电子制造展|浅谈绿电+储能

2024年4月，汽车销量235.9万辆，同比增长9.3%，其中新能源汽车销量85万辆，同比增长33.5%，市场占有率达到36%。在双碳和能源转型的大形势下，新能源产业是未来经济非常又希望的、又具爆发力的行业。新能源行业发展主要包含三大主赛道：电动化向智能化的发展，煤电向绿电+储能的转变，锂电池向氢能源电池的迭代。今天电子制造展小编就来简单聊一聊绿电+储能。

一是新能源相关的消费者应用领域，主要包括新能源汽车、新能源电池、智能汽车等。

二是新能源相关的清洁电力能源建设领域，包括电源工程、电网系统建设。未来“绿电+储能”的新能源汽车是新能源的终梦想，主要包括可再生发电和电力综合利用领域，比如风电、光伏等上游清洁能源替代，新能源友好并网的新一代电网、新型储能等。

三是新能源相关的电池技术领域，从锂电池到氢能源电池，未来发展高资源自给率、成本可控、市场化商用进程可落地的多元化电池技术路线是发展的必然选择。

“绿电+储能”开启新能源第二大赛道。储能是新一代电网可靠性建设的关键装备，通过和电源侧、电网侧、用户侧系统深度协同，可以充当发电侧和用电侧之间的“缓冲垫”，通过减少弃电、削峰填谷、电网调频、平滑输出等“缓冲路径”发挥关键作用。可以应对新能源发电随机性、波动性和碎片化，解决新能源电力消纳问题，调峰调频安全稳定保障电网运行。户用、工商用等多场景储能深化发展，有效缓解能源价格高企、海外电价高增等问题。储能系统和电力系统的各个环节融合发展，是实现新型电力系统建设的关键一环。

储能：是实现新型电力系统建设的关键一环

储能是构建新型电力系统不可或缺的关键环节。构建新型电力系统需从“源网荷”转向“源网荷储”，储能是能源结构转型的关键环节和重要推手，加快储能产业的发展对构建清洁稳定的能源供给体系和健康安全的能源消费体系至关重要。

储能本质上是对能量供需不匹配问题的解决，对能源在生产与消费上的耦合至关重要，具有平衡实时功率、提高电力系统容量系数、转移能量等功能。

（1）在电源侧，储能系统可以改善新能源出力与负荷在时间和空间上的不平衡性，减少弃风弃光，提高新能源消纳能力。

（2）在电网侧，储能系统能够减少对电网扩容的需求，降低电网建设成本，提高电网安全性与稳定性。

（3）在用户侧，储能系统能够带来峰谷价差套利，减少用电成本，分布式储能还能提高用户自身对电力的控制能力。

新型储能支持政策不断完善，适应新能源快速发展需要。2021年，国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，提出到2025年实现新型储能装机容量3000万千瓦以上，2030年实现全面市场化的目标。2022年，国家发展改革委、国家能源局发布了《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，对新型储能在电力市场中的身份定位、电价机制、调度规则等提出要求。此次，国家能源局再次印发《通知》，对新型储能的功能定位、调度范围、运行管理、技术要求、协调保障等提出具体要求，持续强化新型储能并网运行管理，完善了新型储能的调度运行、市场运用模式。

2023年，政策引导作用显现，储能设备成本下降，使新型储能迎来了爆发式增长。全年公司经营区新型储能新增并网容量近2000万千瓦，同比增长3.1倍，创历史新高，累计并网容量2600万千瓦/5500万千瓦时。在高增速发展下，必须提高认识，引导新型储能应用与能源转型、电网发展相适应，保障新型储能的合法合规高效利用。

储能技术：多技术路线协同，加速应用落地

提升储能的安全性和经济性，核心方向在于技术进步。储能技术主要分为电储能和热储能，电储能包括物理形式的抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、电容器等，以及化学形式的氢储能、电化学形式的锂离子电池、铅蓄电池、液流电池等。

根据《“十四五”能源领域科技创新规划》，到2025年，主流储能技术要总体达到世界优秀水平，电化学储能、压缩空气储能技术要进入商业化示范阶段。我国新型储能建设主要覆盖两大目标：

一是要针对电网削峰填谷、可再生能源并网等应用场景，发展大容量、长时间储能器件与系统集成，即能量型和容量型储能。包括锂离子电池、铅碳电池、高功率液流电池、钠离子电池、大规模压缩空气、机械储能、储热蓄冷、储氢等。

二是要针对增强电网调频、平滑间歇性可再生能源功率波动，以及容量备用等应用场景，开展长寿命、大功率储能器件和系统集成研究，即功率型和备用型储能。包括超导、电介质电容器等电磁储能，电化学电容器、高倍率锂离子电池、飞轮储能等。

综合成本、响应时间、功率灵活性来看，物理机械储能中的抽水蓄能、电化学储能中的锂电池储能是当前储能发展的主流选择。

抽水蓄能，是利用水作为储能介质，通过电能与势能相互转化，实现电能的储存和管理。用电低谷时，利用过剩电力，将水从低标高水库抽到高标高水库；在电网峰荷时，高标高水库放水，回流至低标高水库，推动水轮发电机释放电能。具体看，抽水蓄能是当前技术非常成熟、又具经济性的储能方式，适用于大规模调峰与长时间调频。抽水蓄能主要围绕电网公司展开，受地理环境制约较大、建设周期较长。

电化学储能按正负极材质不同，分为锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池、液流电池等，锂离子为当前主流路线，钠离子电池、全钒液流电池等储能技术路线也在蓬勃发展。电化学储能能量转换效率较高，响应速度较快，能有效满足电力系统调峰调频需求，功率与能量可根据不同应用需求灵活配置，几乎不受地理位置等环境因素影响。此外，钒电池电解液安全性更高、钠电池钠元素资源存储丰富，未来多类电化学储能技术将协同发展，近期宁德时代等企业开始在新技术路线领域布局。

中国储能：突破新能源时代发电用电的短板环节

在新型电力系统中，新型储能可以在发电侧、电网侧、用户侧各类场景深化应用。

电源侧储能：“清洁电量搬运工”

新能源风电、光伏发电量攀升，在社会用电量中占比高增。截至2023年底，全国新能源和可再生能源发电装机突破15亿千瓦、达到15.2亿千瓦，其中，风电光伏发电装机突破10亿千瓦、达到10.5亿千瓦，在全国发电总装机中的比重达到34%，超过1/3。

近年来，我国新能源发电持续保持较高的利用率水平，2023年全国风电平均利用率97.3%，全国光伏平均利用率98%，新能源发电量不断增加，占比稳步提高，在能源电力保供中的作用不断凸显。2023年全国可再生能源年发电量约3万亿千瓦时，约占全社会用电量的1/3。其中风电光伏发电量1.43万亿千瓦时，约占全社会用电量的15.8%，高于13%的平均水平。

风电和光伏开发成本十年来分别下降了60%和80%，风电平均度电成本降至0.26元、光伏度电平均成本降至0.31元，实现平价上网。

风电光伏仍是新能源发展的主体。据测算，我国风电的技术可开发量超过100亿千瓦，光伏发电的技术可开发量超过450亿千瓦。2060年前实现碳中和，我国风电光伏装机规模将达到50亿千瓦以上，约是目前装机总量的5倍。

在电源侧，储能系统将是电源调峰、削峰填谷的重要抓手，成为“清洁电量的搬运工”。未来一段时间，我国电力供应结构仍将以燃煤发电为主，“传统+新能源”混合发电模式并行。在用电低谷时，燃煤机组可进行灵活性调节，整体发电降至小出力限制附近。但如果此时的发电供给仍高于电力需求，则传统能源端无法进一步调节，只能从新能源端选择弃光、弃风。储能系统加入后，弹性调度、源网荷储互动成为可能。在风电、光伏的发电高峰时段内，储能系统“充电”，消纳新能源电量，有效降低弃光率；在无风、无光时，储能系统“放电”，支撑电力系统正常运行。

储能有利于平滑可再生能源输出，减少新能源风电光伏的弃风弃光，提高新能源电力并网消纳水平。

电网侧储能：“安全稳定有保障”

在传统火电、水电系统中，发电机与电力系统强耦合，可以提供系统惯量，维持频率相对稳定。而在风电、光伏发电系统中，新能源电力通过电力电子控制器设备连接到电网，一是系统自身惯性相应能力弱，调频能力差，二是新能源发电本身就具有瞬时波动、间歇、不可预测等特征。当新能源发电大量并网，会增加电网的波动，如果电网调节能力不匹配，电网频率稳定将面临挑战，电网安全性将受到冲击。

相对于传统调频，储能系统的爬坡能力强，响应速率和调节速率快、调节精度高，可有效避免调节延迟、调节偏差、调节反向等问题，综合调频能力较优。诸如飞轮储能等新储能系统加入调频辅助市场，可以有效保障电网安全稳定运行。《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出，要“积极推动电网侧储能合理化布局”，在大规模高比例新能源及大容量直流接入后，提升系统灵活调节能力和安全稳定水平。

国家发展改革委《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》的发布，从推动新能源大规模高比例发展、构建新型电力系统、保障电力安全稳定供应的高度，明确了新型储能在系统中的作用和价值，在新型储能发展的关键时刻给予了行业珍贵的信心支撑和发展方向。

用户侧储能：“多元场景促发展”

在能源转型趋势下，新能源并网终端更多，终端用电需求更广，用户需求也将从“用上电”向“用好电”升级。“以电代油”、“以电代煤”等电能发展战略持续推进。

未来，工商业、产业园、港口岸、空调、电采暖、电动汽车、充电桩等多元化电力需求侧响应的市场潜力巨大。未来新型电力系统的负荷结构将更加多元化，用户侧对电力智能控制、双向互动的需求更加深入，用户侧储能促进电力需求侧变革具备必然性。

欧美户储场景拉动新需求，用户侧储能发展潜力巨大。2020年以来，能源价格高涨，海外通胀高企、欧美电价大幅高增。在此背景下，居民用电成本居高不下，激化了海外户用储能需求爆发。根据IHS Markit数据，2021年欧洲户用储能装机达1717MWh，同比增长60.2%。根据美国清洁能源协会ACP数据，美国在2022年上半年新增5GWh电池储能，同比增速超30%。通过“光伏+储能”模式，户用储能大幅节省海外家庭购电用电费用。中国供应商在户用储能系统中的光伏组件、逆变器、电池电芯等核心环节占据重要位置。2022年1-6月，太阳能电池组件累计出口额223亿美元，同比增长96%；逆变器出口31亿美元，同比增长47%；锂电池出口同比增长75%以上。

用户侧储能多场景融合发展，广泛涵盖工业园区、商业中心、数据中心、5G通讯基站、充电设施、分布式新能源、微电网等各类终端用户。例如，在工商业场景中，储能作为备用电源在保证特殊情况下电力供应的同时，也为工商业企业节省用电费用。国家能源局要求“工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%”，光储协同促进本地能源生产与用能负荷基本平衡，光储一体化是未来重要方向。

用户侧储能深化发展，催生新技术和新商业模式，诸如虚拟电厂等。虚拟电厂可以聚焦用户侧资源，依托大数据、云计算、人工智能、区块链等技术，运用通信、计量、算法调度等手段，将居民用户侧、工商业用户侧、分布式新能源设施等储能系统资源智能相连。统一调度管理，分析、控制并优化系统运行，参与电网服务获取应用收益，实现发电、用电资源的高效利用。

电子制造展浅谈未来储能发展趋势与展望

技术创新驱动产业发展

电化学储能技术进步：锂电池、钠离子电池、固态电池等电化学储能技术不断创新，能量密度、循环寿命、安全性能等方面将得到显著提升。特别是固态电池技术，有望为储能产业带来颠覆性变革。

混合储能技术发展：为满足不同应用场景的需求，混合储能技术将得到广泛关注。如锂离子电池与铅酸电池、锂电池与电容等组合，可提高系统性能，降低成本。

新型储能技术探索：如液流电池、重力储能、氢储能等新型储能技术，将为储能产业提供更多选择。

产业链逐步完善，产能规模持续扩大

产业链布局优化：随着储能产业的快速发展，产业链布局将更加完善，从上游原材料、电芯制造，到下游系统集成、运营维护，形成完整的产业链生态。

产能规模扩大：为满足市场需求，企业纷纷扩大产能。预计到2029年，储能电池产能将达到1000GWh以上。

国际合作加深：在能源互联网的背景下，储能产业国际合作将不断加深，推动技术交流、产业融合和市场竞争。

政策支持与市场机制逐步完善

政策支持力度加大：各国政府将继续加大对储能产业的政策支持，包括补贴、税收优惠、融资支持等，以推动储能产业发展。

市场机制逐步完善：储能参与电力市场的规则将逐步完善，储能价值得到充分体现。储能调峰、调频、备用等市场空间将进一步扩大。

储能标准体系建立：为保障储能产品质量和安全性，各国将加强储能标准体系建设，推动储能技术规范化和标准化。

应用场景不断拓展

电力系统储能应用：储能将在电力系统中发挥越来越重要的作用，包括调峰、调频、备用、黑启动等功能，提高电力系统运行效率和稳定性。

分布式储能应用：随着分布式能源的发展，储能将在家庭、工商业、微网等场景得到广泛应用，实现电力自发自用、峰谷电价套利等。

新能源+储能应用：风能、太阳能等新能源发电与储能的结合，将有效缓解新能源波动性和间歇性问题，提高新能源发电的利用效率。

移动储能应用：移动储能将在应急电源、充电桩、移动通信等领域得到广泛应用，满足多样化能源需求。

在技术创新、产业链完善、政策支持和市场机制推动下，储能应用场景将不断拓展，为能源转型和碳中和目标实现提供有力支撑。电子制造展小编觉得，未来的储能产业将迎来黄金发展期。

文章来源：绿碳中能