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火狐直播:【陕创投私享会】能源革命下的超级赛道——储能
来源:火狐app下载 作者:火狐体育在线 更新于:2023-10-26 04:25:41 阅读: 65

  在“2030 碳达峰、2060 碳中和”目标的大背景下,新能源成为第三次能源转换的主角,并将成为碳中和的主导已形成共识。其中,风、光作为技术成熟且安全可靠的清洁能源,将逐步替代化石燃料。当前光伏、风电装机量不断的提高,发电设备整体出力的间歇性与不稳定性增强,传统的火电机组难以满足短时间高功率地调节需求,进行灵活性改造的成本又比较高,此时就需要各类快速储能的方式提供电力辅助服务。因此,储能市场也被一致认为是下一个可能爆发的万亿市场,有着极大的发展的潜在能力。特斯拉创始人马斯克曾豪迈地表达了对储能板块业务的期望:可以发展到与汽车业务不分伯仲,甚至超越汽车业务。

  根据国家能源局的定义,储能是指通过解释或设备将能量存储起来,在需要时再释放的过程。根据能源存储形式的不同,储能又可大致分为电储能、氢储能以及热储能,目前主要为电储能。而电储能又可大致分为电化学储能和机械储能,其中电化学储能主要为我们熟悉的电池储能,包括锂电池、铅蓄电池、钠硫电池等。而机械能储能最重要的包含抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。

  据中国化学601117)与物理电源行业协会储能应用分会发布的《2022 储能产业应用研究报告》统计多个方面数据显示,2021 年中国新增储能装机为 7397.9MW,累计装机已达到 43.44GW。在电力储能中,抽水蓄能是较为传统的储能方式,而电化学储能等属于新型储能方式。从 2021 年中国储能市场结构看,抽水储能累计装机规模达到 37.57GW,占比超 86%,而电化学储能累计装机规模达到 5.12GW,占比达到 11.8%。在电化学储能中,锂离子电池占比达到 91%。

  2021 年中国新增储能装机量为 7397.9MW,其中抽水蓄能项目装机规模为 5262.0MW,占比为 71.1%,电化学储能装机规模为 1844.6MW,占比为 24.9%。在 2021 年中国电化学储能新增项目中,锂离子电池储能技术装机规模为 1830.9MW,占比为 99.3%。新增储能装机量中,电化学储能装机占比正在慢慢地上升。

  消除新能源弃电损失,实现能量时移(正午的光伏电存起来到晚上用)甚至季度调配;主要使用在场合是光伏发电、风力发电等新能源电站。

  建设在家庭或工厂附近,主要服务于工业用电终端,通过峰谷价差套利;所以峰谷价差越大,越有利于用电侧储能的发展。

  在用电侧,峰谷价差套利的商业模式已在我国部分省市具备经济性,大多数表现在自发自用,余电上网。从海外市场来看,2022 年欧洲居民电价显著上涨,俄乌冲突进一步加剧能源价格高位波动和欧洲能源安全隐忧。以德国为例,科隆的 Rheinenergie 企业来提供的电价达到 0.72 欧元/kWh,还有城市的基础电力服务商提供的电价高达 0.99- 1.07 欧元/kWh,该价格是绝大多数德国人目前平均电价的近三倍。持续上涨的电价已经推动户用储能在部分国家和地区加快速度进行发展,德国是其中典型代表。据德国 BVES 报告数据,至 2021 年底,德国户用储能总销量 43 万台,新增14.5 万台, 同比新增 45%。受俄乌冲突对能源价格的影响,户用储能需求近期进一步加速增长。预计 2022 年德国户用储能全年新增 27 万台,同比新增 86%。同时,近 86%的受访者对 2022 年的户用储能未来市场发展的潜力评为“非常积极”或“相当积极”。海外户用储能需求景气度持续攀升,因此慢慢的变多的国内新能源有突出贡献的公司开始布局海外业务。

  发电侧与电网侧的主体问题是投资所需成本高、回报周期长、盈利难。短期内,发电侧与电网侧“谁买单”?各自承担多少成本?是这个行业的主体问题。2019 年由于国家发改委明确电网侧储能不能计入输配电价成本等因素影响,储能发展受到很大阻碍。2020 年因储能成本下降+政策支持+电网侧投资加大,储能重回快速地增长。所以从政策调控的角度来看,行业的发展大前提基于政策导向,也就是补贴程度和目标完成力度。2021 年 7 月 21 日,发改委、能源局发布《关于加快推进新型储能发展的指导意见》,明确目标至 2025 年,国内新型储能(除抽水蓄能外的储能系统)装机总规模达 30GW 以上。而目前国内新型储能(除抽水蓄能外的储能系统)装机规模不到 6GW,未来还有很大的增长空间。

  短期来看,新能源配置储能的装机规模增长有赖于政策的要求和扶持,以及一二级长期资金市场投资带来的标杆项目建设,在政策扶持和资本注入的推动下前行。从长久来看,储能发展的势能已经逐步具备,一些目前装机容量较小的新型储能技术,将会快速从市场探索期脱颖而出。

  如何判断某一类或者某一种技术未来的市场空间?其实答案很简单,这一类技术目前的劣势和痛点,可以通过研发和创新带来多大的提升。提升越大,说明潜在的市场规模越大;如果其劣势是完全没有办法靠研发和创新进行提升(比如资源限制、地理限制等),那么该技术的应用前景自然会有瓶颈。

  总体来看,经过十年的研发技术、示范应用和商业化尝试,中国储能行业在技术应用方面走在了世界前列。不过,这也形成了中国一个比较突出的行业特点——各项技术都在并驾齐驱,没有一种技术已实现了全方位的绝对优势。

  这里边既包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容等物理储能技术,也包括如锂离子电池、铅碳电池、液流电池、钠硫电池等电化学储能技术,这些技术各有优势也各有劣势,适合使用的范围也有比较大的差别。因此,我们第一步需要的就是甄别哪一类技术在未来更具备潜力。

  从上表能够准确的看出,不同的储能技术在应用中体现出不同的优缺点。以不同的优缺点来看,规模大、寿命长、安全、响应快的技术更适合在发电侧和电网侧应用,而成本低、回收性好、安全且响应快的技术更适合在用户侧应用。

  在从各个技术的发展阶段来看,目前应用场景范围比较广的分别是抽水蓄能和锂离子储能(三元锂、磷酸铁锂和钛酸锂等)。抽水蓄能技术已相当成熟,本身通过研发的提升空间就比较小,同时因为抽水蓄能同时的配套大型的水库,长久来看市场空间受限严重。反观一骑绝尘的锂离子电池技术,能够最终靠产品创新和工艺创新,不断降低原材料生产所带来的成本、产品制造成本,并提升产品的性能,包括安全性和常规使用的寿命等,一旦某一项痛点取得了技术突破(例如循环次数等),或者某一种材料实现了国产替代等,就能迅速提升市场空间。

  在目前百舸争流的新型储能技术赛场,不同技术路径所处的应用阶段不同,那么哪些技术具备提前押注的可能性?该技术的创新能否带来成本的下降、更高的效率和更好的安全性?这些都可以让我们持续关注。

  钠离子电池能够达到的理论性能与锂离子电池相近,同时具备在用户侧(包括消费电子科技类产品)、发电侧和电网侧的应用潜力,在钠离子电池上的创新也更接近“根本性创新”。由于钠资源的地壳丰富度远高于锂,且正负极材料需要的金属也便宜很多,该技术的突破能够彻底摆脱锂资源的限制,极大程度降低电池成本。

  宁德时代300750)(300750.SZ);一级市场中的公司则是中科海钠,也是目前创立最早的初创企业,产业化走得也比较远。中科海钠拥有来自中国工程院、中国科学院物理研究所的开发团队,是国际少有拥有钠离子电池核心专利与技术的电池企业之一。

  除此之外,上市公司欣旺达300207)、雄韬股份002733)等都开始布局钠离子电池领域,并认为钠离子电池在未来集中式大型储能、分布式储能场景上有很好的应用前景。

  在全球范围内,该技术相对来说还是比较成熟,但从国内来看,该技术还处于不完善的阶段,产业规模比较小,国产化率相比来说较低。其中全氟磺酸树脂膜及树脂的国产化替代,将会对该电池的国内产业链完整度有比较显著的提升作用。同时,由于全钒液流电池在长时间的储能工作中,其电解液成本占比相比来说较高(41%),核心材料在国内处于垄断地位。

  在二级市场中,目前已经公开生产全钒液流电池树脂材料的企业包括东岳集团(和巨化股份600160)(

  600160.SH);电解液材料则掌握在攀钢钒钛(000629.SH)手中。一级市场部分,创始团队具备大连物化所背景的大连融科是全钒液流电池电堆生产的有突出贡献的公司,慢慢的开始在全球最大的液流电池项目中提供技术和产品。

  目前压缩空气系统存在着诸多问题,其中最重要的是其与抽水蓄能一样太受地理条件约束,建造压缩空气系统,需要特殊的地理条件来作为大型储气室,如高气密性的岩石洞穴、盐洞、废弃矿井等,这一限制是影响这项技术推广的主要的因素之一。此外传统的空气压缩系统,系统效率仅为 40%-55%,相比抽水蓄能的 80%,效率较低。

  在二级市场方面,有国内透平机械(压缩空气储能技术上不可或缺的设备)龙头陕鼓动力601369)(601369.SH)和东方电气600875)(600875.SH)、空气膨胀机设备制造商金通灵300091)(300091.SZ)。一级市场方面,压缩空气储能系统解决方案提供商中储国能在国内走得相对靠前,背景是中国科学院工程热物理研究所,目前已突破了 1—100MW 级压缩空气储能系统关键技术,在 2021 年获得来自联想之星等机构的 1.8 亿元 Pre-A 轮投资。

  无论是在包括消费电子科技类产品的用户侧,还是电力、电网侧的规模应用,锂离子电池走得相对靠前,其技术进步的难度也更大。在证券交易市场中已经能够拼凑出一整条完整的锂电池储能产业链。在一级市场来看,由于先发者已经彻底站稳了脚跟,想要在锂电池产业链中实现突破的难度较高。但是目前锂离子电池成本高、安全性差的问题一直阻碍着该技术路线在大规模储能中的应用。

  作为铅酸电池的一种,铅碳电池同样具备目前铅酸电池拥有的优势和困境。其优点是,技术应用时间长(超过 50 年),技术非常成熟;劣势在于瓶颈很明显,在大规模储能领域中的应用,相比锂电池来说寿命明显更短,且用得越多寿命越短。

  目前,国内证券交易市场的龙头包括天能股份(688819.SH)和超威动力(00915.HK),要重点观察这些有突出贡献的公司对于铅碳电池寿命的公开信息,一旦实现单体寿命大于 1 万次,系统寿命 4000 次以上,且放电深度提升至 60%-80%,就会极大程度改善目前的铅碳电池的竞争力。

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