关于工商业储能的五大未来趋势!从业者必看

2024-12-31 15:15

一、工商业储能定义及技术

工商业储能是指写字楼、工厂等用电侧配备的储能设备,其主要实现的目标包括自发自用或者峰谷价差套利。

工商业储能系统主要包括PACK电池、PCS(储能变流器)、BMS(电池管理系统)、EMS(能量管理系统)等。

按照储能技术类型来分类,可以分为化学储能、机械储能、电容储能。

图表1:工商业储能技术主要类型

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资料来源:Wind、韦伯咨询

二、工商业储能装机及备案、投运

1、工商业储能装机规模及增长趋势

2023年,中国新型储能新增装机量约21.3GW,工商业储能新增装机约为565MW,同比增长120%。中国工商业储能新增装机约占中国新型储能新增装机量的2.7%。

截止2023年底,中国新型储能累计装机量约32.2GW,工商业储能装机总量约为1552MW,同比增长57.3%。

图表2:2018-2024年中国工商业储能新增装机规模及增长率(MW,%)

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资料来源:Wind、韦伯咨询

预计2024年,我国工商业储能新增装机规模有望超过1.2GW,累计装机量达到2.8GW/6.7GWh。

图表3:2018-2024年中国工商业储能累计装机规模及增长率(MW,%)

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资料来源:Wind、韦伯咨询

2、各省份工商业装机分布及市场份额

截止2023年底,全国工商业储能累计投运规模超过1.5GW。从各区域累计装机功率分布来看,浙江、广东和江苏装机规模排名前三,这三个省份峰谷差价较高、补贴政策多,工商业企业布局储能积极性高。

浙江省工商业储能投运规模最大,累计装机规模占全国的比重约为44%;广东省位居全国第二,累计装机规模占全国的比重约21%;江苏省位居全国第三,约占全国工商业储能装机总量的19%。

图表4:截止2023年底各省份各商业储能累计投运规模及市场份额

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资料来源:Wind、韦伯咨询

3、工商业储能备案项目的区域分布

2024年上半年,江苏用户侧储能备案项目共810个,达2.54GW/5.8GWh,占全国用户侧总新增备案的38%,规模居全国首位。

浙江用户侧储能备案项目1.38GW/3.29GWh,占比22%,仅次于江苏,排名第二,数量共1487个,居全国之首。可见,江苏、浙江两省储能新增备案规模已超全国总新增规模的60%。

湖北用户侧储能新增备案项目虽然只有126个,但规模却达1.7GWh,占比11%,在全国排第三。广东上半年共备案867个用户侧储能项目,规模共762.7MW/1526.6MWh,占比10%,居全国第四。

图表5:2024年上半年国内各省用户侧储能备案规模占比

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资料来源:Wind、韦伯咨询

三、工商业储能未来五大发展趋势

(一)性能提升

1、提高能量密度,减少占地面积和安装成本

随着技术的不断进步,工商业储能系统正致力于研发更高能量密度的电池材料和电池技术。例如,国内多家企业推出 300Ah 及以上电池产品,大容量电芯可减少集成部件,在相同体积或重量下能够存储更多的能量。

这使得储能系统在安装时占地面积更小,降低了安装成本,提高了适用性和经济性,为工商业用户提供了更便捷的能源存储解决方案。

2、延长使用寿命,降低全生命周期成本

通过改进电池的结构、材料和管理系统,储能电池的循环使用寿命得以延长。

如天合储能推出了 12000 次循环寿命的新一代工商业储能产品 Potentia,发电量比 8000 次循环产品增加 50% 左右。

延长的使用寿命降低了储能系统的全生命周期成本,同时提高了电池在不同环境条件下的稳定性和可靠性,减少了维护和更换成本。

3、提升充放电效率,满足工商业用户用电需求

优化储能系统的充放电控制策略和电路设计,能够提高充放电效率,减少能量损失,缩短充电时间。这使得储能系统的响应速度和灵活性得到提升,更好地满足了工商业用户的用电需求。

例如,华为数字能源发布的风液智冷工商业储能可将辅电能耗最大降低 30% 以上,并将系统性能寿命提升至最大 15 年,失效率降低 60% 以上。

(二)降低成本

1、电池成本下降,降低制造成本

持续研发新的电池技术,提高电池的生产规模和自动化程度,有助于降低电池的制造成本。此外,探索新型电池材料,如钠电池、液流电池等,以降低对传统锂电池的依赖,进一步降低成本。

随着技术的发展,电池成本的下降将为工商业储能的普及提供有力支持。

2、系统集成优化,降低系统复杂性和成本

提高储能系统的集成度,减少系统中的零部件数量和连接环节,可以降低系统的复杂性和成本。同时,优化系统的散热、消防等辅助设施,提高系统的安全性和可靠性,降低运维成本。

例如,在温控方面,液冷技术渐渐成为储能系统的主流方案,提高了系统可靠性。

3、市场竞争与规模化效应,降低采购、安装和运维成本

随着工商业储能市场的不断扩大,市场竞争将日益激烈,这将促使企业不断降低成本以提高竞争力。规模化的生产和应用将有助于降低储能系统的采购成本、安装成本和运维成本。例如,科陆电子和沃橙新能源等企业在工商业储能赛道的竞争中不断降低产品价格,推动了市场的发展。

(三)安全性提高

1、电池安全技术,降低电池发生热失控和燃烧爆炸的风险

研发更安全的电池材料和电池结构,提高电池的热稳定性和抗短路能力。例如,采用阻燃电解质、加强电池的封装和防护等措施,可以降低电池发生热失控和燃烧爆炸的风险。

同时,储能产业逐步迈向 Pack 级消防,以全氟己酮为代表的灭火剂以及 PACK 浸没式消防系统成为趋势。

2、系统安全设计,采用多重安全防护措施

在储能系统的设计和建设过程中,充分考虑安全因素,采用多重安全防护措施,如过压、过流、过热保护等。优化系统的布局和安装方式,确保储能系统在运行过程中的安全性和稳定性。

例如,完善监控上报系统、优化分析预警系统和加强系统级别维护,能最大程度提高储能场站的整体安全水平。

3、安全管理与监控,建立完善的安全管理制度和应急预案

建立完善的安全管理制度和应急预案,加强对储能系统的日常安全管理和维护。利用先进的传感器技术和监控系统,实时监测储能系统的运行状态,及时发现和处理安全隐患,确保储能系统的安全运行。

例如,储能建设运营方通过提升 BMS 的抗干扰能力、响应速度、数据处理能力和数据存储能力,提高储能系统的安全性。

(四)智能化和数字化

1、智能管理系统,实现对储能系统的智能化控制和管理。

开发先进的储能能量管理系统(EMS),可以根据用户的用电需求、电价政策和电网运行状况,自动优化储能系统的充放电策略,提高储能系统的运行效率和经济效益。

例如,EMS 利用连续数据分析当前的运行健康状况,加强对储能系统安全性演化趋势的预测和早期预警。

2、数据分析与预测,为储能系统的优化运行提供决策支持

利用大数据、人工智能和机器学习等技术,对储能系统的运行数据进行分析和挖掘,实现对储能系统的性能评估、故障诊断和预测性维护。

通过对历史数据和实时数据的分析,预测用户的用电需求和电价变化趋势,为储能系统的优化运行提供决策支持。

例如,搭建数据下沉平台,通过云端上传数据到数仓,进行深度挖掘,制定更科学的决策。

3、分布式能源协同控制,提高能源利用效率和系统稳定性

随着分布式能源的快速发展,工商业储能将与分布式光伏、风电等能源形式深度融合,形成分布式能源微网。开发分布式能源协同控制系统,实现储能系统与分布式能源之间的协调控制和优化运行,提高能源利用效率和系统稳定性。

例如,在工业微电网中部署储能系统,实现对分布式电源发电量的有效储存和调度,参与电网调峰调频等辅助服务市场。

(五)多场景应用

1、随着工商业储能市场的不断扩大,将在更多场景得到应用,如零碳智慧园区、商业综合体、数据中心等。

在零碳智慧园区中,储能系统可以收集太阳能、风能等多余的电力,然后在主要用电时间供应到电网,稳定电网并为园区提供备用电力。

在商业综合体,节能储能充电一体化实施方案可以实现对电动汽车的快速充电服务,并通过储能系统优化充电负荷曲线。在数据中心,储能系统通过削峰填谷、容量调配等机制,提升电力运营的经济性,增强供电可靠性。

2、与分布式光伏、风电等能源形式深度融合,形成分布式能源微网

光储一体化项目将光伏发电系统与储能系统相结合,促进可再生能源的消纳与利用。在工业园区、海岛和偏远地区等构建以储能系统为核心的微电网,实现分布式能源的就地消纳和余电上网,提高能源供应的可靠性和灵活性。

例如,工商业储能与分布式光伏结合,为工商业用户降低用电成本,同时提高能源自给率。