摘要:
• 2011年以來,隨著全球能源結構快速向低碳形式轉型,可再生能源裝機加快發展,尤其是風電、光伏等間歇性可再生能源在最近幾年成為全球新增裝機的主力。過去10年,全球可再生能源裝機容量始終保持8-10%的年化增速。2021年全球可再生能源總裝機量達到3064GW(不含抽蓄),其中風電為825GW,光伏849GW。電力系統的波動性將隨著可再生能源滲透率的提高而日漸提升,同時用電側的電氣化率提升也進一步增加了電力系統調度的挑戰,因此電網需要大幅提高靈活性,各類儲能技術將扮演重要的角色。本文探討的儲能需求主要以提升電網靈活性的電力儲能裝機為主,不包含各種攜帶型儲能產品。
• 電力儲能廣泛應用於電力系統電源側、電網側、用戶側,不同應用場景對儲能的持續放電時長有不同需求,對應電力系統常用的時序分析方法,可分為超短時(秒級到分鐘級)、短時(小時到數日)和長期時間尺度(周、月、年)。全球能源互聯網發展合作組織根據各大洲電力裝機和負荷的分布特點,預測到2050年全球以氫能、抽水蓄能、壓縮空氣、液流電池等長時電力儲能將佔到儲電量的95%,以鋰電池、鈉電池、飛輪、超級電容為主的等短時儲能將佔儲能功率容量的92%。到2050年,主要應用於發電側一次調頻、日內調峰,以及用戶側日內調峰的短時儲能佔整體儲能功率的81%,占儲電量的5%。
• 我們預測兼具功率型和能量型的鋰離子電池、鈉離子電池等電化學儲能技術短期發展迅速,2025年以電化學儲能為主的新型儲能全球累計裝機有望從2021年的51GWh達到741GWh,2022-2025年新增電力儲能裝機分別達到55/110/193/331GWh,複合增速有望超過70%。從2022到2035年全球電化學儲能將得到廣泛規模化應用,但產品仍需進一步改善安全性,提升循環次數和能量密度,以及降低成本。
• 全球鋰資源分布不均衡的大背景下,當前碳酸鋰價格高企,為了緩解上遊資源緊張對儲能以及動力電池相關產業的發展制約,以寧德時代為代表的電池企業、當升科技、容百科技為代表的材料企業紛紛布局鈉離子電池體系,寧德時代在2021年宣布計劃在2023年量產鈉離子電池,近期當升科技和容百科技也相繼推出鈉離子正極材料,旨在推動上遊資源供給更為豐富,成本更低,同時安全性更高的電化學儲能技術推廣普及,共同推動電化學儲能早日進入TW級別的發展階段。
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