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    pg电子平台“双碳”转型下各技术路径的新型储能即将迎来商业化转折点添加时间:2023-08-19

      pg电子平台政策和市场的双重推动之下,储能市场规模迎来快速增长。从2021年开始,我国储能方向的政策频出,《“十四五”新型储能发展实施方案》中要求:到2030年,新型储能全面市场化发展。从市场增速来看,过去5年储能的总装机规模年增速均高于50%。

      在《“双碳”转型,百花齐放的新型储能往何处去?》圆桌讨论中,华映资本投资总监王思睿与星辰新能CEO陈培毅、奇峰聚能CEO王毅、国科炭美市场总监戴丽琴、国科智能销售负责人汪浩就行业内新型储能技术展开了探究。

      目前储能项目中还是以抽水蓄能为主,大约占90%,剩余的10%中锂电占了大部分,但未来全钒液流、飞轮、钠离子等技术路径将逐步拥有自己的细分市场。在最受关注的商业化落地问题上,陈培毅表示全钒液流在2-3年内将解决成本短板。王毅介绍在飞轮储能方向中今明两年会是一些示范项目的集中交付期。

      王思睿:“新型储能往何处去”这个话题,集中体现了华映在赛道选择方面的价值观和方法论。储能的大赛道是行业的共识。最近几年光伏和光储实现平价,国家也出台了相关政策去强制配储,在此基础上储能尤其是大储的市场规模将会保持高速增长,这已经成为行业共识。也正因为这个共识,整个储能赛道在一二级资本市场的表现都较为优异。

      但行业内在具体储能技术路径的选择上也存在许多非共识。比如有观点认为第一波大储市场被锂电池吃掉以后,其他新型储能市场发展空间有限;也有观点认为部分技术路径在长时储能、调频等细分赛道上机会颇大。

      在共识与非共识的碰撞下,就诞生了今天的问题:新型储能,到底该往何处去?到底这些新型储能值不值得我们去关注、去投资?我们今天请到了行业内非常有代表性的几家公司,他们在各自的路径上都是业内翘楚,请四位简单介绍一下自己的公司。

      陈培毅:我是星辰新能的陈培毅,星辰新能主营全钒液流电池。有别于抽水蓄能和锂电储能,全钒液流电池是一种新兴的储能技术路径,具有长时、安全等优点。星辰新能沿全钒液流电池的全产业链进行了布局,我们从上游的钒矿到后面的电解液都进行了投建,最终我们希望可以在3年时间内将行业现有成本迭代掉30%,希望能在大型长时储能方面有我们的一席之地。

      王毅:奇峰聚能成立于2009年,是一家专门从事飞轮储能、装备制造的高科技企业。公司从2016年开始转型,重点关注电力行业的飞轮储能装备化应用。目前是国内领先的集飞轮储能技术研究、产品开发、生产、销售及服务于一体的高科技公司。

      戴丽琴:国科炭美目前从事硬炭产品的开发,产品主要应用于钠离子和锂离子电池。未来我们也会开发其他新型储能炭材料,比如多孔碳和硅碳材料等。

      今年是钠电产业化元年,硬炭也成为限制钠电产业化的主要技术瓶颈,亟待突破。我们公司于去年12月注册成立,技术来源于中科院山西煤化所陈成猛博士团队,团队在2017年就开始进行硬炭材料的研发,将来也希望能够加强硬炭材料产业链的攻关,助力钠电产业快速发展。我们公司的使命是希望能为新能源产业提供可信赖的炭材料解决方案。

      汪浩:我是一个具有12年新能源行业经验的老兵,我们国科智能脱胎于中国科学院的电控所,做出了中国首台风电自主化电控系统,目前我们主攻风电光伏和储能设备的生产研发和制造。跟前几位不同,我会站在储能行业开发商的视角与大家进行分享。

      王思睿:前三位嘉宾代表着现在储能行业最新锐的三条技术路径,汪浩总代表的是整个EPC集成,在新型储能落地方面很有发言权。今天有幸把上下游聚在一起仔细聊聊储能赛道。

      数据显示,在储能赛道中目前抽水蓄能能占到90%,剩下的10%中,有90%是电化学储能里的锂电储能,新型储能目前占比不大。但现在时点的状态并不能代表将来的终局,尤其是新型储能还处于高速发展的过程中。请各位嘉宾结合自己公司的具体技术路径,谈谈对应的具体市场。

      陈培毅:全钒液流电池储能在十几年前有另外一个名字叫移动抽水蓄能,由此可以看出它是一种适合长时、大型、高安全需求的储能方案。它有几个特性,首先,它是一个基础设施,规模相对较大;第二,它是电解液,原则上可以永久使用,不像锂电10年左右就要支解回收,非常麻烦,我们的电解液20年以后稍做修复还可以继续使用,这点特别像抽水蓄能;第三,它具备高安全性,是水系的,有点像以前的铅酸;第四,它的材料很简单,一堆塑料壳子再加一堆电解液,石墨毡、碳毡稍微贵一些,但价格也没有很高,越简单的东西越能长久,这也是我们两年前选择在这个方向创业的一个重要原因。

      王思睿:全钒液流电池未来肯定是有比较好的空间,最近李强总理刚去大连融科访问,所以大家对这个赛道的关注度也比较高。下面请王毅总简单介绍一下飞轮这条技术路径。

      王毅:可以从两个维度来构建对新型储能生态系统的认知。第一是从时长的维度:有瞬时储能---分钟级;短时储能---小时级;长时储能---10小时以上,可以跨越24小时以天为单位周期。第二是从产品的形态维度:对电网服务的to G项目,比如大型出水蓄能电站;装备级的to B产品,它本身是一个设备、一个机电产品,可以放置在需要的场景上;还有可用于很小型终端用户,甚至个人的to C产品。

      以这样的视角来看,不同的储能产品都有自己的细分市场。我认为飞轮储能装备是to B也是瞬时储能的产品,它主要为电力系统提供功率型的补偿,这个市场有多大?目前全国电力装机量为25.6亿千瓦,功率补偿的需求大致为1.5%,如果按单位造价折算,这是一千亿以上的市场份额。

      王思睿:飞轮最大的市场还是调频,而不是调峰,所以它的技术路径和应用场景和锂电等电化学电池的区别还比较大。而钠离子电池常常和锂电池放在一起比较,下面请丽琴总介绍一下钠离子电池及其负极。

      戴丽琴:先说新型电化学储能,目前其在整个储能中的占比越来越高了,其中大概有90%是锂离子电池,因为锂离子电池的成本比较低而且能量密度也比较高,整体确实比较有优势。但锂电池价格受碳酸锂价格波动影响较大,如去年碳酸锂价格上涨到每吨50万以上,对应锂电的成本每瓦时超过了1块钱,这种情况下它的成本优势就降低了。

      也是因为锂电价格的上涨,钠电的需求爆发。钠盐的资源比较丰富,钠电的发展也是国家发展战略;另一方面,钠电的能量密度比较接近磷酸铁锂,而且工作温区宽度较大,高温性能非常好,低温在零下40度也可以保持60%以上的性能,倍率可以到10C。所以钠电的性价比较高,将来会替换掉一部分磷酸铁锂。

      今年也是钠电的产业化元年,很多钠电电芯厂陆续发布了钠电产品。钠电最先应用在两轮车和工程用车上,未来在户储上应用也没有问题,目前来看三四千次的应用都可以。但是大型储能对循环要求比较高,至少需要六千次以上,正极材料中层氧还达不到这个要求,聚阴离子可以达到,但是目前还是处于中试到产业化的阶段,预计明年可以产业化放量。所以钠电将来的应用前景是非常可观的。

      我们主要是做硬炭材料,它在钠电中起着非常关键的作用。但相较于锂离子电池的石墨负极材料,硬炭的技术门槛较高,目前国内初步实现产业化;但是也存在一些问题,比如批次稳定性不好、容易析钠、加工问题等,这严重限制了钠电的产业化发展。

      我们公司针对这些问题,目前正在开发一些矿物基的硬炭,整体一致性可以保证,而且动力学性能大幅提升可以解决析钠等问题。一致性是非常关键的问题,大型储能每GWh大概需要150万组电芯,对一致性的要求比动力电池高出1万倍。我们也是希望能提供优质的硬炭材料,整合上下游产业链,快速推动钠电的规模化发展。

      王思睿:钠电的应用场景比较广,不仅在大储领域,消费端储能也是一个具体应用场景。接下来,请汪浩总站在工程的角度,谈一下新型储能在真正的商业落地过程中到了什么阶段?

      汪浩:目前行业内已经有了一些示范性项目。比如我们正在做的一个综合项目,包含了全钒、锂电以及飞轮。我们试图从这几种储能形式中发现各自不同的优势,探索如何实现最优化的综合性储能。

      全钒安的全性、长时性、以及寿命是我们最关注的,但其目前价格略高。飞轮储能拥有超高充放电频次,一般达到百万次以上,迅速充放电这个特性与电网的一次性调频高度契合。我们认为未来的综合储能中,每一种储能形式都有一席之地。我们将综合锂电、飞轮和液流电池,将之应用到将来的案例上。

      王思睿:新型储能现在有很多示范性的项目,包括汪浩总也在推独立储能电站,配了全钒和飞轮。其实大家更关心的是在示范性项目已经陆续开始落地的情况下,各个新型储能技术路径什么时候才能真正的商业化落地。

      首先请陈总分享一下液流,目前液流的示范性工程很多了,但价格略贵,您怎么看这个问题。

      陈培毅:我们在液流的技术路径里专注做全钒,目前最成熟的技术方案还是全钒。我个人认为大规模商业化可能仅需要2-3年的时间pg电子平台,原因有以下几点:

      第一,目前有大量示范性项目正在上马,下一步各个项目各家公司会逐步跑通商业模式;

      第二,  最近在新疆、广东、吉林等各个省都在酝酿独立共享储能,其最大特征就是大规模且长时,因此需求量很大;

      第三,  全行业生态越来越完善,成本也在逐步下降,锂电这几年成本降得很快,但我们这个行业才刚刚开始,空间很大,我个人预计2025年底成本将降到2元/wh以下,这也是大规模商业化可能的时点。

      王思睿:这里要再问一下陈总,您刚刚提到全钒2-3年之后成本会降到2元/wh,这样就比较有竞争力了,我理解这是初装成本,您认为电解液出租的融资租赁模式,能不能加速全钒液流电池的落地速度?

      陈培毅:未来一定可以。阶段性来说,大家把电解液本身做好比融资租赁更关键,现在每瓦时大概对应1.5元的成本,最好是通过提高利用率,将成本降到1-1.2元,然后再去做融资租赁。融资租赁最好的模式是权益型的REITs模式,即把钒价的波动和租金交给投资者。

      王毅:北京奇峰重点做飞轮项目的场景落地,比如飞轮储能如何适应于功率性储能的场景、如何和主力的电源装置进行联合运作。基于此,我们做了几类项目:

      第一,  飞轮储能和火力发电联合运行。我们让飞轮和百万千瓦的火电机组联合运行,目前示范项目正在建设中。

      第二,  飞轮和热电联产机组联合运行。我们选择了北京副务中心的热电联产机组(35万热电联产机组)联合运行,同样也是示范项目,今年已在调试安装。

      第三,在与新能源的配合上,我们在湖北用飞轮+液流,为风力发电做调频和调峰的联合运行。

      第四,在福建我们也在开展水电联合运行的前期工作,这其中是飞轮储能和水电机组做联合运行。

      第五,  还有电网侧的独立调频电站,这一块我们在北京用飞轮和液冷型锂电做联合运行,做电网侧的辅助服务。

      在新型储能生态中,不同的时长、功率特性的储能产品,有必要做一些耦合。从时间上看,今年与明年属于集中交付期。交付形成后,行业内就会看到它的优势和示范效果,为下一步的推广铺平了道路。

      王思睿:问个稍微犀利些的问题。市场对于飞轮即将在示范性工程上取得较好的数据预期该事比较乐观。但飞轮毕竟是一个大铁块,还要以每秒几千转的速度运转,在推广的过程中一般是用什么方式打消下游客户对安全性的疑虑?

      王毅:飞轮大体有两个技术路线:低转速的技术路线与高转速的技术路线。北京奇峰这两年一直走的技术路线属于后者。在高转速技术路线水平上,设备本身的集成度非常高;另外,在整体转速控制、动态监测上都有高科技的技术手段。所以从它的主动安全和本质安全上来讲,目前都已达到军工级的设计标准。

      此外,从工程实践上来看,较保守的设计会把飞轮本体放到一个安全井里安装,这样能够打消大家的安全顾虑。

      戴丽琴:我代表钠电说一下,钠电主要优势是高性价比,相比于液流和飞轮,钠电成本优势确实比较明显。目前整个产业没有规模化,钠电的度电成本为0.7元/Wh,如果明年上下游材料规模化,可以达到0.4-0.5元/Wh,这个成本还是非常有优势的。

      目前钠电产业才刚起步,主要还是在两轮车中最先应用。现在两轮车70%还是使用铅酸电池,钠电替换铅酸完全没有问题,它从能量密度和循环性能方面相当于以铅酸的价格提供锂电的性能。现在有些钠电电池已送到主机厂测试,有些推出钠电实验型车,明年会开始放量。

      接下来就是应用在乘用车中,尤其是在A00级车方面,它对能量密度要求较高,对应到硬碳上容量需要达到330mAh/g,甚至360mAh/g以上,这也对负极硬炭厂商提出了很高的要求。钠电在大储上的应用,预计需要3年以上的时间,因为大储的要求确实较高。

      有机构测算预计到2025年钠电装机量将超60GWh,对应到硬炭端需要10万吨左右。目前整个行业硬炭规模大概在千吨左右,所以将来会有较大的产能扩张。

      总之,预计到2030年储能将迎来1TWh的时代,随着储能需求越来越高,行业对钠电需求以及对应硬炭材料的需求也将日趋旺盛。这是非常好的机会。

      汪浩:江苏最大的200GWh/400 GWh的独立共享储能电站已获核准,下个月我们将开始投入建设。按照计划,我们接下来第一步要把锂电(包括后续可能的钠电)、液流和飞轮做整体的示范,预计在今年9月份时,我们会将这几个储能形式综合统一,在我们200GWh/400GWh的大储电站边上做小型示范。

      根据这个项目的整体进度,预计今年年底会有这几种储能优化配比的模式出现。明年我们会通过中广核、华能、吉电股份等几个大的业主在江苏地区推广这种模式;在浙江地区,我们将从就近的新能源电源侧区域去推这种综合性独立共享储能电站,让各种形式的储能都在独立共享综合储能电站里发挥优势。

      王思睿:最后问一个关于三个技术路径的问题,其实储能不仅仅需要技术方面有突破并建立壁垒,商单的能力、上游原材料的把控能力都很重要。请各家公司谈一下自身是如何在商单、产能和研发之间做好平衡的,尤其是对于快速的增长期的初创企业来说,解决这个问题十分重要。

      陈培毅:全钒液流电池现在产业链中受到的关注越来越多。对于上游最贵的是五氧化二钒,我们自主投建了一个钒矿,钒矿中1/3的产能基本上就能解决我们阶段性的问题。长期来看这个行业不存在问题,就像锂电发展一样。

      王毅:在飞轮储能上,目前奇峰聚能走的是全国产化的技术路线,所以现在上下游基本没有卡脖子的地方。但从成本下降的角度出发,因为现在飞轮仍未大批量推向市场,在系统集成当中,双向变流器造价占比还是较高的。明年在飞轮储能本身装备标准化后,双向变流器成本会大幅降低,这将有利于整个系统集成向行业推广。

      戴丽琴:电池用户对材料批次稳定性要求非常高,所以在原料选择方面需要重点布局。生物质制备硬炭相对容易一些,开发高容量硬炭也很有优势,我们目前生物质硬炭的容量也能达到360mAh/g,但生物质受季节、生长周期等环境影响较大,批次一致性较难保证,需要对原料来源严格把控,同时要保证有足够的生物质原料以支撑后期的产能放量,这个还是比较有挑战的。所以目前我们同步在布局矿物基硬炭,以煤、沥青等矿物质作为原料,煤产业规模有千亿级、我国沥青产业也比较成熟。目前我们主要走矿物基路线,现在在和一些大型的煤和沥青企业合作。

      另外,在技术和扩产方面,目前对于钠电这个新器件来说,现阶段首先还是要把技术做好,把核心技术瓶颈解决。目前钠电处于试验及量产导入阶段,要把动力学性能、循环各方面匹配做好,同时通过敏锐捕捉市场的变化进行相应的扩产。

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