在“分布式光伏+儲能+充電樁”和“可再生能源+儲能”的應用場景中,通過回收再利用可以確保并增加項目收益。儲能系統可以參與削減高負荷時段的充電量和費用。當電網出現故障停電時,儲能系統可以采取離網運行模式為新能源汽車提供緊急供電,這不僅可以節省充電運營成本、實現廢棄動力蓄電池的二次利用,還可以創造更大的經濟效益。

政策建議

儲能產業作為能源結構轉型的關鍵因素和重要推手,已成為主要發達國家競相發展的戰略性新興產業。加速儲能行業的進展,對于促進經濟發展和構建可持續的能源生產與消費體系意義重大。但同時,儲能行業仍面臨著多方面的問題和挑戰,需要進一步的政策支持以及推動技術進步、開拓市場等努力。綜合以上內容,本文提出以下建議:

第一,完善促進儲能產業發展的政策機制,加大扶持力度。對可再生能源的政策扶持和激勵、電動汽車行業崛起、電池技術革新、電力體制改革和政策驅動等因素都是儲能產業發展的主要推動力。但總體來說,政策仍是儲能產業發展的關鍵要素,并決定了儲能技術路線的發展方向。目前,儲能產業和新能源產業都是受政策驅動的行業。國家和地方政府需要加大對儲能產業發展的支持力度,創造有利于儲能產業發展的電力市場機制;明確全國范圍內儲能應用的市場準入條件和主體地位;完善與儲能相關的市場價格機制;盡快完善安全、環保等方面的監管制度。

第二,要持續促進儲能技術的研發和系統集成,以提高其經濟性。當前需要重點關注鋰電池儲能基礎技術的創新研究,并致力于實現低成本、長壽命、高安全性和高效率等總體目標。同時,持續開展有關儲能材料、單元、模塊、系統及回收技術方面的研究,并不斷推動儲能材料與器件測試分析和模擬仿真技術的進一步發展。鼓勵儲能產品生產企業采用先進制造技術和理念助力企業提質增效,開發應用先進的儲能系統集成、能量管理系統與智能控制技術。此外,儲能成本也是阻礙儲能大規模商用的主要因素,有必要推動低成本、安全性高的儲能技術盡快進入市場。

第三,推動儲能上下游產業鏈協同發展,帶動戰略新興行業增長。作為支撐大規模應用光伏和風電的重要組成部分,儲能是全球能源革新中至關重要的領域,其產業發展路徑已經變得清晰明確。目前我國新型儲能市場仍處于初級階段,滲透率較低,但市場潛力巨大。隨著技術進步和對新能源建設需求的持續增加,相關新型儲能產業將在未來進一步迅猛發展。推動整個儲能行業鏈條協同發展是促進高質量儲能行業發展的重要手段。以鋰離子電池為代表的電化學儲能作為主導形式,在構建電化學儲能系統時涉及多個組件如電池組、儲能變流器、能量管理系統、電池管理系統以及其他電氣設備等,需要各個行業協同發展、共同參與。因此,國家和地方政府需要在不同環節提前布局,促進行業的整體協調發展,實現能夠快速部署的可持續性儲能方案。

第四,建立健全儲能標準體系,持續加強儲能相關項目管理。持續推進儲能項目的準入和評價體系的建立,以及重點關注安全、質量和環保等方面的標準制定工作。同時,積極參與國際儲能標準化活動,牽頭或參與制定重要的國際儲能標準,以確保我國儲能行業的技術規范和標準與國際接軌。此外,還需加快構建儲能項目全生命周期管理體系,以確保儲能系統長期安全穩定運行并實現環境友好的儲能回收再利用。

 

 
 
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