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2024 SMM(第十三届)金属产业年会

本届会议以“聚焦前沿,引领变革”为主题,旨在汇聚全球金属产业的顶尖专家、学者、企业家、政府代表,共同探讨行业最新市场动态、技术进展、国际形势、政策解读和未来发展趋势。

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2024 SMM(第十三届)金属产业年会

专家谈:全球储能市场现状及下一代储能技术展望【SMM金属年会】

来源:SMM

在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM),西部矿业主办,中国金属材料流通协会、铝业加工技术中心特邀指的2024 SMM第十三届金属产业年会——2024 SMM铅业年会上,浙江南都电源有限公司铅电研究院院长 张恒山介绍了“储能电池市场技术发展”的话题。

全球储能市场现状

碳中和,世界的节奏

《巴黎协定》明确本世纪下半叶实现全球温室气体净零排放的目标,将驱动以新能源和可再生能源为主体的能源供应体系尽早形成,新一轮世界能源革命正在兴起;

欧洲碳排放已于1990年达峰,欧盟委员会2019年12月公布了“欧洲绿色协议”,提出到2050年欧洲将实现“碳中和”;

美国、日本已经碳达峰,承诺2050年实现碳中和;

中国的目标2030年达峰,2060年碳中和。

为什么需要储能?

储能已成为全球能源转型的关键环节

•能源、电力行业作为全球最大、最重要的行业之一、投资需求巨大;

•新能源在整个能源体系中的比重快速增加(今后5年,全球新增电力装机90%以上将会是新能源,将新增2,400GW)。

•因新能源的间歇性特性,配储能势在必行。

政策与商业双驱动

•碳达峰、碳中和成为全球共识;

•全球主要国家通过提供补贴、投资税收减免和完善电力市场规则等支持储能市场发展

•新能源+储能成本快速下降,使得大规模部署储能具有经济性。

全球新型储能项目规模

全球:新型储能市场累计装机规模91.3GW,年增长率99.6%;新增投运规模45.6GW,与2022年同期累计规模几乎持平。

2023年,新增新型储能市场中,中、美、欧继续主导,合计占全球市场的88%;电源侧、电网侧和用户侧分别占28%,48%和24%。

中国新型储能项目规模

截至2023年底,中国累计已投运新型储能装机规模 34.5 GW,年增长率166%,占全球市场38%;2023年,中国新增新型储能投运装机规模 21.5GW,三倍于2022年同期水平,占全球市场47%。

中国储能市场发展预测

预计未来几年,年度新增储能装机呈平稳上升趋势。新能源配储、独立储能仍将是我国新型储能的主要应用场景。

欧洲储能市场发展预测

全球储能市场发展预测

2030 年,全球储能市场的年增长率将达到 21%,到 2030 年新增规模将达到 137GW/442GWh。

主流储能技术

储能的类型

不同类型储能

短、中时储能

主要方式:锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池、超级电容器等

核心特点:短时高频,调节精度高,响应时间可以达数秒或数毫秒,电化学类已进入商业化阶段

应用场景:备用电源、电网调频、新能源并网、微网调峰、UPS等

长时储能

主要方式:抽水蓄能、氢储能、压缩空气、液流电池等

核心特点:规模大,能量存储使劲按长可应对跨天/月需求

应用场景:长时段电网调峰、可再生能源并网、黑启动等。

储能技术发展阶段

在新型储能技术中,锂电池是主导技术发展最为成熟,钠离子电池制造工艺与锂电池相似,可以沿用锂 电池生产线,且理论成本更低,有望成为锂电池的补充。此外,出于长时间储能需求和安全性的考虑,多种长时储能技术开始崭露头角,包括液流电池、压缩空气电池、氢储能、重力储能等等。

主流储能技术比较

机械储能与电化学储能的技术特点适用场景各有不同。

机械储能:以抽水蓄能和压缩空气储能为代表,特点为大规模能量吞吐,功率大、建设周期长,适用于削峰填谷与负荷调节。

电化学储能:以锂离子电池为代表,功率小于机械储能、建设周期短、效率较高,适用于平滑发电与二次调频等场景。

新型储能技术逐渐成熟,占比迅速提升

全球储能累计装机(截至2023)

•从全球来看,截至2023年底,全球已投运电力储能累计289.2GW,年增长率21.9%;新增投运电力储能52GW,同比+69.5%;

•抽水蓄能装机占比首次低于70%,与2022年同期相比下降12.3%;

•锂电储能在新型储能中占绝大部分。

中国储能累计装机(截至2023)

•中国截至2023年底,中国已投运电力储能累计86.5GW,同比增长45%;

•抽水蓄能累计装机 51.3GW,同比增长11%,占比首次低于60%;新型储能占比同比增长18.2%;

•锂电储能在新型储能中占绝大部分。

电化学储能:锂离子电池

发展趋势:更长寿命、更低成本、高安全的储能用电池;GWh大规模储能电站系统集成,成本可与抽蓄相当。

电化学储能:铅炭电池

发展趋势:进一步提升循环寿命,减低储能系统成本,预计2035年前,循环次数提升至5000~6000次。

电化学储能:钠离子电池

目前钠离子电池在储能领域仍处于示范应用阶段, 市场份额、渗透率小。但其具有较大的发展潜力,随着能源转型的深入推进,对储能技术的需求将不断增加,将成为未来储能市场的重要组成部分。

发展趋势:提升能量密度和循环寿命,完善产业链上下游,规模化降本。

电化学储能:全钒液流电池

目前全钒液流在储能仍处于推广示范阶段,预计在长时储能方面,全钒液流电池将具备成本优势。

发展趋势:质子交换膜、电极等关键材料的工程化和国产化,降低成本;集成工艺水平提升,改善系统可靠性。

锂电储能仍是未来主流技术

技术适应性强,应用范围和场景广阔

锂离子电池具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽,以及可快速充放电、使用寿命长、环境污染小和不受地形等自然条件限制等优点,是目前适应性最好的技术路线。

产业配套能力强,规模经济效应显著成本下降空间大

新能源汽车、消费电子等产业拉动了锂电池行业迅猛发展,为锂电池储能产业奠定了坚实基础。尤其是成本低、安全性较好的磷酸铁锂电池,产业配套能力不断增强,将有力支撑锂电池在储能领域的大量应用。

配合延伸性好,有利于融合互动催生新模式新业态

锂电池储能是新能源产业发展的重要延伸方向;锂电池储能与电动汽车产业高度融合。

从经济性看

碳酸锂价格回归理性,锂再生技术日趋成熟,锂电池成本将进一步下降,寿命进一步提高,全生命周期成本极具优势。

未来十年的新型储能竞争格局,仍将以锂离子电池为主,不断拓宽集中式和分布式的应用场景;其他储能技术百花齐放、多元化发展和小规模示范。

下一代储能技术展望


》2024 SMM第十三届金属产业年会专题报道

 

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李丹
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