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哪種儲(chǔ)能方式會(huì)最終勝出(轉(zhuǎn)載)

2023-02-28 17:33 瀏覽:0 來(lái)源:鍋爐之家   
核心摘要:哪種儲(chǔ)能方式會(huì)最終勝出孫小兵2022年7月17日(以下內(nèi)容摘自作者《關(guān)于抽水蓄能投資的14個(gè)問(wèn)答》)  “碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略提出后,我們對(duì)涉及的38個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究,綜合考慮技術(shù)迭代、系統(tǒng)成本、市場(chǎng)需求、資源稟賦等情況,我國(guó)要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和,“能源是主戰(zhàn)場(chǎng)、電力是主陣地、風(fēng)光電是主力軍、新型電力系統(tǒng)是主

哪種儲(chǔ)能方式會(huì)最終勝出

孫小兵

2022年7月17日

(以下內(nèi)容摘自作者《關(guān)于抽水蓄能投資的14個(gè)問(wèn)答》)

  “碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略提出后,我們對(duì)涉及的38個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究,綜合考慮技術(shù)迭代、系統(tǒng)成本、市場(chǎng)需求、資源稟賦等情況,我國(guó)要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和,“能源是主戰(zhàn)場(chǎng)、電力是主陣地、風(fēng)光電是主力軍、新型電力系統(tǒng)是主方向”。風(fēng)電、光伏發(fā)電屬于隨機(jī)波動(dòng)電源,要適應(yīng)大規(guī)模高比例發(fā)展,必須構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)涉及多個(gè)方面,其中有兩個(gè)主要抓手,一是加大靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè);二是加大數(shù)字化、智能化建設(shè)。在靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)方面,儲(chǔ)能是關(guān)鍵措施之一。

  在眾多儲(chǔ)能方式中,哪種儲(chǔ)能方式會(huì)最終勝出呢?

  對(duì)行業(yè)的中短期預(yù)測(cè)是高風(fēng)險(xiǎn)的,但是,可以基于技術(shù)迭代、產(chǎn)業(yè)演進(jìn)、邏輯推斷做長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。目前,抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能是最具規(guī)模化應(yīng)用前景的三種儲(chǔ)能方式。從鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能的技術(shù)迭代來(lái)看,其存在很大概率于2030年之前,在經(jīng)濟(jì)性、安全性、適用性、靈活性等方面全面超過(guò)抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能。

  主要基于以下判斷:

  一、鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能的適用性和靈活性高于壓縮空氣儲(chǔ)能,更高于抽水蓄能。

  二、從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能的安全性不存在無(wú)法突破的障礙,特別是鈉離子電池儲(chǔ)能,本身不存在安全性問(wèn)題。

  三、到2030年,全球電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能行業(yè)對(duì)鋰離子(含鈉離子)電池的需求量約為34.5億千瓦時(shí)/年(參考高盛預(yù)估值),其中,儲(chǔ)能電池的需求量約為3.0億千瓦時(shí)/年。即,到2030年,動(dòng)力電池的需求量為儲(chǔ)能電池需求量的9倍以上,如此大的動(dòng)力電池消費(fèi)市場(chǎng),足以支撐鋰離子(含鈉離子)電池的快速迭代。過(guò)去10年,受電動(dòng)汽車需求推動(dòng),鋰離子電池的技術(shù)迭代很快,降本效果明顯。2010-2020年,全球鋰離子電池組平均成本由1100美元/千瓦時(shí),下降至137美元/千瓦時(shí),下降了87.5%。

  四、長(zhǎng)期來(lái)看,鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能的單位成本呈下降趨勢(shì),抽水蓄能的單位成本呈上升趨勢(shì),兩者總會(huì)存在交叉點(diǎn)。這個(gè)交叉點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間,我的看法是在“十五五”中后期。

  五、鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能的系統(tǒng)成本(不含升壓站及送出線路)在“十五五”期間有望降至900元/千瓦時(shí)以內(nèi)(電芯價(jià)格降至0.35元/瓦時(shí))。鋰價(jià)變動(dòng)受多方因素影響,很難給出中短期的準(zhǔn)確判斷;長(zhǎng)期來(lái)看,我大體認(rèn)同高盛在2022年5月對(duì)鋰的研究報(bào)告(https://xueqiu.com/6498120968/221472724)。儲(chǔ)能電池對(duì)體積能量密度和質(zhì)量能量密度的要求不高,下一步,鈉離子電池作為儲(chǔ)能電池的優(yōu)勢(shì)將逐步顯現(xiàn),市場(chǎng)需求會(huì)推動(dòng)供應(yīng)鏈形成,進(jìn)而促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈降本增效?!笆逦濉逼陂g,鈉離子電池儲(chǔ)能的系統(tǒng)成本(不含升壓站及送出線路)有望降至750元/千瓦時(shí)以內(nèi)(電芯價(jià)格降至0.20元/瓦時(shí))。

  六、根據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局(USGS)數(shù)據(jù),過(guò)去5年(2016-2021年),隨著勘探投入增加,全球金屬鋰的探明資源量從5300萬(wàn)噸增長(zhǎng)至8900萬(wàn)噸,而生產(chǎn)量?jī)H從3.8萬(wàn)噸增長(zhǎng)至10.0萬(wàn)噸。加之回收量逐年增加,鋰資源是充足的。金屬鋰及其化合物的價(jià)格中短期受供需及金融衍生品市場(chǎng)影響,長(zhǎng)期仍主要由成本決定。

  七、按照以下條件對(duì)抽水蓄能和鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能進(jìn)行成本對(duì)比:

  1. 抽水蓄能等效抽水小時(shí)數(shù)1000小時(shí)/年,折舊年限40年;鋰離子(含鈉離子)電池等效充電小時(shí)數(shù)1000小時(shí)/年,電芯折舊年限12.5年,其他主要設(shè)備及構(gòu)筑物折舊年限25年?!笆逦濉逼陂g,鋰離子(含鈉離子)循環(huán)壽命達(dá)到12500小時(shí)。

  2. 按參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)考慮,峰谷電價(jià)差按0.7元/千瓦時(shí)計(jì)算。

  3. 除折舊、抽發(fā)(充放電)成本外,兩類儲(chǔ)能的其他單位成本(財(cái)務(wù)成本、運(yùn)維成本等)按相同考慮。

  4. 抽水蓄能單位總投資按6000元/千瓦(10小時(shí))、單位投資按600元/千瓦時(shí)考慮。鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能單位投資按1200元/千瓦時(shí)考慮。

  5. 抽水蓄能抽發(fā)效率按75%考慮;鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能充放電效率按90%考慮。

  按照上述條件,1000千瓦時(shí)儲(chǔ)能能量每年的折舊、抽發(fā)(充放電)成本為:抽水蓄能,折舊成本15元、抽發(fā)成本175元,合計(jì)190元;鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能,折舊成本60元、充放電成本70元,合計(jì)130元。抽水蓄能的單位千瓦時(shí)綜合成本比鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能高46.2%。從上述測(cè)算來(lái)看,鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)優(yōu)于抽水蓄能。

  基于上述條件,我們測(cè)算了兩類儲(chǔ)能的成本平衡點(diǎn):當(dāng)鋰離子(含鈉離子)電池儲(chǔ)能電芯價(jià)格降至600元/千瓦時(shí)、循環(huán)壽命達(dá)到9000次,兩類儲(chǔ)能即可實(shí)現(xiàn)成本相當(dāng)。

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  作者簡(jiǎn)介:正高級(jí)工程師,主要從事能源電力研究、碳達(dá)峰碳中和研究、新能源投資、基礎(chǔ)設(shè)施特許經(jīng)營(yíng)投資等工作。撰寫宏觀能源問(wèn)題研究專著1部,發(fā)表論文近30篇;擁有發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利4項(xiàng);獲省部級(jí)科技進(jìn)步“二等獎(jiǎng)”1項(xiàng),中央企業(yè)級(jí)科技進(jìn)步“一等獎(jiǎng)”1項(xiàng)、“三等獎(jiǎng)”1項(xiàng)。多次受邀為北京大學(xué)光華管理學(xué)院MBA班講授《世界能源宏觀形勢(shì)及跨境基礎(chǔ)設(shè)施投資》、《中國(guó)能源發(fā)展?fàn)顩r及境外非水可再生能源投資》、《世界能源發(fā)展趨勢(shì)及跨境可再生能源投資實(shí)務(wù)》、《碳達(dá)峰碳中和相關(guān)背景、實(shí)現(xiàn)路徑及產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)》。

(責(zé)任編輯:小編)
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