儲能扯住中國新能源浪潮的腳脖子_風聞
TMT商眼-以国家发展视角,评析当下产业2021-10-10 21:39
你覺得新能源汽車環保嗎?
從常識來看,當然是環保的,電能比石油環保,駕駛過程中不產生額外的碳排放。但反觀中國的能源結構,發電的主力為火電,新能源車的電能源頭上是靠煤炭燃燒獲得的。它只是“看起來環保”罷了,前期產生的碳排放一樣不少。

(電力結構中火電仍為主導)
在“碳中和”目標下,居民消費層面的產品革新固然重要,但更關鍵的是源頭電力結構改革。
電力結構改革不是瘋狂安裝光伏和風電就能搞定的,想要併入電網,儲能行業先得突破。
光伏和風電為何對儲能產業有着高依賴?
我們先來看看過往的火力發電,它與核電一樣,電能輸出曲線非常穩定,還可以根據計劃進行一定的調整。面對用電曲線的峯谷波動,以火電機組為主體的發電系統,可以通過“瞭解需求側、控制發電側”的基本策略,在預先設置發電出力計劃的情況下,日內電壓/頻率的波動通常控制在±5%以內,實現供需基本匹配。
可再生能源則不同,它的發電波動性太大了,而且波動曲線與需求側並不匹配。比如説,光伏發電量最高的是白天,用電需求高峯則在傍晚和夜間;風電就更不必説了,風大和風小的時間比較隨機,且隨着季節劇烈波動。

(新能源增加電網調節難度,單位為萬千瓦)
造成的困境是,可再生能源發電後,無法直接靠需求側消納,必須依靠儲能,將電能“儲蓄”一段時間。
説白了就是儲電嘛。説到這,你或許會覺得,這有何難?造電池唄,給整個巨型充電寶,還能搞不定麼。
且慢,當供電對象從你的手機,變成整個城市,對儲電量的需求和難度都指數級地上升了。
做個測算吧,上海市2020年總用電量1576億千瓦時,平均每天4.3億千瓦時,1個充電寶的容量是1萬毫安左右,以電壓5V為例,1萬毫安等於0.05度電,儲存上海一天的電能需要86億隻充電寶。這當然是很難做到的。
實際上,目前最通用的儲電方法,靠的不是電池,是抽水蓄能,把電能轉化為水的勢能來保存,抽水蓄能在中國和全世界範圍的儲能佔比都超過9成。
但它也面臨着一些問題,抽水蓄電站的建設需要兼具水能和勢能,也就是得找水量大、落差大的河道,這種寶地並非到處都是,對水系的人為干擾也會造成負面生態影響。
於是問題回到了原點,想要進一步擴大儲能量,還是得靠蓄電池。
應用於儲能電站的電池,有自身的特異性要求。為了進一步降低成本,循環次數上限要高,汽車動力電池預期循環次數在2000次左右,儲能電站則要達到5000次。BMS(電池管理系統)對響應速度和精度可以降低一些標準,應用被動均衡條件要好。
材質上,電化學儲能涵蓋鋰電池、鈉硫電池、鉛蓄電池、液流電池,為了響應環保訴求,目前鋰離子電池儲能的裝機佔比最高,在全球和中國分別為 92.0%和 88.8%,是電化學儲能中的絕對主力和發展方向。
看到這裏,大家歡欣鼓舞,看起來也不難嘛。彷彿風電光伏的絆腳石儲能已經被解決了,今年凡與新能源相關的股價都是大漲。
但我認為其中還有兩大尚未攻克的問題,且都很致命。
一個是價格。根據東方證券研究所的數據,鋰電儲能的度電成本約為 0.62-0.82 元/kWh,抽水蓄能是0.21-0.25元/kWh。1kWh就是我們俗稱的1度電,我國每度電的平均價格是0.6元左右。也就是説,鋰電光儲能的成本,高於我們的到手電價。當然,不是每度電都需要先儲能,儲能的意義是削峯填谷,只儲存過剩的發電量,但對電價的拉昇作用依然會很明顯。中國用電大户是第二產業,屆時工業需有足夠的利潤率去消化攀升的電價。
還有一個是鋰供應量。中國鋰電池產量是世界之最,而鋰資源儲量只佔全球的6%,且都是開採價值不高的低質鋰礦,原材料嚴重依賴進口。在全球範圍內,鋰礦也屬於稀缺資源,供應造價高、利潤高的動力電池產業尚且不足。鋰電池蓄電站對鋰的需求總量大,且由於終端電價限制,利潤率有限,沒有動力抬價買鋰。僧多粥少的情況下,它恐怕很難獲得足量鋰資源。
在當下時間尺度下,我們只能期待鋰電儲能成本進一步降低,同時寧德時代、贛鋒鋰業等鋰礦大佬多挖礦了。