鉅大LARGE | 點擊量:932次 | 2020年07月09日
未來六千億鋰電儲能市場只是望梅止渴?
有關(guān)鋰電儲能市場的話題,現(xiàn)在火候未到,三年之后再聊會更加有意義些!已承接國家電網(wǎng)眾多儲能示范項目的許繼集團有限公司副總經(jīng)理張建興如此的開場白讓人有些意外。
儲能產(chǎn)業(yè)作為新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),已被列入我國十二五規(guī)劃綱要,綱要中強調(diào)儲能是推進智能電網(wǎng)建設(shè)、加強城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和增強電網(wǎng)優(yōu)化配置的依托技術(shù)。然而由于技術(shù)面對諸多瓶頸、生產(chǎn)成本高企、商業(yè)模式尚不清晰等因素,使得方興未艾的鋰電儲能市場如同趴在玻璃上的一只蟲子,前途一片光明,卻找不到出口。
在投資過熱的鋰電行業(yè),由于動力鋰電池市場的不景氣、產(chǎn)量利用率偏低的境況下,國內(nèi)鋰離子電池廠對巨大的儲能系統(tǒng)市場給予了很高的期望。然而從國家電網(wǎng)主導的位于河北省張家口市的張北縣和尚義縣境內(nèi)風光儲輸示范工程仍在實驗田階段來看,儲能市場的產(chǎn)業(yè)化尚待時日。
張建興提醒業(yè)內(nèi)人士,雖然預計儲能市場將有六千億市場的大餅,但還要經(jīng)歷漫長的市場培育階段。因此,在儲能市場條件不成熟的情況下,畫餅是不能充饑的。
技術(shù)成攔路虎
儲能的技術(shù)路線有10多種,誰能保證鋰電儲能是未來大規(guī)模儲能的發(fā)展方向?中航鋰電(洛陽)有限公司電力儲能營銷部一位不愿透露姓名的領(lǐng)導認為儲能的技術(shù)路線仍未定型。一輛車的電池不過幾十千瓦,而規(guī)模儲能要幾個、幾十個兆瓦,怎么保持均勻性?現(xiàn)在是各種技術(shù)等待檢驗的時候。
一般來說,儲能技術(shù)分為物理儲能和化學儲能兩種,其中物理儲能如抽水蓄能、飛輪儲能等有建設(shè)的局限性;但化學儲能如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鋰離子電池等技術(shù)路線孰優(yōu)孰劣也還難以評定。鋰離子電池作為新興的化學儲能技術(shù),在電網(wǎng)級規(guī)模儲能領(lǐng)域的應(yīng)用仍然頗具爭議。
雖然磷酸鐵鋰是目前比較受關(guān)注的一種儲能技術(shù)路線,但是維護難度大和安全性欠佳的缺點,影響了其大規(guī)模商用的步伐。我國南方電網(wǎng)智能電網(wǎng)所主任余南華表示。
在儲能系統(tǒng)配置的結(jié)構(gòu)中,是由很多鋰離子電池組串并聯(lián)在一起的,電池組最大的問題是里面一個電池受熱不均或者損壞,整個電池組都會出現(xiàn)壞掉的連鎖反應(yīng)。一個小小的局部問題會導致整個系統(tǒng)快速的蔓延,這對日常運維造成了很大的麻煩。張建興認同維護的難度大。一般維護電站的工作人員是電力方面的行家,但是對電池的了解就并不那么專業(yè),這對他們來說是一個棘手的問題。
據(jù)中科院物理研究所常務(wù)副主任黃學杰透露,許繼集團在承接了國家電網(wǎng)的相關(guān)鋰電儲能項目后,因為缺乏對鋰離子電池性能的充分理解,在建設(shè)過程中出現(xiàn)了諸多麻煩,這也是張建興坦言維護難度大的真正原因。
除了維護問題之外,電池本身的質(zhì)量問題也讓人堪憂。黃學杰透露,南方電網(wǎng)與比亞迪、中航鋰電合作建設(shè)的位于深圳龍崗區(qū)的南方電網(wǎng)兆瓦級電能儲能站項目,就屢次出現(xiàn)冒白煙的現(xiàn)象。
事實上,雖然化學電池儲能電站在可再生能源發(fā)展中能夠發(fā)揮巨大的用途,但是化學電池最大的問題是安全性問題。而且,隨著電池能量比和功率比的提高,發(fā)生事故的危險性將增大。
我們必須將化學電池作為使用易燃、易爆物品和高電壓器件相同對待。黃學杰也向記者提到在儲能領(lǐng)域因電池安全問題引發(fā)的事故。
美國夏威夷Kahuku島30兆瓦風電場的15兆瓦電池儲能電站,在2011~2012年中,發(fā)生三次著火引發(fā)大火的事故。同樣在2012年,通用沃藍達電動汽車在測試中發(fā)生電池起火造成小規(guī)?;馂囊约皫酌藛T受傷的事故,選擇的是A123以納米技術(shù)生產(chǎn)的磷酸鐵鋰離子電池。
他并補充說,A123公司使用磷酸鐵鋰離子電池建成1MW(0.5MWh)移動儲能電站。至今未有在大規(guī)模風電場中應(yīng)用的實例。
實際上,由于電池在生產(chǎn)過程中,設(shè)備控制精度會使原材料的配比、正負極上原材料的分布密度出現(xiàn)差異,操作過程會對電池的半成品出現(xiàn)不同的細微損傷,電池屬于化學品,這些變化都會使電池的性能出現(xiàn)變化。
特別是國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)電池的廠商,仍舊在采用半自動化甚至手工方式生產(chǎn)電池,導致電池內(nèi)阻、電壓、容量的一致性欠缺。在大型儲能系統(tǒng)中遇到了嚴峻的考驗,嚴重影響著儲能系統(tǒng)容量及性能的發(fā)揮。
在長期的使用過程中,自放電率、環(huán)境溫度、濕度、充放電深度等不同,會使電池的衰減速度不一致,也會導致電池間更大的一致性差異。余南華對電池一致性問題做了上述解釋。
而就在記者截稿前,得到消息稱國家電網(wǎng)對張北儲能項目一期的評估意見文件已出,因張北項目地處偏遠,風力大小和陽光強度造成的充電電流的一些經(jīng)常性的變化,使電池的耐受性經(jīng)歷了極大的考驗,導致產(chǎn)品安全性欠缺,因此,暫不將意見對外公布。
價格高居不下
據(jù)了解,國家電網(wǎng)對下一代儲能電池性能和價格的期待是循環(huán)壽命達到5000次以上,價格達到1500元/kWh以下,效率達到80%以上。這樣的指標,現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)尚難以達到。
以目前鋰離子電池的價格來看,配置儲能系統(tǒng)有種小題大做的感覺。中航鋰電(洛陽)有限公司電力儲能營銷部的上述領(lǐng)導認為目前鋰電用于儲能項目沒有可操作的意義。
就拿技術(shù)相對成熟,但污染問題難以得到妥善解決的的鉛酸電池來說,儲能市場的鉛酸電池售價為0.7~1元/AH,有1000多次的充放電;而鋰系電池中,磷酸鐵鋰離子電池的售價一般為2.5元/AH,電池組的售價為3.5~4元/AH,充放電次數(shù)也僅為2000次,每三年都要更換一次,顯然也并非儲能系統(tǒng)最理想的化學能源。
余南華也持同樣的觀點,他算了一筆賬,按照去年累計發(fā)電量為900億千瓦時,若以0.6元/kwh的上網(wǎng)電價計算,棄風量達到15%~35%的實際損失為78.52~239.61億元。要實現(xiàn)不棄風,每年儲能的投入要近400億元。即使今后電池壽命可以延長到5年,攤薄至每年的投資也接近350億元。的確還不如棄風劃算。
以張北項目的投資為例,提升10~20%的風電利用率每年可新增電費約1000~2000萬元,而僅儲能電池的每年折舊就在3000萬元以上。
余南華坦言,目前用在國家科學實驗類示范項目上自然對成本的考慮不會太多,畢竟在示范項目中,意義遠超過其本身的經(jīng)濟價值,因此電池廠商賠錢也愿意去做。
但在市場環(huán)境中,肯定沒有公司愿意做虧本的生意。以余南華的觀點,在實際應(yīng)用上至少要降到2塊錢左右才會有市場,預計要到2017年儲能市場會出現(xiàn)一個比較大的轉(zhuǎn)折點。
實際上,在電池效率與成本難題短時間難以突破的前提下,許多人相信,降低電池關(guān)鍵性材料的成本,關(guān)于儲能產(chǎn)品成本的降低具有重要意義。然而,根據(jù)GBII的研究表明,目前正極材料、負極材料、隔膜、電解液四個部分占鋰離子電池高達約50%的成本。雖然近年來,四大材料的國產(chǎn)化程度有所提高,但正極的基礎(chǔ)材料、隔膜、電解液原料等材料源頭不在我們國家,公司在短時間內(nèi)擺脫進口依賴的可能性較小;這些都是電池成本居高不下的原因。此外,國內(nèi)鋰電行業(yè)還存在生產(chǎn)工藝不先進、設(shè)備自動化程度不高造成的成品率低等問題。
從市場方面來看,假如磷酸鐵鋰離子電池價格下降僅僅仍然依靠規(guī)模效應(yīng)、低端產(chǎn)品控制用料,而不是通過技術(shù)突破和產(chǎn)品優(yōu)化,這種降價幅度顯然會低于預期;只有在政府補貼的基礎(chǔ)上,規(guī)模與技術(shù)相輔相成,才能加快商業(yè)化的步伐。
商業(yè)模式待定
儲能不僅可以用于大規(guī)模電站,通信基站、分布式發(fā)電及微型電網(wǎng)技術(shù)也是儲能應(yīng)用的重要領(lǐng)域。目前在青海、西藏等偏遠地區(qū),尚有300萬人口的無電地區(qū),以及我國眾多的海島都要儲能技術(shù)與微電網(wǎng)與分布式光伏相匹配。不可否認,假如在商業(yè)上有利可圖,將會迎來巨大的市場空間。
目前,我國約有40個儲能示范項目,這些儲能項目多起到示范、探索性用途,并沒有做成盈利的模式。除了技術(shù)、成本的因素外;另一個最大的問題,儲能沒有形成良好的商業(yè)模式這個推動市場化的加速器。
黃學杰表示,國內(nèi)市場化的電力市場環(huán)境沒有建立起來,這對國內(nèi)儲能市場的商業(yè)運作出現(xiàn)了很大的制約。對儲能公司來說,市場決定研發(fā);假如沒有好的商業(yè)模式,公司沒有動力做研發(fā),即便有好的技術(shù)也只能束之高閣。
他透露,比亞迪曾接到了美國杜克能源公司儲能項目的訂單,也中標了日本、加拿大等海外不少的儲能電站項目。反而,比亞迪在國內(nèi)的儲能市場還沒有得到施展拳腳的機會。
重要原因在于,雖然我國的分布式儲能已有小眾市場,但大規(guī)模集中儲能還未形成成熟的市場機制。關(guān)于市場化的運作,國內(nèi)還存在頗多爭議。
中航鋰電(洛陽)有限公司電力儲能營銷部的領(lǐng)導認為,隨著儲能技術(shù)的發(fā)展,一旦電力能夠像普通商品相同被大規(guī)模倉儲,那么儲能技術(shù)可能存在電力供給方、電網(wǎng)方、用戶方和第三方運營商等多種商業(yè)模式。然而,余南華卻持不同的觀點,他否認了儲能系統(tǒng)盈利性的觀點。
儲能的重要需求是跟新能源匹配,提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和供電質(zhì)量的,并不是拿來做生意的。他并解釋,儲能重要是拿來節(jié)能源儲量、電壓波動的問題,減小負荷峰谷差,提高系統(tǒng)效率和設(shè)備利用率。在其全職工作做好的基礎(chǔ)上,才考慮峰谷差價這個兼職工作,余南華幽默的表達。
關(guān)于峰谷差價的可行性,記者作了相關(guān)調(diào)查。為防止出現(xiàn)用電高峰時段電力緊張的狀況,不少城市的確已經(jīng)實行商業(yè)用電峰谷分時計價的收費方式。以深圳為例,峰期時電價為每度0.936元,谷期時每度電只收0.234元。每度電差價約為0.7元。深圳供電局有關(guān)負責人在接受記者采訪時表示,一個儲能電站靠峰谷差價實現(xiàn)盈虧的話,這算是一個切入點;但是至少要5年時間。
這位負責人稱,巨大的建設(shè)成本和漫長的資金回收周期,不僅業(yè)主方?jīng)]有耐心,連地方政府行政領(lǐng)導也等不及。眾所周知,我國官員實行的是5年任期制,建設(shè)儲能電站并不能即時為本地帶來經(jīng)濟效益,更無法體現(xiàn)他們在任期內(nèi)的政績。那么,相關(guān)政府部門并不一定會積極推動。
如何在儲能市場掙錢似乎成了業(yè)內(nèi)儲能公司焦慮的事情。上述負責人建議,建立全面完善的電力競價交易市場、制定專門的儲能電價、并拉大不同供需時段的電價,使得儲能的削峰填谷有暴利可圖,這樣才會吸引更多的市場投資力量參與進來。使儲能市場化夢想成真!