全球储能装置容量预计突破太瓦时大关，2030年将迎来巨量增长
动态2023-10-25
摘要：本报告主要介绍了能源发展核心问题能源可控化使用是解决能源危机关键要素新旧电力系统转型升级下，能源的可控化和可储化成为发展的核心。传统发电主要依靠燃煤小部分有燃气等。
现阶段由于全球气候危机和环境危机影响，双碳和能源转型正火热发展中，以风光发电为主流的新型发电方式开始逐渐替代传统发电。然而传统发电主要为人工填料燃煤，可根据数据分析、节假日及不同季节负荷的特征、天气预报等对未来几日用电情况进行较为准确的预测，同步匹配用电系统，并在运行过程中滚动调节运行。
但同样发电厂仅可实现发电不能储电，仍需要调节电力供应以匹配需求端的电力变化，维持电力的供需平衡。相较传统模式，新型电力系统虽有环保、能源储量大等优点，但由于来源主要为太阳能、风能等自然能源，受地理位置、天气环境等影响，有资源波动不稳定等天然缺陷，较难24小时控制以实现供需平衡。
每章节的核心观点总结：
1.发展储能的本质：
能源的可控化和可储化是解决能源危机和电力系统转型升级的关键要素，新型发电方式如风光发电存在不可控和不稳定性，需要储能技术来提高电力系统的效率和稳定性。
2.储能发展现状：
目前市场上存在多种储能方式，包括物理储能、化学储能和电磁储能等，其中化学储能如锂离子电池是当前主流的储能技术。
3.不同储能方式对比：
不同储能方式有各自的优缺点，需要根据应用场景进行选择。例如，抽水蓄能电站是当前最大的物理储能方式，适用于水资源丰富和水能资源丰富的地区;压缩空气储能适用于大型或中型储能需求，具有高能量密度和低成本等优势;而锂离子电池则适用于便携式设备和家庭储能等场景。
4.储能市场发展特点：
随着电力系统的不断升级和新能源技术的不断发展，储能市场呈现出快速增长的发展趋势。同时，政策支持和市场需求的推动也是储能市场发展的主要动力。
5.储能市场典型玩家分析：
目前市场上存在许多典型的储能玩家，包括电池制造商、能源公司、电力公司和新能源公司等。这些玩家在技术研发、市场推广和商业模式等方面各具特色。
6.未来发展趋势分析：
随着电力系统的不断升级和新能源技术的不断创新，未来储能市场将会呈现出更加多元化和智能化的发展趋势。同时，随着政策和市场的不断完善，储能技术的应用成本将进一步降低，市场占有率也将持续扩大。
关于报告内容的要点总结
01为什么能源的可控化和可储化在新旧电力系统转型升级下变得重要?
在双碳背景下，能源发展面临着全球气候危机和环境危机的挑战。传统发电方式以燃煤为主，存在污染和不可预测性，而新型发电方式如风光发电则具有清洁、可再生的优点，但受地理位置、天气环境等因素影响，具有资源波动不稳定等天然缺陷。因此，能源的可控化和可储化在新旧电力系统转型升级下变得重要。
能源的可控化能够解决电力供应与需求之间的平衡问题。传统发电方式无法实现电力供应和需求的精准匹配，而新型发电方式具有不可预测性，因此需要通过储能技术来提高电力系统的效率和稳定性。
能源的可储化能够解决电力系统的储能问题。风光发电具有间歇性和波动性，需要储能技术来储存未利用的能量，以备在资源缺乏和用电高峰时段放出能量供电，实现削峰填谷。这样可以在理论上减少弃电，降低用电成本。
储能技术在新旧电力系统转型升级中扮演着关键角色。它可以实现电力系统的稳定运行，提高电力供应的可靠性和灵活性。同时，储能技术还可以与其他可再生能源技术相结合，推动新能源的发展和利用。因此，能源的可控化和可储化在新旧电力系统转型升级下变得尤为重要。
02传统发电和新型发电各有哪些优点和缺点?
传统发电和新型发电各有其优点和缺点。
传统发电的主要优点是可靠性和稳定性。它依赖于可靠的燃料供应(如煤炭或燃气)，并且由于多年的操作经验和技术发展，发电厂能够提供稳定可靠的电力输出。此外，由于其技术成熟，传统发电的维护和操作成本相对较低。
然而，传统发电也存在一些缺点。首先，它对环境的影响较大，尤其是燃煤发电，会排放大量的二氧化碳和其他有害物质。其次，燃煤等化石燃料的储备是有限的，这将导致发电厂面临资源短缺的问题。此外，传统发电的效率通常较低，也就是说，大部分能源在转换过程中被浪费，而不是被有效利用。
新型发电，主要包括风光发电等可再生能源，具有许多优点。首先，它们是清洁的，不会产生温室气体和其他有害物质。其次，许多可再生能源的资源丰富，例如风能和太阳能，这降低了对有限化石燃料的依赖。此外，新型发电的效率较高，因为它们是在发电过程中尽量减少浪费。
然而，新型发电也存在一些缺点。首先，它们对环境的影响比传统发电更大，因为需要改变自然环境来建立风力或太阳能发电设施。其次，新型发电的可靠性较低，因为它们依赖于自然条件(如风和阳光)，这些条件是不稳定的。此外，新型发电的初期投资成本较高，需要更多的技术研发和设备投入。
总的来说，传统发电和新型发电各有其优缺点。在双碳目标和能源转型的背景下，新型发电的需求正在增加，但其可靠性和稳定性问题也需要我们克服。
03新型电力系统面临哪些挑战，如何克服资源波动不稳定等天然缺陷?
新型电力系统面临的主要挑战是资源波动不稳定等天然缺陷。风光电的发电量受自然条件如风速和光照时间等影响，具有很大的波动性和不可预测性，这给电力系统的稳定运行带来很大困难。另外，随着新能源的大规模接入，电力系统的结构也发生了变化，需要应对更高的电力需求和更复杂的电力调度问题。
为了克服这些挑战，可以采取以下措施：
增加储能系统的应用：储能系统可以在风光电发电量高时储存能量，在发电量低时释放能量，从而平衡电力系统，削峰填谷，减少弃电和提高电力稳定性。
引入调峰调频装置：调峰调频装置可以根据用电负荷的变化调整电力供应，满足电力系统的需求。
推动新能源技术的发展：新能源技术的不断发展可以提高风光电的发电效率和可靠性，从而减少资源波动不稳定等天然缺陷的影响。
建立智能电网：智能电网可以实现对电力系统的实时监测和自动调节，提高电力系统的稳定性和可靠性。
发展需求响应和能效管理：通过需求响应和能效管理可以实现对用电负荷的有效管理和调节，降低用电需求和增加用电效率，从而平衡供需关系，减少资源波动不稳定等天然缺陷的影响。
综上所述，新型电力系统需要不断引入新技术和管理措施，平衡发电侧和用电侧的关系，从而克服资源波动不稳定等天然缺陷，实现电力系统的稳定、可靠和高效运行。
04可商业化的解决方案如“虚拟电厂”和“储能系统”如何解决风光电的不可控和短周期波动性问题?
风光电的不可控和短周期波动性问题给电力系统带来了很大的挑战。为了解决这个问题，可以采取以下可商业化的解决方案：
虚拟电厂：
虚拟电厂是一种集中控制和运营的分布式能源系统，它通过技术手段将分散的分布式能源资源进行整合和优化，形成一个能够响应市场需求和稳定电网运行的大型虚拟电厂。这个虚拟电厂可以像一个真实电厂一样进行调度和控制，可以灵活地响应市场需求和稳定电网运行。
虚拟电厂的运营模式是通过能源互联网技术将分散的分布式能源资源连接起来，形成一个智能化的能源系统。这个系统可以自动调节和优化能源的输出，以响应市场需求和稳定电网运行。同时，虚拟电厂可以通过能源市场进行交易，获得经济上的收益。
储能系统：
储能系统是一种将多余能量储存起来的技术，可以在需要时释放出来，以响应市场需求和稳定电网运行。储能系统包括物理储能、化学储能和电磁储能等多种形式。其中，化学储能是一种比较成熟的技术，它通过将电能转化为化学能储存起来，可以在需要时将化学能转化为电能释放出来。例如，锂离子电池是一种比较常见的化学储能技术，可以储存大量的电能。
虚拟电厂和储能系统是两种比较典型的可商业化解决方案，它们可以将分散的分布式能源资源进行整合和优化，形成一个能够响应市场需求和稳定电网运行的大型虚拟电厂或储能系统。这些解决方案可以减少弃电的产生，提高电力系统的效率和稳定性，促进风光电等可再生能源的发展。
05随着新能源大规模接入，对电网冲击的增加，新能源稳定并网需要哪些措施?
新能源稳定并网需要采取以下措施：
配备调峰、调频装置：为了应对新能源发电的波动性和不可预测性，需要引入调峰、调频装置，以调节电网的负荷和频率，确保电网的稳定运行。
加强电网基建负荷能力：增加电网基础设施的投资，提高电网的电压等级和传输容量，以应对新能源发电的波动性和不可预测性。
引入储能技术：在电网中引入储能技术，如电池储能、超级电容储能等，可以在新能源发电量高时储存能量，在发电量低时释放能量，从而平衡电网的负荷，保持电网的稳定运行。
优化调度和运行方式：通过优化新能源发电的调度和运行方式，可以降低新能源发电对电网的冲击。例如，可以根据天气预报和电网的运行情况，合理安排新能源发电的时间和规模，以降低其对电网的冲击。
加强新能源发电的预测：通过加强新能源发电的预测，可以更准确地掌握新能源发电的情况，从而更好地应对其对电网的冲击。例如，可以利用人工智能和大数据技术，对新能源发电进行精准预测。
建立智能电网：通过建立智能电网，可以实现新能源发电和电网的智能互动，从而更好地应对新能源发电对电网的冲击。例如，可以通过智能调度系统，对新能源发电进行实时调度，从而降低其对电网的冲击。
06储能如何成为构建新型电力系统的关键环节?
储能成为构建新型电力系统的关键环节体现在以下几个方面：
储能可以实现电力系统的稳定运行。
新型电力系统需要应对新能源发电的不稳定性和不可预测性，以及电力负荷的波动性。通过储能技术，可以在新能源发电量高时储存能量，在发电量低时释放能量，从而平衡电力系统，削峰填谷，减少弃电和提高电力稳定性。
储能可以提高电力系统的效率和可靠性。
新型电力系统需要满足高效率、低成本、可持续发展的要求，而储能技术可以帮助优化电力系统的运行，提高电力设备的利用率和可靠性。例如，在电力市场迭代中，电力设备的老旧化和配储需求产生的原因是电力系统的升级和新能源技术的不断创新。这些因素将促进储能市场的不断发展。
储能具有多种应用场景和优势。
在不同的应用场景下，储能可以实现多种功能，例如调峰调频、应急储备、离网供电等。这些功能可以创造更大的经济效益和社会效益，从而推动储能市场的不断发展。
综上所述，储能成为构建新型电力系统的关键环节，可以提高电力系统的效率和可靠性，实现电力系统的稳定运行，创造更大的经济效益和社会效益。因此，未来储能市场将具有更大的发展潜力。
07什么是削峰填谷，它如何帮助平滑电力负荷的波动幅度?
削峰填谷是一个能源存储和管理的概念，主要涉及到电力系统的负荷平衡和运行效率。在电力系统中，削峰填谷是通过在用电高峰期减少用电量，而在用电低谷期增加用电量来达到平衡负荷的目的。这样可以在满足用电需求的同时，减少电力资源的浪费，提高电力系统的效率和稳定性。
削峰填谷的实现方式有多种，其中包括储能技术的运用。在用电低谷期，储能设备可以储存多余的电力，而在用电高峰期，储能设备可以释放储存的电力来满足高峰期的用电需求。这种储能设备的运用可以帮助平衡电力负荷，减少弃电的产生，提高电力系统的稳定性和可靠性。
在新型电力系统中，由于可再生能源的大规模接入，电力负荷的波动性更加显著。为了应对这种波动性，储能技术的运用更加重要。通过削峰填谷的方式，可以在满足用电需求的同时，降低电力系统的负荷波动，提高电力系统的效率和稳定性。同时，削峰填谷也可以创造更大的经济效益，通过在用电低谷期储存电力，可以在用电高峰期出售多余的电力资源，获取经济收益。
08在电力市场迭代中，电力设备的老旧化以及配储需求是如何产生的?
电力设备的老旧化以及配储需求产生的原因主要有以下几点：
新型发电形式在电力市场装机量中占比不断增加：
随着新能源的大规模接入，风光发电等新型发电形式在电力市场中的比例不断增加。这些新型发电形式具有波动性和不可预测性，需要配备调峰、调频装置，并有效运营新型电力系统来应对其对电网的冲击。
电力设备的老旧化：
随着电力系统的运行时间推移，电力设备会逐渐老旧化，这些设备可能无法承受新能源发电带来的波动性和不可预测性，因此需要更新或升级以适应新能源的接入。
配储需求：
为了应对新能源发电的波动性和不可预测性，需要引入储能技术。在新能源发电量高时储存能量，在发电量低时释放能量，从而平衡电网的负荷，保持电网的稳定运行。这种储能技术的应用需要相应的政策和规划支持，例如在电力市场中进行配储需求分析，制定相应的政策和规划来推动储能技术的发展。
综上所述，电力设备的老旧化和配储需求的产生主要源于新型发电形式的大规模接入和电力市场的迭代发展。为了应对这些挑战，需要采取相应的政策和措施来推动电力系统的升级和转型，以适应新能源的发展。
09在新型发电形式在电力市场装机量中占比不断增加的情况下，我国风电、光伏发电量增长情况如何?
在新型发电形式在电力市场装机量中占比不断增加的情况下，我国风电、光伏发电量增长迅速。根据艾瑞研究院的自主研究绘制，到2022年，我国风电、光伏发电量达到1.19万亿千瓦时，较2021年增加2073亿千瓦时，同比增长21%。这个数字的快速增长表明了新型发电形式在我国电力市场中的影响力和潜力。其中，光伏发电量和风能发电量的增长情况都非常显著。
光伏发电量的增长主要受光照时间和太阳能辐射量的影响。在白天和晴天，光伏发电量较多，而在傍晚和雨天则发电量较少。由于这种不稳定性，需要采取措施来平衡电网负荷，如利用储能系统进行削峰填谷。
风能发电量的增长与风量和地理位置有关。在我国，风能主要集中在华北、西北和东北地区。然而，风能发电量也存在不稳定性，因为风速达到一定速度才能进行发电，一般在半夜风速大发电量大，而正午发电量最小。这种不稳定性可能导致供大于求的状况，从而产生弃风弃电的问题，增加成本。
总的来说，新型发电形式的增长趋势明显，但同时也面临着一些挑战。其中，如何解决新型发电形式的不稳定性和不可控性是一个重要的问题。而通过配备调峰、调频装置和有效运营新型电力系统，可以平衡电网负荷，提高电力系统的效率和可靠性。
10截至2022年底，中国已投运电力储能项目累计装机规模和新型储能累计装机规模分别是多少?
截至2022年底，中国已投运电力储能项目累计装机规模为59.8GW，其中新型储能累计装机规模达到13.1GW。
11结束语
从各地政策和实践发展来看，目前新型储能的商业模式多样化，国家和地方政府积极鼓励电力市场化以激发储能应用需求和规模化发展。与此同时产业链上下游厂商正积极探索新突破口，以寻找有效提升措施。预计未来储能市场的发展重心将以中游为主，逐步探索向上向下一体化发展模式，同时不断增强电池核心技术能力，提升产品设计和市场开发能力，实现技术、产品、渠道、客户同步发展格局。
综合来看，储能行业仍处于相对早期的发展阶段。在上游的技术研发投入和材料替代性上，大部分公司仍在继续加强研发性投入。在中游的产品应用和系统集成层面，产学研的紧密性也高于其他行业。当然最终需要回归至需求终端侧，国央企为主体的电力市场改革以及垂直产业民营企业(房地产、通信、互联网、制造业等)为主体的碳中和迭代分别代表了政策驱动和市场落实的两大核心方向。
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