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洞見(jiàn)|“十五五”氫儲(chǔ)能的機(jī)遇在哪里?

憑借靈活、多元的模式特點(diǎn),氫儲(chǔ)能有望在新一輪能源變革中找到適配場(chǎng)景。

氫儲(chǔ)能作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的一種,有著儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)超長(zhǎng)、儲(chǔ)能規(guī)模大等優(yōu)勢(shì),但也面臨著能量效率低等詬病。國(guó)內(nèi)國(guó)家電網(wǎng)等電力集團(tuán)已展開(kāi)了多項(xiàng)氫儲(chǔ)能示范研究,初步打通了氫儲(chǔ)能技術(shù)流程,但其商業(yè)模式、經(jīng)濟(jì)性等也尚處于探索階段。

能景研究結(jié)合國(guó)內(nèi)能源系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)及最新政策動(dòng)向,對(duì)儲(chǔ)能的場(chǎng)景需求變化,以及氫儲(chǔ)能可能適配的場(chǎng)景進(jìn)行了探討,以供行業(yè)參考。

01  能源系統(tǒng)正在經(jīng)歷結(jié)構(gòu)性變革

從能源結(jié)構(gòu)看,我國(guó)正在經(jīng)歷風(fēng)光占比逐年升高的重大轉(zhuǎn)型。

一方面,可再生能源快速成長(zhǎng)為主流發(fā)電來(lái)源。根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù),在2022年底,我國(guó)可再生能源總裝機(jī)量首次超過(guò)了火電。2025年11月份,國(guó)家發(fā)展改革委等部委也提出,到2030年國(guó)內(nèi)新增用電量需求主要由新增新能源發(fā)電滿足。

另一方面,電網(wǎng)調(diào)度能力受到挑戰(zhàn)?稍偕茉窗l(fā)電“靠天吃飯”,不但發(fā)電小時(shí)遠(yuǎn)短于火電,而且發(fā)電高峰與下游用電高峰錯(cuò)位,傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度能力難以滿足需求。隨著風(fēng)光發(fā)電占比的不斷提升,對(duì)“削峰填谷”等靈活性調(diào)節(jié)技術(shù)的需求將不斷增大。

從市場(chǎng)規(guī)則看,2025年是新市場(chǎng)體系的重構(gòu)起點(diǎn)。

2025年之前,國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)屬于“全國(guó)一張網(wǎng)”,風(fēng)光裝機(jī)、電力交易、儲(chǔ)能建設(shè)等主要由政策決定。典型如風(fēng)光項(xiàng)目發(fā)電量“保收”,新建項(xiàng)目強(qiáng)制配儲(chǔ)等。儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模、技術(shù)要求等主要根據(jù)政策要求,比如強(qiáng)制配儲(chǔ)20%,儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)或4小時(shí)。

2025年起,電力系統(tǒng)的和市場(chǎng)的要求將發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化。尤其自2月份國(guó)家發(fā)展改革委136號(hào)文開(kāi)始的各類(lèi)改革。

一是大電網(wǎng)的“市場(chǎng)化”改革。電源側(cè)新建風(fēng)光項(xiàng)目全面入市,并叫停“強(qiáng)制配儲(chǔ)”,電網(wǎng)側(cè)各省開(kāi)始出臺(tái)容量電價(jià)、儲(chǔ)能充/放電價(jià)等政策,用戶側(cè)部分省市工商業(yè)電價(jià)由政策規(guī)定的“分時(shí)電價(jià)”向市場(chǎng)化轉(zhuǎn)變。

二是新的電力場(chǎng)景的出現(xiàn)。包括綠電直連、零碳園區(qū)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化等等概念和政策的推進(jìn),將推動(dòng)局域電網(wǎng)的探索。

02 儲(chǔ)能的需求預(yù)計(jì)將更加多元化

能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型決定了儲(chǔ)能的未來(lái)需求。需要何種的儲(chǔ)能,或者哪種儲(chǔ)能路線能跑通商業(yè)模式,卻是由各階段市場(chǎng)規(guī)則決定的。

首先是大電網(wǎng)場(chǎng)景。

“市場(chǎng)化”后,電價(jià)不再固定,電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)將逐漸全面參與市場(chǎng)化,儲(chǔ)能的需求也開(kāi)始由市場(chǎng)決定。

電源側(cè)儲(chǔ)能方面,儲(chǔ)能主要為風(fēng)電、光伏項(xiàng)目提供電量存儲(chǔ)服務(wù)。參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的風(fēng)電、光伏項(xiàng)目,售電電價(jià)不確定,風(fēng)光大發(fā)時(shí)段售電難,利潤(rùn)低。利用儲(chǔ)能技術(shù),可以在低電價(jià)時(shí)存電,到高電價(jià)時(shí)售電,以實(shí)現(xiàn)更高售電收入。儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、投資強(qiáng)度等的平衡進(jìn)行設(shè)置。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能方面,儲(chǔ)能主要為電網(wǎng)提供兩大類(lèi)服務(wù)。受風(fēng)光裝機(jī)增多、現(xiàn)貨市場(chǎng)范圍的擴(kuò)大等因素推動(dòng),電網(wǎng)需求更多輔助服務(wù)。一類(lèi)是“調(diào)峰”服務(wù),在電量供大于需時(shí)存電,在需大于供時(shí)放電,實(shí)現(xiàn)電能量的供需平衡;另一類(lèi)是“調(diào)頻”服務(wù),包括慣量、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等,維持電網(wǎng)頻率等參數(shù)的穩(wěn)定。

用戶側(cè)儲(chǔ)能方面,儲(chǔ)能主要為用電企業(yè)提供電量存儲(chǔ)和備用電源服務(wù)。隨著分時(shí)電價(jià)的實(shí)施,以及部分省市開(kāi)始要求接入現(xiàn)貨市場(chǎng),工商業(yè)用戶的用電成本控制難度增大。利用儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)低價(jià)時(shí)段存電、高價(jià)時(shí)段放電,提高成本控制自主性。

其次是新的用電場(chǎng)景。

在綠電直連、零碳園區(qū)、微電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化等局域電網(wǎng)系統(tǒng)中,缺少大電網(wǎng)的支撐,需要自配一定的靈活調(diào)節(jié)技術(shù)來(lái)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。

一方面是電量?jī)?chǔ)存的需求。在系統(tǒng)電力供大于需時(shí)儲(chǔ)存電力,供不應(yīng)求時(shí)釋放電力。理論上規(guī)模越大的局域電網(wǎng),對(duì)儲(chǔ)能規(guī)模、時(shí)長(zhǎng)的要求越高。

另一方面是調(diào)頻服務(wù)需求。儲(chǔ)能承擔(dān)起慣性、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等功能,維持局域電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。

03 氫儲(chǔ)能或?qū)⒃谔囟▓?chǎng)景迎來(lái)需求

氫儲(chǔ)能全流程“電-氫-電”的效率較低,但作為一種多模塊組合的技術(shù),具有多樣性和靈活性,從而實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間、功能上的獨(dú)特性。在不同的場(chǎng)景,通過(guò)不同的模式組合,可以實(shí)現(xiàn)多元化的應(yīng)用。

電源側(cè)場(chǎng)景,氫儲(chǔ)能理論上可起到兩類(lèi)儲(chǔ)能功能。

一是“電-氫-電”模式,氫儲(chǔ)能理論上可以實(shí)現(xiàn)充電、儲(chǔ)存、放電容量的解耦,依照不同地區(qū)電力市場(chǎng)的特點(diǎn)配置各環(huán)節(jié)設(shè)備容量,實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能”以應(yīng)對(duì)跨日或跨周級(jí)別的儲(chǔ)能,與短時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)形成互補(bǔ)。

二是“電-氫-非電利用”模式,在長(zhǎng)達(dá)數(shù)日的風(fēng)光大發(fā)周期,利用低價(jià)電力生產(chǎn)氫能,拓展產(chǎn)品種類(lèi),形成售電與售氫互補(bǔ)的模式,增強(qiáng)項(xiàng)目靈活性與抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

電網(wǎng)側(cè)場(chǎng)景,氫儲(chǔ)能有望逐漸成為維持電網(wǎng)穩(wěn)定的“壓艙石”。

一方面可以起到戰(zhàn)略能源儲(chǔ)備的作用。通過(guò)儲(chǔ)氫球罐、固態(tài)儲(chǔ)氫、巖穴儲(chǔ)氫等大容量?jī)?chǔ)存技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)滿足數(shù)日或數(shù)周級(jí)別的儲(chǔ)能規(guī)模,保障地區(qū)能源供應(yīng)安全。

另一方面也可以起到“調(diào)頻”的功能,通過(guò)氫燃?xì)廨啓C(jī)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)慣性維持、一次調(diào)頻等功能。

在用戶側(cè)場(chǎng)景,氫儲(chǔ)能可起到靈活供電的功能。

依靠PEM燃料電池、SOFC等不同的模塊化部署,氫儲(chǔ)能向上可耦合自建風(fēng)光、副產(chǎn)氫等多種能源來(lái)源和場(chǎng)景,還能夠?qū)崿F(xiàn)與天然氣、綠色甲烷等的兼容;向下可以實(shí)現(xiàn)備用電源、熱電聯(lián)供等多種功能,且基于模塊化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)較快的規(guī);渴。

在綠電直連等局域電網(wǎng)場(chǎng)景,氫儲(chǔ)能有望承擔(dān)起電網(wǎng)維穩(wěn)的基石作用。

一方面依靠長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的特性,承擔(dān)部分“削峰填谷”的任務(wù)。另一方面,能夠取代傳統(tǒng)的火電、生物質(zhì)發(fā)電等,在局域電網(wǎng)中提供慣性、一次調(diào)頻等,減少受到的生物質(zhì)資源及環(huán)保要求等的限制。

能景研究認(rèn)為,未來(lái)的儲(chǔ)能市場(chǎng)不僅僅有電能量?jī)?chǔ)存的需求,項(xiàng)目投資的收益率也不僅僅是按照電能量“收益”的多少進(jìn)行衡量。憑借時(shí)間、空間、功能上的靈活性和優(yōu)勢(shì),氫儲(chǔ)能有望在“十五五”期間找到合適的商業(yè)模式。

來(lái)源:能景研究

END

       原文標(biāo)題 : 洞見(jiàn)|“十五五”氫儲(chǔ)能的機(jī)遇在哪里?

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