图为浙江南都电源动力股份有限公司海外储能行业总监张亮作主题演讲
“2017’第二届动力电池应用国际峰会暨第三届中国电池行业智能制造研讨会”海外市场机遇分论坛,以“机遇与挑战:纵览全球新市场”为主题,浙江南都电源动力股份有限公司海外储能行业总监张亮,介绍了南都电源的全球储能布局及商业模式创新。以下为演讲实录:
张亮:大家下午好!借此机会向大家汇报一下南都电源在推动储能商业化应用方面的进展。
我今天此汇报分两部分:第一部分,首先,介绍全球主要国家储能产业发展的现状和趋势;其次,介绍下南都电源这些年在全球储能行业布局的情况,以及一些典型的商业模式的案例。
这些年,大家在北京可能有更深的体会,我们面临的环境和能源压力越来越大,全球主要国家基本上达成了一个比较一致的共识:在未来若干年内,将逐步减少对一次化石能源的使用,增加可再生能源的使用。基于这样一个共识,2015年全球各个主要国家签订了《巴黎协定》,是92年联《合国气候变化框架公约》以及《京都议定书》之后的第三个里程碑式的努力,《巴黎协定》也为全球在2020年以后气候治理形成一个新的格局。
《巴黎协定》中非常关键的一点,就是要控制全球气温升高的水平,要做到这点,全球在本世纪下半叶要实现温室气体的近零排放,才能够降低气候变化对全球的影响。而积极发展清洁能源在全球能源结构中的使用比例,是非常关键的一环。
我们看一下全球主要国家的清洁能源发展计划。德国主要从两个方面减少对一次能源的依赖:首先是计划到2050年,将可再生能源的使用比例提升到80%以上;另一个方面,将能源消耗总量减少50%,通过这样一些途径,到2050年期望将温室气体排放减少80%~95%。另外一个工业大国日本,也是期望在未来清洁能源的生产及设备领域取得突破,计划到2030年将太阳能和风能发电的这些新能源技术扶植成为支柱产业之一。英国也同样,计划到2020年可再生能源达到20%,中国目前已经是全球最大的可再生能源生产国,也是可再生能源发电设备,像光伏等主要的生产国家。
计划在非化石能源占一次能源消费的总量,到2020年达到15%,到2030年达到20%。另外一个人口大国,印度也面临着这样一个非常严峻的环境压力,他们也是在推进一个全球规模最大的能源改造的项目。计划到2020年,印度的风能和太阳能发电将会从现在的26GWh,增加到186GWh。
从以上这些国家的清洁能源发展计划可以看到,对能源使用的变革是未来的趋势,能源结构的转型又是这个变革的核心内容。未来在发电侧的变革,主要是使用更多的清洁能源和分布式发电系统。同时涉及对能源传输和分配的变革,就是所谓的“能源互联共享”,所谓的“能源互联网”。还有能源使用的变化,比方说电气化的交通。其中还有非常重要的一环,就是能源存储,也是实现能源结构的一个关键。能源互联网是分布式储能接入的关键设备,在并网能源比例比较高的地区,由于光伏出力等不稳定会对电网造成一定的冲击,配备一定的储能就可以稳定风光电站的输出。在用电价格相对上网电价较高的地区或者峰谷价差大的地区,分布式储能将有较好的经济性,对微网和离网系统储能就是必须的配置了。
储能系统应用于电力系统,将改变电能再生产、输送以及分配,最终到消费,同步完成的这样一个传统模式,实现电能双方的流通,让电网更具柔性,更具稳定性,提升能源的使用效率。
储能在电力系统的主要价值,体现在从发电侧到用户侧,在发电侧主要解决了新能源接入的问题,支撑了新能源的发展。在输配电侧,提升了电网的运行效率、质量和电网的柔性,在用户侧,帮助实现了分布式能源的自发自用,提高了电能的供电质量以及减少了电力成本。
基于对能源转型的需求,全球的储能行业迎来了新一轮的发展。全球储能产业,尤其最近这几年发展有加速的趋势,根据美国能源部的统计,2016年的全球电化学储能的装机容量已经达到了1.9GWh。
目前来说,电网调频,即公用事业级的应用,是储能的第一大应用模式;其次是分布式储能等。区域来讲,目前北美地区是最大的区域市场,它的主要应用集中在电网级的调频,将来趋势是分布式储能。亚太地区是增长最快的一个市场,中国和韩国是最大的一个市场。目前主要集中在用户侧的储能,以及微网和分布式发电几个领域。
看一下几个主要国家储能产业商业化的现状及发展趋势。美国目前的储能主要集中于公用事业级的电网的调频、调峰,未来用户侧的应用,会逐步成为主流。
美国2016年的储能新增容量是221兆瓦,到目前为止累计达到了550兆瓦,其中公用事业级占到80%以上。由于美国电力市场高度市场化,它的调频服务有比较完善的补偿机制,调频储能收益也比较理想,这个为储能商业化提供了比较坚实的经济基础。另外,特朗普政府对加大基础设施投入的承诺中,对电网安全性、电网柔性、可靠性方面的需求也推动了储能的的发展,根据GTM的预测,到2020年美国会形成2.6GW的储能市场。
另一个工业化大国——德国,作为欧洲最有经济活力的国家,它也有一个雄心勃勃的能源转型计划:到2050年可再生能源占电力的80%。对于德国来讲,它的商业化的储能市场主要集中在一次调频市场和户用储能市场上。
德国的一次调频市场,大概从2014年建成首个商业化的储能项目以来,目前已经有141兆瓦的储能项目用于一次调频。而整个市场的需求,光德国每周就需要超过800兆瓦的调频需求,如果说谈到所谓的欧洲互联电网,全部加起来会超过3千兆瓦的需求。德国包括欧洲的一次调频需求,主要是通过所谓的无歧视性的公共交易平台进行交易,每周进行竞价,其收益随着可再生能源接入的增加而增加。对于户用市场,德国的复兴信贷银行对户用市场有这样的信贷补贴,预计到2020年每年的需求量将超过8万套。
我们中国的储能产业发展的情况。中国的储能产业基本上经历了三个阶段,从早期的技术验证阶段,到前些年的示范应用阶段,到最近部分企业已经逐渐实现了商业化。
接下来我介绍一下南都电源在储能商用解决方案方面的情况。南都电源创立于1994年,23年以来主要专注于高端工业电池领域的发展,目前市场覆盖了全球150多个国家,在分布式储能领域是探索者、创新者以及引领者,主导并参与了多项国际、国内的储蓄电池标准的制定,包括国际的IEC61427,二次电源用于可再生能源领域的标准,也是我们参与制定的。国内像铅炭储能电池的标准,也是我们主导。
公司目前也打造了一个从电池的原材料到产品应用、到运营服务,再到资源再生,再回到原材料这样一个全封闭的产业链,在行业内应该是具备这样的优势的。
我们在储能领域的解决方案是多方位的,目前,涵盖了铅炭储能技术和锂电储能技术。而我们在行业里面首创的“投资+运营”的商业模式,也是将用户、投资者、储能企业连接起来,形成各方共赢的利益分配机制,加速推动了储能的商业化规模应用。
南都电源的模式演变也经历了三个阶段,早期只是作为一个电池生产企业,为电源系统提供电池配件,到逐步为用户提供整套的系统解决方案。公司这些年的发展,无论从技术、市场、商业模式上都有巨大的质变。
这是从2011年到现在所取得的储能项目的业绩。目前为止已经有超过50个示范项目和商用项目投运,投运项目总量393兆瓦时,在建415兆瓦时,待建872兆瓦时。
截至目前,我们签约的总量已经超过了2G瓦时,主要集中在北京、湖北、上海等这几个地方。国外商业化的项目主要集中在德国和澳洲,澳洲是10兆瓦时的调峰项目。
接下来介绍一下我们南都电源几类创新的商业模式。第一个,输配电网侧的调频服务,这个模式是基于电池储能,相对于传统的用于调频的发电机组所具备的快速响应、精确跟踪的优势,同时在技术上和经济性上、社会效应上所具备的这样一些优势,电池储能也比传统方式要更环保,有更多的经济效益。这个模式我们主要应用于欧美的一些成熟的电力辅助市场上,他有相对比较稳定的收益。这方面一个典型应用就是德国50兆瓦的一次调频的储能项目,功率规模是50兆瓦,能量规模大概110兆瓦时的铅炭电池。
根据我们当前对一次调频服务和未来的预测,每兆瓦每周的收益大概在3千~4千欧元左右,将来如果说可再生能源比例更高的话,电网波动会因此受到更多的波动,对调频的需求将可能会增加,也许价格也会增加。
第二个商业模式是所谓的增量配网的储能模式。增量配网的特点是优先发展布局工业园区售用电的服务,实现配售电一体化的商业模式,这个业务模式是利用储能所具备的虚拟电厂的优势,实现对园区用电的精准化管理、智能化服务,帮助园区实现负荷峰值的平衡,提供智慧节能用电和智能备电,实现需求侧管理。
这方面的典型案例是,我们在无锡、新加坡工业园建的一个,目前来说,是全球最大的用户侧的商用储能电站,这个电站功率是20兆瓦,能量规模是160兆瓦时。这个电站预计每年峰值时期的发电量是5376万度,每年为用户节省电费是3564万元。除了削峰填谷之外,电站还能参与到江苏省的需求侧响应,还能获得部分的政府补贴。
第三个应用模式,在传统上通讯的IDC机房要使用大量的后备电源,我们用储能系统替代传统的后备电源系统,通过这种方式让运营商节省。原先像后备电源,每年要大量的资本支出,还要承担后期后备电源系统的日常维护和运营,运营也是很大的负担。我们现在的模式,把之前销售后备电源系统给通信运营商的模式,转变为向通信运营商提供电力服务的模式。就是说,我们来投资建设并运营维护这个储能系统,用户只需要按月支付电费和服务费用即可。
这个典型应用案例是我们给中移动IDC机房建的这样一个储能系统,规模是121兆瓦时,项目里面除了保留15分钟的UPS的功能容量之外,剩余的储能容量用于电费管理、削峰填谷,同时参与电力响应服务。这个项目我们测算,帮助用户节省1.27亿元的支出,就是所谓的Opex,而且可以节省9889万元的运营成本。
第四个商业模式,通过储能的快速响应能力,为部分高端制造业,尤其是电子行业的高端制造业提供高质量、可靠的优质供电服务,同时参与这样一个削峰填谷,帮助降低电费。这方面的典型应用是我们为江苏天工集团提供的12.5兆瓦、100兆瓦时的储能电站,这个电站除了每年能够帮助节省2千多万元的电费之外,更重要的是为天工提供了更稳定可靠的电力供应。为天工的电能质量治理方面的设备投入,节省超过2千多万元。
最后,讲一讲我们在海外其他几个储能项目。这个是我们跟新加坡住建局合作的“光伏+储能”智慧楼宇微网项目,这个示范项目部大,30千瓦、250千瓦时,但是在未来新加坡住建局有意愿向整个新加坡推广开来,市场潜力非常大。这个项目主要提供光伏发电功率平滑和促进光伏的自发自用,同时提供负荷跟踪、电量调度等服务。
我们与印度国家电网合作的一个调频调峰的示范项目,这是一个混合的系统,里面包括500千瓦的铅炭、500千瓦的锂电,主要是用于替代传统的发电机组用于调频调峰,这个项目已运行一年多,无论是铅炭还是锂电,目前状态都还不错。
最后,南都电源作为储能行业的领先者和创新者,我们希望与行业各界共同探讨储能行业的未来发展,共同致力于清洁能源的发展,共创绿色低碳的美好未来。谢谢大家的聆听。
(根据现场发言整理,未经本人审核)
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