儲(chǔ)能行業(yè)專(zhuān)題研究報(bào)告：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，百舸爭(zhēng)流，誰(shuí)主沉浮？.pdf

儲(chǔ)能行業(yè)專(zhuān)題研究報(bào)告：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，百舸爭(zhēng)流，誰(shuí)主沉浮？長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，是碳中和時(shí)代的必然選擇。儲(chǔ)能的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間和空間上的 移動(dòng)，讓能量更加可控。儲(chǔ)能的應(yīng)用可以讓分布式的發(fā)電源更加“優(yōu)質(zhì)”，讓整 個(gè)電力系統(tǒng)更加靈活。儲(chǔ)能是高比例可再生能源下的必然要求：以美國(guó)加州為例， 2021 年可再生能源發(fā)電高峰時(shí)占比超 50%，在夏季早晚缺電高峰需要 30%以上 的進(jìn)口電力才能支撐正常用電。在這樣的情況之下，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能成為了碳中和時(shí)代 的必然呼喚。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能而言，最重要的是為電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)提供支撐。 在推進(jìn)節(jié)奏上，整體將會(huì)是循序漸進(jìn)的，可以分為三個(gè)階段：階段 1，主要由傳 統(tǒng)機(jī)組提供靈活性，抽水蓄能大力建設(shè)，新型儲(chǔ)能補(bǔ)充靈活性缺口；階段 2，抽 水蓄能逐步落成，與傳統(tǒng)機(jī)組一起成為靈活性調(diào)節(jié)主力；階段 3，存量機(jī)組改進(jìn) 空間殆盡、抽水蓄能地理資源約束呈現(xiàn)，只有依靠新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)提供增量靈 活性資源。分地域來(lái)看，推進(jìn)節(jié)奏上先歐美，后國(guó)內(nèi)，當(dāng)前已有很多歐美國(guó)家處 于階段 3，中國(guó)處于階段 1 向階段 2 過(guò)渡的過(guò)程中。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)形式多樣，抽水蓄能、鋰離子電池儲(chǔ)能發(fā)展領(lǐng)先。概況而言，長(zhǎng)時(shí) 儲(chǔ)能技術(shù)可分為機(jī)械儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱和化學(xué)儲(chǔ)能三大主線(xiàn)，其中機(jī)械儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能 裝機(jī)規(guī)模占比較高。1）抽水蓄能：當(dāng)前最成熟、最經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，但 儲(chǔ)能設(shè)備選址受限、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)；2）壓縮空氣儲(chǔ)能：效率提升下，極具 潛力的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)；3）鋰離子電池儲(chǔ)能：當(dāng)前最具代表性、最經(jīng)濟(jì)的化學(xué) 儲(chǔ)能技術(shù)，但面臨著鋰資源掣肘；4）鈉離子電池儲(chǔ)能：比鋰電理論成本更低的 儲(chǔ)能方式，循環(huán)壽命為當(dāng)前最大劣勢(shì)；5）液流電池儲(chǔ)能：容量與功率模塊分離， 適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，但處于產(chǎn)業(yè)化降本初期；6）熔鹽儲(chǔ)熱：適合大規(guī)模儲(chǔ)熱，但無(wú) 法作為獨(dú)立儲(chǔ)能電站使用。

無(wú)資源約束的情況下，平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）是衡量各種技術(shù)優(yōu)劣的最重要 指標(biāo)。我們針對(duì)五種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，在當(dāng)前情況下，計(jì)算其全生命周期成本，在 配置時(shí)長(zhǎng)為 5 小時(shí)的情況下，其 LCOE 由低到高分別為抽水蓄能＜?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能 ＜鋰離子儲(chǔ)能＜鈉離子電池儲(chǔ)能＜液流電池儲(chǔ)能。影響 LCOE 的三大最重要的指 標(biāo)分別為：初始投資成本、轉(zhuǎn)換效率、循環(huán)壽命。對(duì)其關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析， 1）抽水蓄能：當(dāng)前成本最優(yōu)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方式，技術(shù)成熟，各項(xiàng)指標(biāo)不會(huì)再發(fā)生 明顯的變動(dòng)；2）壓縮空氣儲(chǔ)能：若實(shí)際儲(chǔ)能效率提升到 70%，其經(jīng)濟(jì)性有望超 過(guò)抽水蓄能；3）鋰離子電池儲(chǔ)能：隨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速和原材料價(jià)格回落，鋰離 子儲(chǔ)能初始投資成本將逐步下降；4）鈉離子電池儲(chǔ)能：當(dāng)初始投資成本降低到 1.3 元/Wh 時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性有望超過(guò)現(xiàn)在的鋰電儲(chǔ)能；5）液流電池儲(chǔ)能：當(dāng)初始 投資成本降低到 2 元/Wh 時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性有望超過(guò)現(xiàn)在的鋰離子電池儲(chǔ)能。