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2025-04-20 4 新能源及电力行业报告
据 CNESA 预测,到 2019 年底,中国电化学储能累计装机 1.89GW,2020 年 底累计装机 2.83GW,到 2023 年底累计装机 19.3GW。根据 BNEF 的预测,到 2040 年,全球储能累计装机(不含抽水蓄能)将达到近 1095GW/2850GWh,对应投资 6620 亿美元。我们认为,抽水蓄能以外的电力储能,特别是容量型储能,未来将 以电化学储能为主。储能可以全面应用于电力系统。储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、 输、配、用”任意一个环节。从储能在电力系统的实际用途来看,有新能源配套、 调峰、调频、其他辅助服务、峰谷套利、需求侧响应等多种用途。 电力系统中,各方对于储能的应用都处于积极探索和尝试的状态,包括新能源 电站业主、电网企业、独立储能运营商、工商业用电企业等。
新能源装机的快速增长带来严重的消纳问题。以光伏、风电为代表的新能源装 机快速增长。截至 2019 年上半年,我国光伏累计装机达 185.59GW,风电累计装机 达 193GW。但是光伏、风电等新能源具有波动性、间歇性与随机性等特性,属于 不稳定出力的电源,因此装机占比或发电占比达到一定程度时,会对电网的稳定性 带来挑战。电网为避免不稳定会限制部分新能源的出力,从而引发了弃风、弃光现 象。
高可再生能源渗透率离不开储能。由于风电、光伏等新能源具有波动性、间歇 性、不可预测性等特点,因此新能源渗透率发展到一定程度时,必然会引起限电现 象,只有配合储能的应用才能更好地消纳和平滑波动,实现更高的新能源渗透率。 储能配合新能源已有大量成熟案例。我国首个风光储输示范工程位于河北省张 家口市北部,于 2011 年底并网,综合运用了磷酸铁锂、液流、钛酸锂、阀控铅酸 等多种技术路线,每年可以提升 200 小时的利用小时数,有效解决了新能源的消纳 问题。近年来,还有青海共和光伏发电储能项目、鲁能集团海西州多能互补集成优 化示范工程等大量新能源配套储能项目投入使用。
保持电力的输出与负荷端的实时平衡是电网重要的任务。频率表示交流电网中 每秒钟电流方向变化的次数,经过漫长的产业演进,各国电力系统基本确定 50Hz 或 60Hz 作为频率标准(我国为 50Hz)。电网是实施平衡的,对于交流电网来说, 稳定的频率是电网稳定的重要指标之一,发电小于用电会导致频率上升,反之亦然。 火电厂是调频市场最重要的参与者,新能源增长提升调频需求。全球范围内, 火电仍是主要的电力供应来源,因此火电厂也是目前调频市场最重要的参与者。而 随着新能源的发展,电力系统的调频需求也在不断增长。一方面,以风电、光伏为 主的新能源出力波动较大,增加了对于调频的需求。另一方面,新能源渗透率的提 升挤压了传统火电的空间,进而影响了电网整体的调频能力。 储能调频的效果优于火电。火电机组由锅炉、汽机、发电机及众多辅机组成, 系统惯性大,调频效果也较差,具体表现为调节延迟、调节偏差(超调和欠调)、调 节反向、单向调节、AGC 补偿效果差等现象。而储能系统的调频效果更好,表现 为响应速度更快(几十至几百毫秒)、调节精度更高(99%)。火电厂在使用储能调 频后,可以有效提升调频效果,增加调频收益。
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