我們?nèi)绾慰葱袠I(yè)
一張圖看儲能
首先，儲能行業(yè)是相對很新的行業(yè)，但是行業(yè)很早就已存在，只是未來的趨勢、空間有所變化。我們現(xiàn)在的手機、電腦、新能源汽車等都有電池儲能，這是移動的儲能。
第二，儲能業(yè)務(wù)也造就了很多公司，如南都電源、圣陽股份，用傳統(tǒng)的電池——鉛酸電池賣給移動、聯(lián)通等做基站的儲能。雖然行業(yè)早就存在，為什么大家更關(guān)注現(xiàn)在這個時間點？是因為可再生能源發(fā)展快，包括電改、可再生能源出力固化等，進(jìn)一步在擴大儲能市場。
第三點是大家都關(guān)注的特斯拉，特斯拉布局新能源汽車是最引人關(guān)注的事情，但是同時，也有發(fā)電端的Solarcity，還有Powerwall是清潔能源發(fā)電和清潔用電的連接點。未來人的延伸可以延伸在汽車上，實現(xiàn)車上清潔能源發(fā)電、清潔能源儲電和清潔能源用電，這是更加長遠(yuǎn)的布局。
儲能、調(diào)頻分析重點
1儲能
顧名思義，儲能是能量的儲存，實際上儲能不僅應(yīng)用在電網(wǎng)當(dāng)中，比如儲氫，氫的來源是很多樣的，最后到下游的燃料電池、新能源汽車，這中間是和電網(wǎng)沒有關(guān)系的，但是儲能在電網(wǎng)中的應(yīng)用場景和應(yīng)用市場是最大的。我們認(rèn)為，儲能是有一定的需求，但是需要政策來引導(dǎo)。我們從發(fā)電、輸配電、用電等方面講儲能進(jìn)行了一個應(yīng)用場景的劃分，簡單來看發(fā)電端有六種應(yīng)用場景，輸配電三個，用電側(cè)則分為五個部分，還有一個部分是新能源汽車，隨著未來新能源汽車的發(fā)展以及V2G的出現(xiàn)，也可以實現(xiàn)新能源汽車和電網(wǎng)的聯(lián)動，此時可以將新能源汽車看成是一個移動儲能裝置。
我們根據(jù)適用場景的不同，將相對更加適合的場景和不同的技術(shù)做了一個儲能的連連看，但是這不是說在其他方面就不能使用某種其他的儲能方法。
2調(diào)頻
從原理角度來看，首先是發(fā)電機：包括發(fā)動機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)。我國的發(fā)電機大部分是同步發(fā)電機，其中轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子切割磁場來發(fā)電，因此發(fā)電機的頻率和轉(zhuǎn)子是一致的。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化是根據(jù)原動機輸出的機械功率和發(fā)電機的電磁功率是否平衡來匹配的。如果電磁功率大于機械功率，系統(tǒng)頻率會下降。
用戶在實際使用過程中不會去考慮電廠的頻率，從這個角度說，電力系統(tǒng)運行的原則是發(fā)電端通過負(fù)載來調(diào)節(jié)，有多少負(fù)荷，調(diào)整多少發(fā)電量，頻率才得以保持平衡。
從能量的角度說，發(fā)電機在發(fā)電少的情況下，電力系統(tǒng)會瞬時從發(fā)電機組的轉(zhuǎn)動勢能中汲取能量，這就會導(dǎo)致發(fā)電機組轉(zhuǎn)軸的速度變慢。反之，發(fā)電多余負(fù)荷，會把多余能量轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)子的勢能上，頻率會上升。系統(tǒng)中，同步發(fā)電機有慣量，慣量越小，頻率變得越快。所以需要一定量的發(fā)電機組保持在線，來使頻率變動不要過快。我國的頻率是50Hz，大電網(wǎng)的可容納誤差是±0.2Hz，如果負(fù)荷變化很快而超過范圍，發(fā)電機組會出現(xiàn)脫網(wǎng)，發(fā)電端會因此導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，電網(wǎng)會崩潰。從這個角度看，風(fēng)電、光伏是有劣勢的，因為他們不提供系統(tǒng)慣量，使得電網(wǎng)系統(tǒng)越來越容易觸發(fā)0.2Hz的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)可靠性變?nèi)?，這也是大家棄風(fēng)棄光的主要原因。以光伏為例，現(xiàn)在采取虛擬同步發(fā)電機的技術(shù)，通過電子變流器接入電網(wǎng)。電子變流器和傳統(tǒng)的同步發(fā)電機的區(qū)別包括快速的動態(tài)響應(yīng)、較小的過載能力、低轉(zhuǎn)動慣量和低短路容量的特性，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生難以忽視的影響。傳統(tǒng)的同步發(fā)電機有比較優(yōu)良的特性，天然有優(yōu)勢，要借鑒傳統(tǒng)實現(xiàn)逆變器電網(wǎng)的友好接入。
對于電網(wǎng)來說，發(fā)電端的供給和用電端的需求必須保持實時平衡，由于實際過程中，用戶無序的使用以及發(fā)電端新能源發(fā)電的波動性特征使得電網(wǎng)無法保證真正的實時平衡，通過調(diào)節(jié)供需可以使得電網(wǎng)能在較小的范圍內(nèi)波動，從而達(dá)到相對平衡的狀態(tài)。以發(fā)電機切機導(dǎo)致頻率降低為例，目前三時間段框架是應(yīng)用較為普遍的平衡機制：在大量機組切除后的30s內(nèi)，發(fā)電廠通過機組慣性和調(diào)速器響應(yīng)來控制頻率偏移，自動抑制頻率衰減，此時是一次調(diào)頻；在30s~10min的期間內(nèi)，以調(diào)頻器為代表的二次調(diào)頻設(shè)備介入調(diào)頻，此為二次調(diào)頻，二次調(diào)頻是我們說的電網(wǎng)的輔助服務(wù)，是可以產(chǎn)生收益的；第三個時間段從第5min開始，資源的經(jīng)濟調(diào)度通過5min實時情況提供三級控制機制，此時進(jìn)行三次調(diào)頻。
同步發(fā)電機組的熱能、機械能、電能的轉(zhuǎn)換過程比較緩慢，但是如果用儲能裝置，化學(xué)能和電能轉(zhuǎn)換時間更短，儲能+VSG技術(shù)結(jié)合了儲能的快速響應(yīng)和傳統(tǒng)發(fā)電機組慣量的特性，會使得電網(wǎng)的頻率得到快速平衡。儲能（特別是電化學(xué)儲能）調(diào)頻速度快，容量可調(diào)，因此成為非常好的調(diào)頻資源。平均來看，儲能調(diào)頻效果是水電機組的1.7倍，燃?xì)鈾C組的2.5倍，燃煤機組的20倍以上，理論上最好的調(diào)頻效果與最差的調(diào)頻效果之間可以相差近8000倍。實際應(yīng)用中，投入前K2和K3的平均值分別在1.4和1.5左右，投入后上升到1.5和1.6左右，Kp值從2.98上升到3.2左右，后期通過進(jìn)一步優(yōu)化使得Kp值提升到接近5，體現(xiàn)了儲能在調(diào)頻方面性能優(yōu)越。
調(diào)頻市場空間巨大，調(diào)頻的需求大約是總裝機容量的2%左右，我們測算全國存量調(diào)頻規(guī)模大約在33GW左右，我們得出年新增調(diào)頻需求在1.5-2GW左右。
調(diào)頻的經(jīng)濟性遠(yuǎn)超削峰填谷：IRR可達(dá)11%，回收期在是5年左右。未來隨著新能源在電源中占比的進(jìn)一步提高，以及電力市場進(jìn)一步深化，開放輔助服務(wù)市場，調(diào)頻的需求也將進(jìn)一步釋放。將同一儲能應(yīng)用到不同的場景中，通過多種場景疊加能夠獲得更多的收益，進(jìn)一步縮短投資回收期。
科陸電子
未來10年全球儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速發(fā)展，據(jù)NavigantResearch分析，預(yù)計2017年全球公用事業(yè)規(guī)模儲能容量年增量為1159兆瓦，2026年將增至30473兆瓦，同期分布式儲能系統(tǒng)年增量將從684兆瓦增加到19700兆瓦。
儲能目前有以下七大應(yīng)用場景：峰谷差套利、離網(wǎng)型光儲電站、火電機組ACG調(diào)頻、風(fēng)光儲調(diào)峰調(diào)頻、獨立儲能電站、分布式工業(yè)園區(qū)綜合儲能微網(wǎng)、離網(wǎng)戶用儲能。其中，峰谷差套利在北京具備最好的條件，其次江蘇情況也比較好，但其主要難點在于攻克進(jìn)入壁壘；離網(wǎng)型光儲電站分布地區(qū)大多在高原，主要在青海、西藏、內(nèi)蒙等地，最高海拔可以達(dá)5000米以上，對設(shè)備、系統(tǒng)的要求很高，同時由于海拔較高，對現(xiàn)場人員也是一種挑戰(zhàn)，工作效率可能偏低；火電機組AGC調(diào)頻應(yīng)用市場具有細(xì)分化特征，包括華北電網(wǎng)，山西電網(wǎng)、山東電網(wǎng)等，相同點是都設(shè)有很高的準(zhǔn)入門檻，現(xiàn)在情況來看收入很穩(wěn)定，大約兩年能夠?qū)崿F(xiàn)成本回收；風(fēng)光儲調(diào)峰調(diào)頻應(yīng)用目前是比較新的，市場容量很容易計算，大家最關(guān)心的還是成本回收問題。新能源裝機規(guī)模將貢獻(xiàn)90%的能源消費增量，配套儲能裝置的功率按照風(fēng)電與光伏裝機容量的15%計算，到2030年，儲能電池需求有望達(dá)到8.5億kWh，以單位千瓦時儲能系統(tǒng)（鋰電池）1200元的價格計算，中國風(fēng)光儲能市場空間有望達(dá)到1萬億元（人民幣）；獨立儲能電站第一個示范項目審批已完成過半，目前主要采用虛擬同步的方式，200、300兆瓦作為一個整體參與進(jìn)去，群控起來，整體上具備虛擬同步的能力；分布式工業(yè)園區(qū)綜合儲能微網(wǎng)是目前比較熱的增量配電網(wǎng)的發(fā)展，增量配電網(wǎng)政策已經(jīng)出臺，有實力的投資者正在進(jìn)入，其中既有政府電網(wǎng)也有民營企業(yè)；離網(wǎng)戶用儲能不構(gòu)成網(wǎng)，只供基本使用。
考慮度電成本，將電池類型等因素都抹平了，現(xiàn)在儲能度電成本為4-5毛錢，收益率處在邊緣，勉強能夠達(dá)到項目要求，但是實際運行時并不一定能達(dá)到。未來度電成本降至2-3毛錢時，市場將被撬動。調(diào)頻方面，如果沒有風(fēng)電、光伏等，火電調(diào)頻足以平衡電網(wǎng)，但是現(xiàn)在可再生能源的裝機越來越大，導(dǎo)致了調(diào)頻的剛需。
深圳市科陸電子科技股份有限公司成立于1996年，2007年3月在深圳證交所上市（股票代碼：002121），初步形成了以智慧能源為核心的產(chǎn)品鏈、商業(yè)運營生態(tài)圈和金融服務(wù)體系。主要業(yè)務(wù)范圍包括儲能電芯、儲能系統(tǒng)總成和儲能產(chǎn)業(yè)基金。同時，公司在售電、個體運營、充電網(wǎng)絡(luò)都在做布局。相對于原來以儲能的系統(tǒng)總成、產(chǎn)業(yè)合作為核心，現(xiàn)在增加了儲能電芯，與動力電芯區(qū)分之處在于考慮度電成本時更多地追求長壽命，電芯壽命是很重要的指標(biāo)。公司在江西新余建的電芯廠專門針對儲能電芯，能量型與功率型綜合在一起，會比現(xiàn)在的動力電池壽命長一倍以上，度電成本將進(jìn)一步降低。在峰谷套利方面，利用多次循環(huán)，可以較快地收回成本，使回收年限在4-5年左右。
儲能是一個比較復(fù)雜的工程系統(tǒng)，比如電池用專用的電芯。大家提到包括電動汽車的電池可能參與到儲能中來，但是儲能系統(tǒng)相當(dāng)于值班，可靠性非常重要，因此科陸核心的部門主要以專業(yè)系統(tǒng)為主，其他系統(tǒng)為輔，根據(jù)可靠度來計算構(gòu)成層次分明的系統(tǒng)。監(jiān)控方面，科陸云平臺已于去年建成，可以保存完整的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。根據(jù)應(yīng)用場景不同，科陸提出了不同的解決方案，包括能量型、功率型和綜合型，未來綜合型儲能是主要的發(fā)展方向。截至2017年7月，科陸在儲能方面已經(jīng)累計銷售820MWh，已交付400MWh。
除了在儲能產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)制造方面的發(fā)展，科陸在售電、個體運營、充電網(wǎng)絡(luò)、智慧能源、智慧城市、能源金融。電動車生態(tài)圈等方面都有所布局?？脐戨娮拥暮诵募夹g(shù)在于技術(shù)創(chuàng)新，包括物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件、虛擬電廠、云平臺、電能量儲存、能源大數(shù)據(jù)分析、能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等都在推動產(chǎn)品、運營的發(fā)展，此外配電網(wǎng)領(lǐng)域投入力度也比較大。電動汽車方面公司目標(biāo)是“十省百城千站萬樁”，在充電整個領(lǐng)域發(fā)展，同時強調(diào)協(xié)同跨界發(fā)展戰(zhàn)略，體現(xiàn)整合的優(yōu)勢。
猛獅科技
猛獅科技成立于2001年，是一家新能源及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的高新技術(shù)上市企業(yè)。主要優(yōu)勢是1986年開始做電池，有深厚的技術(shù)積淀。猛獅現(xiàn)在主要有三個比較大的業(yè)務(wù)板塊：高端電池，包括鉛酸電池和鋰電池；新能源汽車，主要在上海，包括整車設(shè)計和關(guān)鍵零部件制造、整車制造和汽車銷售；清潔電力，包括清潔能源發(fā)電和儲能。以電池為根基，擁有優(yōu)勢。
清潔電力事業(yè)部專注于風(fēng)電、光伏、光熱等可再生能源發(fā)電項目投融資與技術(shù)咨詢、儲能電站、戶用儲能系統(tǒng)、電力工程總承包、能源信息一體化管理、售電等業(yè)務(wù)，形成了覆蓋可再生能源發(fā)電、輸配電、儲能、售電等環(huán)節(jié)的清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈。猛獅在浙江成立了售電公司，希望未來能打開市場。
儲能市場方面，2016年中國新增投運電化學(xué)儲能項目的裝機規(guī)模為101.4MW，同比增長299%。應(yīng)用角度來說，最多的是可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)。電化學(xué)儲能技術(shù)路徑角度看，主要是鋰電池、鉛電池，其中鋰電池大部分使用的是磷酸鐵鋰電池，鉛電池主要是鉛炭電池。
整個儲能項目裝機規(guī)模很小，但是增長很快，原因包括：1）儲能成本相對較高，投資回報角度收益，回收期要10年以上，鋰電池壽命沒那么久；2）商業(yè)模式不清晰，國內(nèi)沒有針對儲能明確的政策，主要應(yīng)用可再生加分布式都是示范性的為主，包括國家的示范項目，單個規(guī)模比較小；3）儲能在國內(nèi)沒有主體的地位，要依賴和風(fēng)電與光伏結(jié)合一起，我國在電網(wǎng)準(zhǔn)入等方面比較有困難，政策不明確。電力系統(tǒng)尤其是電網(wǎng)能看到好處但是實際執(zhí)行有困難。但是從國內(nèi)最近的政策發(fā)布的頻率和力度來看，預(yù)計儲能尤其是鋰電池儲能還有很好的前途。成本、經(jīng)濟性的問題，拐點會在2018、2019年到來?，F(xiàn)有的情況下2020年2塊錢一度電就可以收回，尤其最近受益于新能源汽車發(fā)展，預(yù)計成本會很快下降，所以趨勢是可期的。
從國外的角度看，已經(jīng)有一些項目具備經(jīng)濟性，國內(nèi)未來將是更大的市場。海外有調(diào)頻項目，國內(nèi)主要做兩塊：可再生能源并網(wǎng)，分布式發(fā)電結(jié)合增量配電網(wǎng)、微網(wǎng)系統(tǒng)，這里主要介紹三個項目。
第一個項目是德國Relzow125MW/200MWh鋰電池儲能項目，在德國東北部，用于一次調(diào)頻市場。德國可再生能源比例超過30%，尤其是在東北有很多光伏、風(fēng)電項目，有調(diào)頻需求，法律強制要求容量2%。與國內(nèi)相比，德國擁有更成熟的市場間容量競價交易機制，周均價3170€/MW。該項目總投資1億歐元，年容量交易收入1600萬歐元。該項目是中資企業(yè)首個海外大型儲能項目。同時也可以參與調(diào)峰，德國有實時的電價差，而且從使用壽命來說，大部分時間段充放電深度較低，淺充淺放，對電池壽命更加有利，進(jìn)一步提高項目的投資回報。
第二個項目是陜西定邊500MWh鋰電池儲能項目，主要做可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，項目規(guī)劃建設(shè)500MWh儲能電站。調(diào)查得知定邊棄光率達(dá)20%左右，項目可以緩解西北地區(qū)棄風(fēng)棄光問題，形成輻射西北的可再生能源調(diào)度基地。首期2.5MW/10MWh已基本完工，正在進(jìn)行并網(wǎng)調(diào)試。該項目通過光儲聯(lián)運模式示范，儲能電站在并網(wǎng)點前接入光伏電站，進(jìn)行削峰填谷錯峰上網(wǎng)。儲能雖然有政策，但是準(zhǔn)入很復(fù)雜，沒有一個專門的檢測機構(gòu)去驗證是否利于電網(wǎng)穩(wěn)定。經(jīng)濟性角度雖然無法達(dá)到很大規(guī)模，但是比一般項目要好，項目未來將跟隨政策進(jìn)度，嘗試采用獨立主體運營。
第三個是江蘇丹陽鋰電池儲能+增量配電網(wǎng)項目。該項目是公司與丹陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)合作共建園區(qū)分布式儲能和增量配電網(wǎng)，合作為排他性合作。已取得丹陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)未來5年所有儲能項目和增量配電網(wǎng)業(yè)務(wù)開發(fā)權(quán)。旨在探索分布式光伏+儲能+配電網(wǎng)聯(lián)合運營的示范項目及商業(yè)合作模式。項目首期1MWh示范將于2017年開始。之所以專注于園區(qū)，是因為收益率很高，再配合儲能，收益率可以達(dá)到8-10%以上。
