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Vol531.虚拟电厂的硬实力和软肋

Vol531.虚拟电厂的硬实力和软肋

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近期,随着国家发改委的《电力负荷管理办法(征求意见稿)》和电力需求侧管理办法(征求意见稿)的发布,虚拟电厂成了一个火上云端的话题。 虚拟电厂的概念,是一种利用数字技术将多个分散的、可再生能源设备和负载集成在一起,以便更好地管理它们并提供灵活性和可靠性的系统。其实在中国,他最初是以需求侧管理的面孔,和大家见的面。 虚拟电厂有哪些硬实力?一是增强能源市场透明度,通过整合不同来源的能源,虚拟电厂可以为消费者提供更广泛的选择和更好的价格透明度。二是提高能量效率,虚拟电厂可以更有效地管理和控制电力供给,从而提高能量效率。三是改善电网稳定性,可以调节能源供应,使其与需求保持平衡,从而改善电网稳定性。四是可以远程监测和控制分散的能源设备,从而提高其可靠性和安全性。五是促进分布式可再生能源应用,通过管理和协调多个可再生能源设备,使之协同运作,从而提高可再生能源的应用和普及。 任何事物,都有缺点或软肋。虚拟电厂也不是悟空手里的金箍棒,无法对付十八般武器。虚拟电厂的软肋在哪里呢?一是无法解决能源大规模存储问题,能解决电力缺口,却无法解决电能量的缺口,在缺乏可再生能源的时候,虚拟电厂就无能为力了。二是只能预测,但无法控制天气和气候变化,可再生能源的产量受到环境因素的影响,如风速、日照等,参数变化过大时,虚拟电厂就无从实现功能。三是无法解决技术和安全问题,虚拟电厂需要先进的技术和严格的安全措施来保证其可靠性和安全性,还需要面对网络攻击和黑客入侵等安全挑战,提出安全保护的措施。四是数据隐私合同风险,虚拟电厂需要处理大量的电力数据,这些数据涉及用户的隐私和机密信息一旦泄露,可能会导致合同违约和法律诉讼。五是合同风险,虚拟电厂在购买侧和卖出侧,均隐含着合同不能完全履约的风险。 要让虚拟电厂发展起来,需要做哪些事情呢?一是政策鼓励,政府可以出台相关政策,并提供相应的补贴和奖励。鼓励企业使用虚拟电厂,土豪城市上海和深圳,都进行了示范。二是完善法律框架,需要建立法律框架,规范虚拟电厂的运作和管理,包括数据隐私、网络安全、电力市场等方面。三是市场机制,需要建立完善的电力市场机制,使得虚拟电厂可以更好地参与市场竞争,促进可再生能源的发展和应用,只有合适的价格机制,才能提供虚拟电厂生根发芽的土壤。四是技术标准,需要建立技术标准和认证体系,以确保虚拟电厂的可靠性和安全性,促进技术创新和进步。 虚拟电厂,虽道行且阻,但未来,可期。

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3年前
Vol530.储能电池未来发展的四大趋势!

Vol530.储能电池未来发展的四大趋势!

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当前,中国已成为全球储能电池的主要供给地区,中国企业已经成为全球储能电池“中流砥柱”。 过去几年,全球储能电池的市场格局发生巨变,中国电池企业逐渐“击败”韩国系电池企业,一跃成为全球主要供给方。基于此发展趋势,预计未来两年,中国电池企业的出货量与海外品牌之间的差距持续拉大。 值得一提的是,行业参与者主要是动力电池厂,宁德时代、比亚迪处于领先地位,行业头部效应明显。储能电芯梯队正在加速形成,其中不乏新入场的成长性企业。比如瑞浦兰钧、海辰储能等均在储能赛道表现不俗。 除了加速卡位的全球竞争格局,电芯容量正从280Ah向300Ah甚至更高进行迭代。 从需求端来看,280Ah大容量电芯的渗透率已经超过一半。部分业主对300Ah大电芯的关注度快速上升,华能、中国能建等业主方在其最新储能电池招标中均要求单体容量不低于280Ah。高工储能获悉,海辰储能320Ah储能电芯、国轩高科300Ah储能电芯等已经相继获得订单。 从供给侧来看,国内已有海辰储能、天合储能、远景动力、鹏辉能源、瑞浦兰钧、海基新能源、亿纬锂能、楚能新能源、蜂巢智储、国轩高科、比亚迪等超10家电芯企业推出300Ah及以上电池产品。 此外,基于储能运用场景,储能电芯还在循环次数、尺寸、制造工艺等持续“拉锯”,基于储能运用场景的专用电池“呼之欲出”。 容量向上 量产比拼 亿纬储能自去年对外发布了560Ah储能电池---LF560K,电池容量为560Ah,两倍于LF280K,单电池能量达1.792kWh,被称为迄今为止容量最大的储能电芯。 亿纬储能相关人士表示,LF560K 是280Ah方形电芯常见尺寸的整整两倍,相当于两颗280Ah电芯横向并列放置,电芯单体重量达10.95kg。 除了亿纬锂能外,海辰储能、天合储能、远景动力、鹏辉能源、海基新能源、瑞浦兰钧、楚能新能源、蜂巢智储、国轩高科、比亚迪、南都电源等十余家电芯企业已经相继发布300Ah及以上容量电芯产品。 容量向上的同时,300Ah及以上容量电芯也陆续开启量产交付。国轩高科近日在2022年财报中透露,储能万次循环寿命 300Ah 电池已经实现量产。瑞浦兰钧320Ah储能电芯将于2023Q3量产;蜂巢智储325Ah储能电芯将在2023H2交付;南都电源305Ah储能电芯将在2023实现量产。 值得一提的是,远景动力已经过去两年里实现了305Ah储能电芯规模化量产交付,并于最近发布了315Ah储能电芯。“过去两年,远景动力的储能电芯已经在国内外市场完成从0到1的产品验证、市场验证、客户验证,从2023年开始,将进入更大规模的交付阶段。”远景动力储能销售负责人徐有斌介绍,预计2023年,储能电池的交付量将超过15GWh。 今年年初,亿纬锂能位于湖北荆门将量产LF560K储能“超级工厂”正式动工,年产能将达60GWh,斥资108亿元。此外,LF 560k超级工厂已在云南、青海等地建设,预计2024年Q2开启全球交付,计划于2025年实现储能电池100GWh产能规模。 而储能大容量电芯量产竞速外,众多厂商在电芯性能进行了突破。 远景动力315Ah产品在尺寸不变的基础上,较上一代产品能量密度提升了11%,实现“单颗电芯一度电”,同时循环寿命高达12000次,满足一天一次充放电25年安全可靠的运行要求。 海辰储能320Ah新一代电力储能专用电池,在电芯成本,系统成本,整箱标配等多维度上更适配电力储能市场应用发展模式。 鹏辉能源320Ah储能电芯,相较于前一代电芯产品,单体容量提升幅度14%,在同尺寸产品中系统能量提升14%,其循环寿命>8000次,使用寿命超20年。同时,在低温能力上表现优秀,可满足-40℃存储和-30℃放电。 天合储能306Ah储能电芯以“三减一补一智造”的创新技术,实现12000次循环寿命的突破。 高工产业研究院(GGII)认为,作为280Ah的首创者和领先者,截止2023Q1宁德时代尚未发布新的300Ah及以上容量电芯产品,某种意义上来说,300Ah+的产品是电芯友商用来与宁德时代差异化竞争的产品。 叠片/卷绕之争 叠片工艺在300Ah以及以上容量电芯加速渗透。例如,亿纬储能推出的LF560K叠片电芯;蜂巢智储推出了325Ah储能叠片电芯;海基新能源推出的375Ah大容量储能电芯采用叠片式卷绕工艺;南都电源305Ah储能电芯采用四卷芯叠片工艺。 据介绍,亿纬锂能3.0堆叠技术可实现0.2S/PCS的叠片速率,单台叠片设备产能1.3GWh。这使得后续储能电池超级工厂建设,单线产能达10GWh,工厂总产能40GWh。规模效益和技术创新推动降本,工厂单GWh投资额降低38%,能耗降低20%,人员投入减少30%。 基于储能产品在更安全、更长循环寿命、更稳定、更低全生命周期成本等方面的核心诉求,蜂巢能源325Ah储能电池正是凭借 “飞叠”技术,并基于短刀电芯结构打造的。 从技术分析来看,叠片技术全模切极耳数量变为两倍,可解决电子电导的集流问题叠片取代卷绕,单极片长度缩短100倍,电芯生产总良率提升3%。此外,叠片技术可实现系统简化,Pack零部件数量减少,生产效率提高,电池集成度提升。 不过,亦有众多采用卷绕工艺生产超300Ah容量电芯的厂商。鹏辉能源发布的320Ah卷绕工艺储能电芯,在电芯升级方向进行了突破。鹏辉能源透露其采用了独家电解液设计配方和工艺,有效降低成膜内阻,并实现极耳结构仿真优化,卷芯空间利用率提升1%。 可以预见的是,基于制造工艺,叠片、卷绕正在300Ah以上电芯形成竞争之势。 尺寸之论 值得一提的是,当前300Ah及以上容量储能电芯除了在容量、制造等实现差异外,尺寸上亦有参差。 一派是沿用280Ah尺寸。比如海辰储能发布的320Ah的电芯仍然沿用了其280Ah电芯的“71173”的尺寸。南都电源、远景动力、鹏辉能源推出的容量在280Ah至320Ah范围内的方形储能电芯的尺寸长宽高亦与该尺寸接近。 另一派则是自由尺寸。除了尺寸差异较大的比亚迪刀片电池外,不同的还有国轩高科的300Ah电芯、海基新能源推出的375Ah电芯。海基新能源公布的参数称,产品散热面积提升了106%,无需液冷设计,传统的强制风冷即可满足使用需求。 业内人士指出,电芯尺寸的统一是由市场竞争形成。例如动力系中大圆柱电池也并非一蹴而就的,之所以能形成21700和46系等电池尺寸是因为被市场所选择,通过市场竞争所形成的。 也有专家提出,尺寸不是由系统来定义,也不是又电芯厂来定义。假如某一款电芯搭载的系统能够做到成本降低显著,那么该尺寸必将成为主流。现如今的情况是,系统集成商为了不相上下的成本优势,向其他尺寸电芯变更的可能性不大。 亦有系统集成商表示,即便是280Ah与300Ah同尺寸,整个系统是需要重新设计的。 当前除了比亚迪刀片电池,利用自身系统搭载自身电芯产品,不对外售出储能电池外;其余绝大部分电芯厂家仍是以电芯出货为主要业务。 不过电芯厂家普遍反馈,使用300Ah及更大容量储能电芯,可使20尺液冷集装箱升级至5MWh+柜体,系统成本降低10%以上,同时5MWh+柜体可降低系统项目超10%的集装箱量。 经济性呼呼长循环 储能电池更长的循环寿命,就意味着更低的全生命周期度电成本。 数据显示,当储能电池循环寿命提升到10000次,储能成本将降至1000元/ kWh以下,扣除充放电损耗和折旧,度电成本将低于0.16元。显而易见的是,电池使用寿命的增加,可以带来储能系统在全生命周期度电成本的降低。 正是围绕于市场的核心需求点,储能电池企业都在加大投入开发循环寿命更长的电芯,不少企业已经开发出循环寿命10000次甚至12000次的储能电芯。比如海辰储能、远景动力、楚能新能源、天合储能和南都电源相继推出了12000次循环寿命的储能产品。 业内人士分析,储能若实现长循环18000次,一天两次循环的情况下可用25年,与光伏同寿命。比如亿纬锂能LF560K储能电芯,便致力于电芯和系统成本双降。亿纬锂能对外表示,LF560K配套储能电站后,运营成本较常规的抽水蓄能电站更低,可满足储能市场大规模、高经济性需求。 面向快速向前的储能产业,大幅提高电芯寿命已成为行业重要发展方向。

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3年前
Vol529.储能产业的微笑曲线,与竞争演化趋势

Vol529.储能产业的微笑曲线,与竞争演化趋势

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据说现在全国储能企业将近9万家,储能概念的上市公司有256家。 从宏观上看,储能在新型电力系统中的发展空间巨大,引得各路玩家纷纷进入。 从微观上看,上游可能出现的产能过剩,下游没有足够的市场激励导致发展受阻,似乎某些环节已经开始红海竞争。 那么储能的产业格局和竞争演化趋势如何? 本文主要针对电化学储能产业,借鉴IT领域的“微笑曲线”理论做个简单分析。 储能产业的上中下游 我们把电化学储能产业拆解为上游,中游,下游三个环节 1、上游环节: -储能标准&技术协议:如相关行业技术标准的起草、咨询等; -原材料:如正负极材料、电解液、电池材料等; -设计与金融服务:为储能相关产业提供设计咨询、投融资服务; -关键元器件:如一次设备(电芯电池、PCS、电气设备等),二次设备&系统(计量、保护、BMS、SCADA、EMS)等; 2、中游环节: -储能集成:类似电力成套厂,提供储能系统的成套产品; -储能工程:类似电力安装公司,提供储能工程的现场安装调试服务; 3、下游环节: -储能系统的设备维护:储能设备和系统的维护保养 -运行、交易:包括储能在内的微电网系统调度、参与电力市场化交易,或者以虚拟电厂方式参与需求响应等; -运营托管:以电费托管EMC为特征的,用户微电网系统的运营外包服务等。 储能产业的微笑曲线 储能产业的利润率,在每个环节都不完全一样。 参考IT行业的“微笑曲线”模型,储能产业链也呈现出“两头高、中间低”的微笑曲线。 即产业链上游、下游两端的整体利润率较高,产业链中游的集成和工程行业利润率较低。 储能产业的上游 在储能产业的上游,比如投融资、原材料、关键零部件环节,要么是技术门槛较高,要么是规模效应明显,这些壁垒导致相对利润率较高。 随着储能产业下游规模的扩大,在上游部分环节将出现市场细分的趋势,每个细分领域的头部效应明显,导致细分市场边际利润得到保护。 最典型就是电芯制造,得益于新能源汽车产业的高速发展,动力电池生产的技术壁垒和规模效应出现,并溢出到储能电芯环节,甚至可能出现TOP3效应(也就是如果产能达不到头部三家,就会逐步被淘汰出局)。 在电池材料、电解液、BMS等环节都是如此。 储能产业的中游 储能产业的中游,是企业数量最多,门槛最低,竞争最激烈,未来淘汰率也将是最高的领域。 其背后的产业逻辑是:产业链中游的系统集成(成套)和工程(安装)这两个环节,壁垒相对较低,导致大量相关领域从业者进入。本文开头所提到的9万家储能企业,数量最多的是在中游这个环节。 1、设备标准化程度高 比如储能集成,无论是集装箱式,还是柜式,都有标准的机架式设备可以采购,组装容易。 2、供应商成熟 上游供应商成熟度较高,可提供商用化产品。无论是电芯(从动力电池产能溢出而来),还是PCS(从光伏产业的逆变器技术延伸)、监控终端、BMS、EMS等,都有大量成熟产品可供采购。 3、缺乏品牌效应和龙头企业 目前由于下游市场非常不成熟,无论是投资者还是最终用户,都没有培养起品牌心智,储能产品也没有经过长期市场考验,产品内在差异性不明显,客户体验不清晰。非常类似于20多年前的PC兼容机市场,购买者关注元器件品牌(比如CPU是不是Intel的),而不在乎整机品牌(大量组装机充斥市场)。 4、潜在进入者众多 相关行业竞争激烈,导致过度内卷化,卷到储能产业相关。最典型的就是电力成套企业,由于电力成套领域竞争激烈,且开关柜成套和储能成套制造的高度类似性,导致一批电力成套企业开始做储能。甚至部分空调企业,由于房地产不景气影响主业,也开始进军储能产业。 储能集成和工程领域具有“低毛利、高营收”的特征,吸引了一些追求“高营收”的企业。 同时,也有一些上市公司在这个环节进入后,以“储能”为题材,在二级市场提高市值。 储能产业的下游 储能产业的下游,需要区分的概念是“购买者”、“付费者”、“使用者”这三个角色的微妙区别。 储能产品的购买者(Buyer),目前是投资方居多,他们追求低风险、稳定的收益预期。比如工商业储能最主流的投资者是光伏、充电桩的投资方。 储能产品的付费者(Payer),以工商业储能为例,目前是工商业电力用户(Industrial & Commercial Electric Power Consumer),除了安全因素外,他们并不关心储能产品的性能、价格,而更多的关注在储能如何降低电力成本,并且为降低的收益付费。 当然,未来的Payer还可能包括电网公司(比如辅助服务市场,需求响应等,为电网安全来购买),甚至还有售电公司、配网公司、充电桩投资、光伏投资商(比如共享储能)。 所以未来付费者的利益是逐渐多元化的,收益方式也多元化。 储能产品的使用者(User),这个角色其实目前是缺乏的,因为工商业企业要的是便宜的电,而不是储能产品。电网要的是安全可靠,光伏投资商要的是更高的消纳率。 无论在公共电网(输电网、配电网),还是在专用电网(用户电力系统)中,储能的出现,可能导致购买者、付费者、使用者的三者角色分离,谁都想从中获利,但是谁都无法完整地对储能负责。 从这个角度看,储能可能需要一个运营商的角色,去耦合各方关系,解决所有权、使用权和收益权的分离问题。 所以在储能的下游,围绕储能,以及包含储能的电力系统在市场化条件下的整体运营管理,将逐步出现运营专业化的局面。 从最基础的设备运维开始,到光-储-充-荷的微电网运行调度,再到可持续商业模式的“电费托管”。而市场化水平越高,运营条件越复杂,将导致运营专业化水平提高,利润率也可能较高。 通过专业运营,获得高回报率,这是微笑曲线的另一端。 储能产业环节的演化趋势 由于产业中游竞争激烈,且参与者数量众多,导致储能产业也出现了两个明显的移动趋势。 1、向上游移动的趋势 不少储能集成企业,开始元器件领域的研发,比如PCS、BMS、EMS,甚至少数企业计划自建电芯生产线等。 但是从企业基因上看,没有任何一家储能集成企业具备全产业链优势,其核心原因有三方面: 一是大规模制造的壁垒,比如储能电芯制造,如果没有动力电池的产能支撑,单靠储能电池生产规模,边际生产成本不具有根本竞争力。 二是未来的“软件定义趋势”,储能产品目前更像组装PC机,其在自动化、智能化水平方面,与新一代的“AI+大数据”,“管-云-边-端”的数字化存在一到两代的代差,未来高集成度、高数字化水平的软件化储能架构,也是高壁垒的,这也是储能产品领域未来的“洗牌因素”之一,而目前绝大多数储能产品企业不具备大规模数字化研发能力。 三是上游的金融、设计、标准等环节,壁垒更高。 所以绝大多数中游企业很难进入上游,并形成产业链优势。 2、向下游移动的趋势 部分新能源企业已经意识到这个问题,开始从“简单项目投资”、“产品供应”,拓展到下游的运营服务领域。 打个比方,就是从卖车(卖储能),到车辆租赁(储能投资,基于固定价差的套利分成),再到网约车服务(市场化价格,复杂路况下的运力服务)的状态。 储能领域,尤其是工商业储能,最大的风险其实来自运营环节,无论是电力市场价格的变化,还是用户生产负荷的变化,都使得储能投资未来的不确定性增加。 但是反过来看,不确定风险本身就是一种高利润的机会,谁能通过客户洞察、数字化、运营管理去建立这种风险管理能力,谁就能获得超额收益。 新能源本身是不稀缺的,今天看到的新闻,不少省市对分布式光伏都做出了限制或变相限制的政策;个人认为未来储能资源本身不是稀缺的,产能可能过剩,投资资金充足。 当供给侧资源不稀缺,对需求侧资源的开发能力,以及最优匹配供需的运营管理能力就成为稀缺资源。就像网约车司机过剩,网约车辆也过剩,谁能发现高价值的打车需求并匹配给最优质的司机,网约车运营平台是稀缺资源。 所以向下游移动也成为储能产品企业的某种选择,至少下游业务(比如工商业储能运营服务,或者源网侧的共享储能服务)目前没有形成头部品牌、垄断效应,存在市场化的巨大可能。

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3年前
Vol528.全球光伏产业链发展近况及趋势展望

Vol528.全球光伏产业链发展近况及趋势展望

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发展趋势 1、全球光伏行业具有较高的发展潜力,支撑光伏产业链产品需求保持高位;2、中国光伏产品具有产业链联动优势,出口具有较高的竞争力;3、光伏核心器件朝高效率、低能耗、低成本方向发展,电池转换效率是光伏产业突破瓶颈的关键技术要素;4、需要关注国际竞争风险。全球光伏应用市场在保持旺盛需求的同时,光伏制造业国际竞争日益加剧。 全球及重点国别/地区光伏行业发展情况 从光伏产业链制造端来看,2022年全年,在应用市场需求的拉动下,全球光伏产业链制造端的生产规模持续扩大。根据中国光伏行业协会在2023年2月发布的最新数据,2022年全球新增光伏装机量预计为230吉瓦,同比增长35.3%,以此拉动光伏产业链制造端产能进一步扩大。2022年全年,中国共生产光伏多晶硅80.6万吨,同比上涨59%,根据业内对多晶硅与组件间的转换比例测算,2022年度中国可用多晶硅对应的组件产量约为332.5吉瓦,较2021年增长82.9%。从生产布局来看,中国大陆依然是产能聚集地,硅片产能占全球硅片总产能的比重高达98%,电池片产能占比超过85%,组件产能占比约为77%。近年,全球的产业重心也进一步向中国大陆转移,2022年,中国大陆的硅片、电池片、组件产量占全球总产量的比重均在80%以上,且呈现快速增长势头。 从重点关注的国别/地区来看:欧洲:根据欧洲光伏协会发布的数据,2022年欧盟27国新增光伏装机41.4吉瓦,同比增幅接近50%,乐观预计2026年光伏年新增装机量将逼近120吉瓦。其中,德国2022年以7.9吉瓦的新增装机量位居首位;其次是西班牙,新增装机容量7.5吉瓦。预计德国在2023年新增装机量将超过10吉瓦,2023-2026年将累计新增62.6吉瓦。西班牙预计在2023至2026期间新增51.2吉瓦装机量,累计安装量从2022年26.4吉瓦增至77.7吉瓦。2022年12月,德国议会批准了针对屋顶光伏的一项新的税收减免方案,包括对30千瓦以下的光伏系统免除增值税。新修正的德国可再生能源法案(EEG)规定,2023年起,德国允许将原有光伏电站的所有光伏部件,包括组件、逆变器等,以旧换新,只要不增加用地,就无需冗长的审批流程。预计新政实施后德国光伏装机总量将翻番增长。 巴西:根据Fitch援引巴西矿业和能源部的统计数据,巴西光伏总装机容量在2022年达到了22吉瓦,新增容量为9.0吉瓦,新增装机容量同比大幅增长了73.3%。受2022年1月出台的分布式发电法案的影响,巴西将在2023年开始对小型分布式项目征收电网使用费,由于巴西当地的分布式项目占整体安装量的比重超过65%,此法案显著影响市场并形成大规模抢装潮,使得巴西成为2022年光伏装机最火热的市场之一。 印度:根据印度光伏咨询机构JMK的调研数据,2022年,印度安装了13.96吉瓦的太阳能光伏系统,同比增长近40%。其中公用事业规模的光伏11.3吉瓦,同比增长约47%,另有部分屋顶分布式光伏及离网/分布式容量。 日本:根据Fitch及美国能源信息署(EIA)的统计数据,2022年,日本光伏装机容量达到了77.6吉瓦,同比增长4.4%,新增光伏装机容量为3.1吉瓦。2023年1月,日本东京都议会表决通过了有关“要求自2025年4月起在东京都内的新建住宅必须安装太阳能电池板”的修订条例,规定大型住宅建筑和不到2000平方米的一户建住宅的物主有义务在屋顶安装太阳能电池板。另外,日本经济产业省将从2024年度开始实施一项政策,拟高价购买企业通过屋顶光伏所产生的电力,计划采取固定价格收购制度(FIT),采购价预计将比收购地面光伏电力价格高出2到3成。 中国:根据国家能源局数据,2022年,中国光伏新增装机87.41吉瓦,同比大幅增长59.3%,增速提高了45个百分点,分布式光伏成为光伏装机的重要增长点;中国光伏行业协会预计2023年国内新增光伏装机容量为95-120吉瓦,2025年国内新增光伏装机容量为100-125吉瓦。预计2023年光伏累计装机将首次超过水电,成为第一大非化石能源发电来源。据光伏行业协会不完全统计,2023年1月全国共发布18项光伏相关政策。其中,国家政策3项,地方政策15项。政策内容涉及推动智能光伏技术进步和行业应用、鼓励支持10千伏及以上的工商业用户直接参与电力市场;引导太阳能光伏、储能技术及产品各环节均衡发展,避免产能过剩、恶性竞争。 美国:美国光伏市场是为数不多的出现衰退的市场,由于对华贸易限制阻碍了光伏设备中关键的低成本零配件和材料进口,2022年美国太阳能新增装机容量据估算比2021年减少23%。对于光伏产业链上的各企业而言,在下游装机需求高增的背景下,头部厂商展现出更稳定的业绩增速。2022年是各大上市公司“跨界”光伏的大年,从目前已披露的业绩表现来看,多数“跨界追光者”尚未兑现光伏业务收益。光伏头部企业具有规模优势、先发优势,不断扩张产能,使得后进入市场的光伏企业和二三线厂商压力较大。 一体化的大规模、低成本可能使得部分环节的利润更加集中,强者恒强的趋势愈发明显,小厂商的洗牌趋势或会逐渐显现。 光伏产业链产品出口贸易情况 中国:2022年12月,中国光伏组件出口出现逆势小幅上涨,终止了7月出口高峰以来的下滑趋势。全年出口数据表现亮眼,2022年光伏组件出口量达到154.8吉瓦,相较2021年增长74%;出口额为423.75亿美元,同比增长65.45%。出口高峰为年中的5至7月,其后海外市场因上半年大量进口提高库存水平,拉货力道减缓,组件出口量连续下滑至11月,于12月止跌上涨。 欧洲地区:2022年全年,欧洲地区国家从中国进口了86.6吉瓦的光伏组件,占全年中国光伏组件出口量的56%,且相对2021年全年的40.9吉瓦大幅增长了112%,是中国组件出口在2022年增长最快、规模最大的地区市场。2022年,受俄乌冲突影响,传统能源价格快速升高,促使欧洲各国积极推动能源转型,光伏设备的安装需求大增,主力国家如德国、西班牙、波兰、荷兰等,需求显著提升,许多以往需求规模较小的国家也出现倍数增长。 亚太地区:亚太地区2022年从中国进口光伏组件28.5吉瓦,相较2021年增长27%。主要的需求国包括印度、日本及澳大利亚。美洲地区:2022全年自中国进口组件总量达24.8吉瓦,相较2021年增长50%,增量的80%来自巴西。中东地区:典型国家是阿联酋、沙特阿拉伯,两国2022年自中国进口的光伏组件量均呈现大幅增长。其中,阿联酋自中国进口了3.6吉瓦的光伏组件,与2021年相比,增幅高达340%,为中东地区最大的中国组件进口国;沙特阿拉伯自中国进口了1.2吉瓦的光伏组件,相比2021年不到0.1吉瓦的需求出现大幅增长。除组件外,2022年中国电池片累计出口40.03亿美元,同比增长40.66%;逆变器累计出口89.75亿美元,同比增长75.11%。 2023规范行业发展趋势预测 全年延续高开高走态势。虽然一季度通常是欧洲、中国的装机淡季,但近期,硅料新增产能不断释放,导致产业链价格下行,下游成本压力得到有效缓解,刺激装机释放。同时,海外光伏需求在2-3月份有望延续1月份“淡季不淡”走势。根据头部组件企业反馈,春节后组件排产提升趋势明确,2月环比平均提升幅度在10%-20%,3月环比提升幅度会进一步增加。二、三季度开始,随着供应链价格的持续下降,预期需求将持续回升,直到年底或将再次出现大规模并网潮,带动四季度装机量达到全年高峰。产业竞争愈发激烈。2023年,地缘政治、大国博弈、气候变化等因素对于整个产业链供应链的干预或影响还将持续,国际光伏产业竞争也会越来越激烈。从产品角度看,企业加大高效产品研发,是提高光伏产品全球竞争力的主要抓手;从产业布局看,未来光伏产业供应链从集中化转向分散化和多元化的趋势愈发明显,要针对不同市场特征及政策情况,科学合理布局海外产业链及海外市场,是企业提升全球竞争力、降低市场风险的必要手段。 中长期光伏行业的发展趋势 全球光伏行业具有较高的发展潜力,支撑光伏产业链产品需求保持高位。从全球范围来看,能源结构向多元化、清洁化、低碳化方向转型是不可逆转的趋势,各国政府积极鼓励企业发展太阳能光伏行业。在能源转型的背景下,叠加技术进步带来的光伏发电成本下降的利好因素,中期内,海外光伏装机需求将持续保持高景气。根据中国光伏行业协会的预测,2023年全球新增光伏装机量为280-330吉瓦,2025年全球新增光伏装机量为324-386吉瓦,支撑光伏产业链产品需求保持高位。2025年之后,考虑市场消纳、供需匹配的因素,全球光伏产品或将出现一定的产能过剩。中国光伏产品具有产业链联动优势,出口具有较高的竞争力。我国光伏行业拥有全球最完整的光伏产业供应链优势,产业配套完备、上下游形成联动效应,产能产量优势明显,这是支撑产品出口的基础。与此同时,我国光伏产业持续创新,技术优势领先全球,为能够抓住国际市场机遇奠定了基础。此外,数字化技术、智能化技术使制造业数字化转型升级加快,大幅提升了生产效率。光伏核心器件朝高效率、低能耗、低成本方向发展,电池转换效率是光伏产业突破瓶颈的关键技术要素。在平衡成本与效能的前提下,高转换性能的电池技术一旦突破实现量产,便会 迅速占领市场,淘汰低端产能。产业链上下游之间的产品链、供应链平衡也会随之重构。目前,晶硅电池仍是光伏行业的主流技术,这也构成了上游原材料硅料的高消耗,而被认为是第三代高效薄膜电池代表的钙钛矿薄膜电池在节能环保、设计应用、原料消耗等方面具备显著优势。目前该技术仍处在实验室阶段,一旦实现技术突破,替代晶硅电池成为主流技术,产业链上游原材料的瓶颈制约将被打破。需要关注国际竞争风险。全球光伏应用市场在保持旺盛需求的同时,光伏制造业国际竞争日益加剧。部分国家正积极谋划光伏产业生产制造本地化和供应链本地化,并将发展新能源制造上升至政府层面,而且有目标、有措施、有步骤。 例如,美国《2022通胀削减法案》计划投入300亿美元用于生产税收抵免,以促进美国太阳能电池板及关键产品加工; 欧盟计划在2030年前达成100吉瓦完整光伏产业链的目标; 印度则公布“高效太阳能光伏组件国家计划”,旨在提高本地制造量,减少可再生能源领域的进口依赖。 与此同时,部分国家出于自身利益,出台措施限制进口我国光伏产品,对我国光伏产品出口造成一定影响。但从时间周期看,这些国家要建立一个完善的光伏产业链,至少需要两到三年时间,在这期间仍需要进口海外产品来支持国内基建的发展。同时,综合考虑市场供需匹配因素,2025年之前将是国内光伏行业发展的黄金期,也是企业面临的扩产窗口期。 我国光伏行业发展形势小结 整体而言,我国光伏行业面临的发展形势可归纳为:需求端高景气、供给端有优势、警惕政策影响、抢抓窗口机遇。需求端高景气。三重因素推动光伏外需维持高景气:度电成本下降提升光伏核心竞争力;能源低碳转型推动光伏渗透率提升;能源安全挑战将提升欧洲光伏长期需求。供给端有优势。三大特征决定了中国光伏产品的出口优势:中国光伏产品的技术优势全球领先;光伏产业供应链高度集中于我国,产能产量优势明显;中国光伏企业的垂直一体化带动降低成本。警惕政策影响。贸易政策是影响我国光伏产品出口的最重要变量,需盯紧各国光伏产业链相关的贸易政策,警惕印、美、韩及部分欧洲国家通过反倾销调查、基本关税、碳足迹标准等方式制裁中国光伏产品出口,以保护本土光伏企业的健康发展。 抢抓窗口机遇。综合考虑市场消纳、供需匹配、国际竞争等因素,预计2025年将是行业发展的分水岭。2025年之前,企业面临发展窗口期,存在窗口期机遇;之后,市场增速逐步放缓,行业会进入洗牌期,而实现产业链技术突破则是提高企业及产品核心竞争力的主要条件之一。

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3年前
Vol527.虚拟电厂发展愿景向好,未来渗透率有望持续提升

Vol527.虚拟电厂发展愿景向好,未来渗透率有望持续提升

虫虫说电力改革

虚拟电厂发展前景良好,我国尚处于早期邀约阶段 虚拟电厂VPP(VirtualPowerPlant)指通过信息通信技术和软件系统等控制手段,将由地理位置上分散的分布式电源、可控负荷、电动汽车、储能系统等分布式能源资源(DistributedEnergyResources),聚合、协调、优化以成为可调度的控制单元,接受电网调度或参与电力市场交易。和传统电厂属于典型的重资产投资模式不同,虚拟电厂属于以信息化技术为支撑的轻资产模式。 虚拟电厂能够通过对电源侧的出力曲线与爬坡能力、储能侧的额定功率与充放电状态及响应时间、负荷侧的可平移/中断容量与时间等物理特性进行参数化解析,将内部DERs进行梳理整合与协同控制,并结合电网调度要求来形成调节功率曲线与调节电力流,有效唤醒海量资源。 虚拟电厂可调节资源主要类型、物理特性与核心参数 参考欧美发达国家经验,虚拟电厂发展通常包含三个阶段,初期为政府部门、调度机构牵头组织的邀约型阶段,随着电力现货市场与辅助服务市场逐步完善转向市场化阶段,此后伴随新能源占比提升与电力系统升级迈向自主调度型阶段。当前我国虚拟电厂仍处于邀约制阶段,以广东、江苏、上海等虚拟电厂发展较快的区域的试点项目以邀约型为主,在当地的政府部门与电网牵头发出邀约后,虚拟电厂运营商开展进行分布式资源聚合,以参与电力系统日前需求侧响应与现货电能量市场,为电力系统提供灵活调节能力。 虚拟电厂发展阶段 政策持续推动虚拟电厂发展,电网投资额持续增长也将驱动虚拟电厂受益 近年来,国家发改委、能源局在推动电力市场建设、鼓励源网荷储与新型储能发展的政策中多次提到鼓励探索虚拟电厂商业模式与加大虚拟电厂投资力度,政策内容涵盖虚虚拟电厂的应用场景、盈利机制、运行要求等。应用场景方面,虚拟电厂在可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车等场景中均可应用于分布式资源整合;盈利机制方面,虚拟电厂作为调节资源将探索采用容量补偿、容量市场、稀缺电价等方式保障固定成本的回收;运行要求方面,虚拟电厂应当具备可观可测可控的需求侧响应能力,参与电力中长期、辅助服务、现货等市场交易,为系统调节提供支撑。 我国虚拟电厂主要相关政策 在地方层面,江苏、浙江、上海、冀北等地均出现了大型的虚拟电厂试点。2022年6月23日,山西省能源局发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,地方权威性纲领陆续出台。方案指出,按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同,将虚拟电厂分为两类:负荷类虚拟电厂和源网荷储一体化虚拟电厂。负荷类虚拟电厂运营商应是具有山西电力市场交易资格的售电公司或电力用户;一体化虚拟电厂的运营商是一体化项目主体或授权代理商,并具有山西电力市场售电资格。市场建设初期,负荷类虚拟电厂参与中长期、现货及辅助服务市场,一体化虚拟电厂参与现货及辅助服务市场。虚拟电厂参与现货市场时,仅参与日前现货市场,实时现货市场种作为固定出力机组参与出清,待条件具备后,再参与实时现货市场。聚合对象包括电源、负荷、储能三类资源;调节容量初期不低于20MW,且不低于最大用电负荷的10%,后期视虚拟电厂发展情况滚动修正;响应时长:具备按照调节容量要求持续参与响应不小于2小时的能力。 虚拟电厂的推进离不开国家电网的投资驱动。2019-2022年国家电网实现投资总额4473亿元、4605亿元、4882亿元、5012亿元,预计2023年投资额将达到5200亿元。 随着各级政策推动和电网投资的持续增长,未来我国虚拟电厂调节电量占比有望持续提升,预计到2030年调节电量占比将达到5%。 欧美大力发展新型能源,已探索出虚拟电厂成熟商业模式 在全球能源革命的背景下,欧洲作为先行者大力发展可再生能源,基于政策鼓励和市场驱动,2000年德国、荷兰、西班牙等5国11家公司共同启动全球首个虚拟电厂VFCPP。随后,该模式在德国、美国、澳大利亚等国得到应用和发展,虚拟电厂和负荷聚合商逐渐成为联动储能、分布式电源以及电力交易市场的重要环节,并形成了较为成熟的商业模式。 Next-Kraftwerke(NEXT)成立于2009年,是德国最大的虚拟电厂运营商,同时也是欧洲电力现货市场(EPEX)认证的能源交易商。2019年公司参与电力交易规模达到15.1TWh,2020年营业收入5.95亿欧元,2021年被壳牌公司收购。截止2022年Q4,公司在德国、比利时、奥地利等8国管理着15346个聚合单元,接入发电装机容量共12294MW,聚合调度容量达2555MW,包括生物质发电装置,热电联产,水电、光伏、电池储能、电动汽车和参与需求侧响应的工业负荷等。 NEXT的虚拟电厂产品和服务是通过加入NextPool(NEXT等虚拟电厂)或通过NEMOC平台构建用户自己的虚拟电厂(VPP,VirtualPowerPlant)来实现。其基本模式为:在发电单元上安装远程控制装置NextBox,形成虚拟电厂和用户资产的双向连接,由中央控制系统汇总实时更新的联网资产和虚拟电网容量数据,以便于进行统一负荷管理。NEXT主要提供三类业务:面向发电侧进行能源预测和监控、面向电网侧进行灵活性储能供应和面向需求侧进行需求响应聚合。 (1)面向发电侧进行能源预测和监控 NEXT为德国Petersen农场的GPJOULE热电联产发电站提供电价更新和预测服务,帮助发电站灵活配置发电排期。NEXT每15分钟向发电站发送电价预测和发电规划时间表,大幅提升工厂的发电灵活性。新方案相比24/7运营,每周只需在电力价格较高时安排涡轮发动机满负荷运行4-12个小时,即可带来6000欧元的收入增量。 (2)面向电网侧进行灵活性储能供应 NEXT帮助德国南Ruhr地区的OBO公司向电网提供柔性储能服务,为OBO安装了两台紧急备用发电机,当电网频率发生过度偏移时,NEXT虚拟电厂的控制系统将激活这两台设备,向电网输送提供高达500kW的电力。公司将从虚拟电厂解决方案和激活中获得的利润中分成。 (3)面向需求侧进行需求响应聚合 NEXT帮助法国商人LouisVial代理电力交易。Vial拥有一个1.9MWp的私人屋顶光伏系统,并在屋顶下建造停车场,为社区附近保龄球馆、电影院等公共场所的顾客提供停车充电服务。由于该项目已获得法国能源管理局的CRE4补贴资格,Vial可通过NEXT聚合平台参与需求响应,将电力输送给Enedis配电网,以此获取EDF(法国能源供应公司)的能源补贴。

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3年前
Vol526.光伏产业面临洗牌

Vol526.光伏产业面临洗牌

虫虫说电力改革

一边是产能过剩,一边还在疯狂扩产,看似矛盾的场面正在光伏行业上演。近段时间,光伏龙头企业再度拉开扩产的“闸门”。短短半个月,先是晶科能源、晶澳科技宣布加大光伏一体化产能建设力度,后有通威股份、隆基绿能斥资超百亿元扩产。 数据显示,过去18年国内光伏企业建设了380吉瓦左右的全产业链项目,而最近18个月,行业又新建了超过380吉瓦的全产业链项目。光伏扩产潮引发了人们对行业产能过剩的担忧。“双碳”目标提出后,我国光伏产业进入超级成长期,行业景气程度倍增。然而再宽敞的赛道也容不下短时间超大车流的涌入,不管成长故事多么精彩,行业都逃不过周期规律,阶段性产能过剩的局面随时可能发生。去年以来,与产能扩张一路随行的是光伏企业股价一路下行,产能过剩、低价竞争的阴云一直笼罩在行业上空。对于光伏行业产能过剩,我们有过切肤之痛。2008年至2012年期间,光伏产业一度高歌猛进,全国有300多个城市上马光伏项目。光伏企业争相扩张,导致产能严重过剩。此后几年时间内,超过300家光伏企业倒闭,整个行业一片狼藉,一些地方投资也打了水漂。 从2012年的“欧美双反”到2018年的“531新政”,光伏行业的成长曲线从来不是一路向上没有波折。此轮扩产潮后,注定也会有大量企业被淘汰出局。有龙头光伏企业的创始人认为,“在这个过程中,财务脆弱的、技术不够领先的、早期品牌通道不够完善的企业可能会首先受到伤害,能否在洗牌过程中活下来是存疑的”。面对更加激烈的市场竞争,一些头部企业已经展开积极应对。有的企业选择通过打通高纯多晶硅、硅片、电池片、组件等上下游环节,优化自身产能布局和配比,提高一体化产业链竞争优势,提升盈利能力。有的企业推动业务多元化布局,在氢能、储能、光伏建筑一体化等领域拓展新空间。还有的企业加大海外设厂力度,提升全球化运营能力。 产业过热,既要保持足够警惕,也不必过于悲观。市场火热的时候多用显微镜,市场悲观的时候多用望远镜,时刻保持独立思考才是关键。应该看到,这次行业扩产潮与以往最大的不同在需求端,在全球能源绿色低碳转型背景下,光伏行业的市场规模巨大,行业景气度和需求确定性也更高。还应看到,自由竞争条件下,随着市场周期波动,制造业产能阶段性过剩很难避免。为持续赢得市场,企业新建产能必定要领先于行业并迅速推进,快速锁住技术、成本优势,在一定时间内获得经济收益。扩产也是头部企业为落后产能淘汰出清后的市场进行的卡位布局。大浪淘沙始见金。从光伏行业过去20多年的发展历程来看,由于光伏技术和产品迭代迅速,光伏行业的建成和规划在建产能,长期处于远超市场需求的过剩状态,但先进产能则常常显得不足。其间,每一次产业调整都是一次优胜劣汰的市场洗礼,正是激烈的市场竞争和一轮又一轮行业洗牌倒逼企业不断创新、技术进步,最终使光伏发电成本快速下降。 激烈的市场竞争无疑有利于锻造更优质的企业和产业。面对潜在的产能过剩和周期变换,光伏企业在紧抓机遇的同时,一定要增强风险防范意识,用组织的确定性对抗外部环境的不确定性,打造过剩状态下的竞争力,形成穿越周期的能力。要保持清醒的头脑,在扩张的同时多想想市场能不能跟得上产能,做到有序扩产。大力转变发展方式,通过兼并重组、优化存量来实现企业规模的扩张,并以稳健的财务和风险控制来为企业保驾护航。此外,光伏龙头企业也有责任维护光伏产业链供应链稳定,根据“双碳”目标合理参与光伏产业,并通过战略联盟、签订长单、技术合作、互相参股等方式建立长效合作机制,避免恶性竞争和市场垄断。光伏赛跑的终局在创新。光伏技术研究的目的是以最少成本实现最佳性能,光伏发电技术诞生以来,依靠技术创新,太阳能电池转换效率不断提升,光伏也成为过去10多年成本下降最快的可再生能源,彻底摆脱了补贴依赖。我们期待光伏行业能再次迎来一次真正的技术突破和产业革命,进而推动人类在能源转型的道路上更进一步。

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3年前
Vol525.兼具欧美模式特点,我国虚拟电厂或迎来高速发展期

Vol525.兼具欧美模式特点,我国虚拟电厂或迎来高速发展期

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近日,特斯拉在南澳大利亚州启动为超3000个家庭安装家用电池系统Powerwall再度引发了人们对虚拟电厂的关注。 据悉,特斯拉在澳大利亚的虚拟电厂项目帮助当地政府减少了超过100兆瓦的高峰需求,并能够为参与家庭平均每年节省200美元的电费。特斯拉在澳大利亚的虚拟电厂于2017年启动,截至2023年3月,特斯拉在澳大利亚的VPP有超过1万户家庭参与。对于澳大利亚而言,虚拟电厂将帮助其减少对化石燃料的依赖,提高其电网的稳定性。 来自特斯拉的虚拟电厂实践 特斯拉以分布式资源作为切入点,依托自身的大型储能系统、家庭光储一体、电动汽车充电网络等优势,通过一站式服务采集用户的用能数据,实现分布式能源应用场景的效益最大化。 除了澳大利亚,特斯拉也在美国德州、加州等地积极布局自主性虚拟电厂模式。 2022年,特斯拉与加州公用事业公司PG&E合作开展紧急减负荷计划,通过虚拟电厂的方式减少电网在需求高峰时期承受压力时的发电需求。当加州电网因为天气炎热而需要额外的电力供应时,特斯拉Powerwall的用户可以通过将他们储存的电量返回电网,获得每千瓦时2美元的报酬。 在该项目中,PG&E通过以低于用电高峰期批发电价的金额向Powerwall用户购电节省成本,Powerwall用户通过售电获得收入,而特斯拉能获得储能和发电产品的需求提升,以及未来的售电差价及虚拟电厂服务费用。 眼下,特斯拉通过电动汽车、储能、发电和虚拟电厂等领域,初步构建起“车+桩+光+储+荷+智”的新能源闭环生态。其中虚拟电厂智能平台Autobidder是核心枢纽,负责新能源交易和控制管理,智能平台管理着数百兆瓦的电力资产。 “车+桩”组成特斯拉新能源生态体系的用能端,通过对车型布局、电池系统、充电网络和充电技术的持续迭代优化。 “光+储”组成特斯拉新能源生态体系的产能端,在“车+桩”的用能端取得突破的基础上,特斯拉布局储能项目开发、光伏和储能设备制造、光伏发电运营等领域,形成在产能端的光储协同布局。 “荷+智”组成特斯拉新能源生态体系的交易端,虚拟电厂智能平台 Autobidder实现了在交易端与公用电网的连接,成为特斯拉新能源生态体系的依托。 根据外围条件的不同,虚拟电厂的发展可以分为三个阶段: 1. 第一阶段邀约型阶段:在没有电力市场的情况下,有政府部门或者调度机构牵头组织,各个聚合商参与,共同完成邀约、响应和激励流程。 2. 第二阶段市场型阶段:这是在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后,虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式,分别参与这些市场活动收益。 值得一提的是,在第二阶段,也会同时存在邀约型模式,其邀约发出的主体是系统运行机构。 3. 第三阶段是未来的虚拟电厂,称之为自主调度型虚拟电厂。随着虚拟电厂聚合的资源种类越来越多,数量越来越大,空间越来越广,这时候应该要称之为“虚拟电力系统”了,其中既包含可调负荷、储能和分布式能源等基础资源,也包含了由这些基础资源整合而成的微电网、局域能源互联网。 显而易见的是,特斯拉是典型的第三阶段的虚拟电厂。 国外虚拟电厂的商业模式和生态链 实际上,除了特斯拉,虚拟电厂在欧美等国家发展成熟且各有侧重,大多处于前文提及的第三阶段。其中,美国以可控负荷的需求响应为主,参与系统削峰填谷;日本侧重于用户侧储能和分布式电源,以参与需求响应为主;欧洲以分布式电源的聚合为主,参与电力市场交易。 美国目前是世界上实施需求响应项目最多、种类最齐全的国家,也是较早开展需求侧管理的国家之一。最新的数据显示,其批发市场约有28GW的需求侧资源参与其中,约占高峰需求的6%。当前,许多州都在试验家庭虚拟电厂技术,方便整合更多的屋顶光伏和储能,同时也都在扩大基于时间的费率试点,尤其是与电动汽车非高峰充电相关的应用场景。 日本自2011年开始高度重视需求响应技术开发和推广应用。2015年,日本政府出台了《日本再兴战略(2015)》,首次明确提出推广虚拟电厂政策。2016年,《能源革新战略》又进一步提出了推动虚拟电厂技术开发的示范项目计划(2016-2020)。 目前,日本正在开展典型的跨空间自主调度型虚拟电厂试验项目。据日本信息产业省测算,到2030年日本的虚拟电厂装机容量可达3770万千瓦,VPP/DR投资总和预计将达到730亿日元。日本推广虚拟电厂的重点集中在住宅、办公大楼、工厂、商业设施、公共事业和电动汽车等六大领域,以“光伏+储能”为主要形式。 德国的虚拟电厂已经完全实现商业化。德国虚拟电厂运营商的主要业务是在批发市场销售100kW以上中型可再生能源电厂生产的电量,使这些电厂成为虚拟电厂资源。德国虚拟电厂的主要应用场景是通过电力市场的灵活电价,引导电厂管辖内系统优化发用电成本,优化交易收益。 而欧美国家虚拟电厂的成熟发展,得益于其政策法规明确虚拟电厂的“合法身份”。资料显示,早在2012年,欧盟就在法律上将“聚合商”定义为负荷管理服务提供商,在法规和指令中给出了聚合商的定义,阐明了其参与市场的机会。 在德国,能源法案中明确了聚合商的定义,特别是《可再生能源法》明确规定,所有100kW以上可再生能源发电项目必须参与电力市场交易销售,促使分布式可再生能源项目倾向于选择交由虚拟电厂运营。 在美国,《能源政策法案》将需求响应上升到国家层面,法令对需求响应参与市场交易和电力平衡做出相关规定,允许分布式能源聚合商在区域性批发电力市场中参与竞争。 依赖于成熟的电力市场机制,典型国家的虚拟电厂可参与电能量交易、辅助服务、容量聚合等多个市场,其主体地位明确、交易规则健全,并由此形成了完善的商业模式和市场生态链。 虚拟电厂将成为 解决电网负荷的最具经济性选项之一 在国内,虚拟电厂也愈发受到关注。 6月2日,国内首份官方新型电力系统建设文件《新型电力系统发展蓝皮书》提出培育负荷聚合服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式,充分挖掘用户侧消纳新能源潜力。 作为具备聚合海量分布式能源资源的数字化协调管理与交易系统,虚拟电厂在新型电力系统中将扮演关键角色,将发挥调节电能量与信息流向、提高电力系统运行效率的功能。 目前国内出台的虚拟电厂相关支持政策涉及应用场景、盈利机制、运行要求等方面。其中推动负荷聚合商及虚拟电厂等新兴市场主体参与交易、以虚拟电厂拓展用户侧用能新模式、通过虚拟电厂拓展新型储能商业模式等多个国家、地方政策正在鼓励培育虚拟电厂商业模式。 从产业链来看,虚拟电厂产业链已有雏形。上游基础资源、中游虚拟电厂运营、下游电力需求方。具体来看,产业链上游由可控负荷、分布式能源与储能构成;中游为提供虚拟电厂运营服务与技术支持的系统平台;下游为则是电力公司、售电公司、大用户构成的电力需求方。 国内虚拟电厂从2009年开始试点,至今多省已逐步落地典型示范项目。我国的大多数虚拟电厂正处于从第一代邀约型向第二代市场型转型阶段,各省开展的虚拟电厂项目以试点为主,引导用户通过开展需求响应,实现削峰填谷,测试需求响应能力。 江苏、冀北、上海、浙江、天津、深圳等地结合区域特点开展了虚拟电厂的试点应用,其中江苏虚拟电厂可提供快速可中断的负荷控制服务;上海虚拟电厂建设以聚合商场、楼宇等需求响应为主,积极推进负荷集成商为主体运营的商业运营模式;冀北虚拟电厂提出了“云管边端”技术架构,并将虚拟电厂纳入电力辅助服务范围;深圳成立了国内首个城市级虚拟电厂管理中心,以负荷型、储能型资源聚合为主。 而众多新能源企业也参与到了虚拟电厂的建设中。6月13日,能链智电(NASDAQ:NAAS)发布虚拟电厂业务,并与北京清能互联科技有限公司、北京京能国际综合智慧能源有限公司签订战略合作协议,各方将在电力交易决策优化、人工智能分析预测、资源聚合建模与调度优化等方面携手为行业提供解决方案。 据悉,能链智电虚拟电厂业务,以充电场站为核心场景,将分散的电动汽车、充电桩、储能设施、分布式光伏等负荷资源,通过云端进行高效聚合,形成可控的管理单元,并借助光储充柔性管理、智能调度、能量控制等方式,参与电力市场交易,响应电网调度需求,帮助充电场站降低用能成本,在推动行业良性发展的同时还参与到新型电力系统的构建中。 不难看出,虚拟电厂的发展正在提速。 从能源结构看,我国风电、光伏及电网系统更接近于欧洲模式。同时,中国与欧洲电网的职能、架构更为类似,我国虚拟电厂的早期实践案例聚合了较多风电、光伏资源,与欧洲模式具有较强的相似性。 从市场机制看,我国电力交易市场尚处于试点起步阶段,虚拟电厂的运营仍以邀约制下的需求侧响应为主要模式,因此,当前情况下更接近于美国模式。 随着可再生能源大规模接入,电网“双高”、“双峰”特性明显,备用容量不足。相关数据显示,极端情况下,2030年电网备用容量缺口将达到2亿千瓦。预计“十四五”期间电网负荷最大日峰谷差率将达到36%,“十五五”期间将达到40%,电网调峰压力持续增加。电力系统时段性、灵活性调节能力不足现象进一步加剧。 毫无疑问,虚拟电厂是解决电网负荷的最具经济性选项之一。根据国家电网测算,通过火电厂实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷需要投资4000亿元,而通过虚拟电厂仅需投资500亿至600亿元,虚拟电厂的成本仅为火电厂的八分之一至七分之一。 可以预见的是,在支持政策密集推进、实际需求日益旺盛、电力现货市场日益发展等助推下,作为聚合优化分布式能源的智能控制技术和互动商业模式,随着新型电力系统建设的需要,虚拟电厂将迎来发展期。

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3年前
Vol524.储能的六大核心环节

Vol524.储能的六大核心环节

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国内电化学储能产业链上游为原材料,中游为核心部件制造及系统集成商,下游是系统运营与应用。 其中,中游储能系统的核心部件制造主要分为电池和系统两部分,细分之下一般包括电池组、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)四大部分。 储能系统中电池成本占比最高,其中大储的电池(电芯+PACK+BMS)成本占比为67%,户储成本占比为35%(光储一体机),不算光伏组件则占比为49%。 大储PCS成本占比为10%左右,户储占比约23%(去除组件为32%),户储的结构相对简单,PCS作为核心部件之一,价值量相比大储更高。 1. 电池环节 电池系统是储能系统的核心,决定了储能系统的存储容量。 大储电池也是由单个电芯组成,规模化从技术方面并没有太多降本空间,因此储能项目规模越大,电池占比越高。 全球来看,2021年宁德时代以接近25%的市场份额排名第一,其次分别为比亚迪、韩国三星SDI、韩国LGES,以上四家企业储能锂离子电池出货量合计份额接近70%。 中国来看,宁德龙头优势明显,头部厂商包括比亚迪、亿纬锂能、鹏辉能源、国轩高科、派能科技、海基新能源、普利特等。 2. BMS (电池管理系统)环节 电池管理系统(BMS)作为关键监控系统,是储能电池系统的重要组成部分,2025年储能BMS市场规模接近200亿。 储能BMS比汽车动力电池的BMS更复杂,要求更高。 目前BMS制造产商主要包括车厂、电池厂与专业BMS制造商。与动力电池的BMS主要由终端车厂主导不同,储能电池的终端用户没有加入BMS研发与制造的需求;目前储能BMS没有形成领导者。 当前行业技术成熟度较低、缺乏行业标准、竞争格局分散,未来储能电池BMS大概率延续动力电池BMS市场格局。 3. PCS (储能变流器)环节 变流器(PCS)是储能电站中关键的一环,控制蓄电池的充放电,并进行交直流转换,在无电网情况下直接为交流负荷供电。 PCS环节关注三大核心竞争力:迭代降本能力、品牌力&可融资性、渠道能力。 目前我国储能变流器市场仍处于提质降本、规模化发展的初期阶段,市场格局仍未定,后进者竞争激烈。 储能变流器与光伏变流器技术同源,龙头厂商高度重合。 4. EMS(能量管理系统)环节 EMS(能量管理系统)担任储能系统中的决策角色,是储能系统的决策中枢。 储能系统通过EMS参与电网调度、虚拟电厂调度、“源网荷储”互动等。 现有EMS玩家以国网系为主,国内储能EMS相关公司约有16余家,其中上市公司主要为国网系公司。 主要包括派能科技、国电南瑞、中天科技、中恒电气、许继电气、平高电气、阳光电源和长园集团等。 未来EMS核心竞争力看软件开发能力和能量优化策略设计能力。 5. 储能温控和消防环节 大型储能是储能温控主赛道。 大型储能具有容量大、运行环境复杂等特点,对温控系统要求更高,有望提升液冷比重。 储能消防约占储能系统成本的3%左右,有望随着储能市场需求的兴起,其价值量增长有望超过市场的增长。储能消防企业主要包括青鸟消防和国安达等。 6. EPC 集成环节 集成商环节具有产业链整合趋势,同时,国内储能集成商与海外集成商存在竞合关系,也为部分海外集成商提供代工服务,集成商也是国内企业参与美国储能市场的重要入口。 电力设备企业布局集成商也具有天然优势。大储作为电力系统的新增环节,需要有电力相关技术的积淀,而电力设备企业具有电力相关“基因”因此转型较为顺畅,未来有望快速切入,并且具有较大竞争力。 电力设备企业下游为国网南网、发电集团,具有客户基础。 2022年国内大储招标井喷式增长,随着地面光伏需求启动,储能招标和安装将逐步加速,项目经济性大幅提升。 随着新能源发电大势所趋,在强制配储+共享储能等新模式拉动下,国内大储有望迎来高速发展。 全球市场来看,美国电力设施改造成本较高带来的配储刚需将有力带动全球大储加速渗透。

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3年前
Vol523.2023国家重点研发部署梯次利用、全固态钠电、飞轮、压缩空气等关键技术研发

Vol523.2023国家重点研发部署梯次利用、全固态钠电、飞轮、压缩空气等关键技术研发

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6月8日,科技部发布了国家重点研发计划“氢能技术”等7个重点专项2023年度项目申报指南的通知,正式启动“氢能技术”、“煤炭清洁高效利用技术”、“储能与智能电网技术”、“可再生能源技术”“新能源汽车”、“交通载运装备与智能交通技术”、“交通基础设施”7个重点专项项2023 年度项目申报。 其中,“储能与智能电网技术”专项,将围绕7个技术方面,拟启动17项指南任务,拟安排国拨经费概算2.79 亿元。7个技术方向及相关研究课题如下表所示。 其中有9个项目与储能直接相关。 在储能技术方面,重点关注动力电池梯次利用、全固态钠离子电池、磁悬浮飞轮储能技术、压缩空气储能技术,各项研究成果的考核要求中,涉及到储能系统成本、性能、规模等多方面: 在“新一代动力电池梯次利用关键技术”中,考核指标要求:形成≥1MWh 梯次利用验证项目,成组成本低于0.3 元/Wh(不含回收电池系统),整包利用系统成本低于0.25 元/Wh(不含电池)。 在“全固态钠离子储能电池研究”中,考核指标要求:全固态钠离子电池能量密度≥150Wh/kg,循环次数≥10000 次(1C,25℃,100%放电深度)。 在“10MW 级磁悬浮飞轮储能关键技术”中,考核指标要求:飞轮储能系统装置成本≤4 元/瓦。 在“大规模先进压缩空气储能技术”中,考核指标要求:储能系统单机功率≥300MW,储能容量≥1.2GWh。系统AC-AC 额定效率≥70%,容量成本≤1 元/Wh,度电成本≤0.15 元。 在电池成组技术方面,重点关注百兆瓦级动态可重构电池储能技术。该技术有别于目前的串并联的电池成组方式,通过信息-能源交叉融合技术及创新模组技术解决电池成组问题。该项技术的考核要求表明:可兼容3种以上不同批次/型号电池模块;性能上电池系统能量转化效率不低于93%,20 年寿命衰减健康状态(SOH)≥70%,荷电状态(SOC)偏差≤1%;采用动态可重构电池的储能电站系统造价与采用传统固定串并联方案的电池储能电站的系统造价持平,系统支持更换任一电池模块。 在储能安全方面,重点关注储能电池安全状态参数检测与分析关键技术。该技术侧重于热失控的监测以及提前预警等,提出:电池服役过程中内部热量评测准确度≥90%,热失控触发温度评测准确度≥90%,热失控产热评测准确度≥90%,极端工况安全发生机率及风险等级预测准确度≥90%;高风险电芯及失效部件的提前识别≥30 天,安全预警时间≥1h,误报≤3%,漏报≤3%。

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3年前
Vol515.大学选什么专业,才不会被AI抢饭碗

Vol515.大学选什么专业,才不会被AI抢饭碗

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大学选什么专业,才不会被AI抢饭碗 2023年高考已经开考,志愿填报又将成为令诸多考生和家长头疼的问题。选专业自由,终归还是奢侈的。对于大部分考生而言,未来的就业情况仍然是在选专业时不得不考虑的因素。从一考定终身到一报定终身,在学历贬值的大背景下,选一个好专业,甚至能跨越学校层级,弥补高考没发挥好的遗憾。如果说此前报专业是在和同届的考生竞争,那么今年所有考生都面临着一个新的对手——人工智能。2022年末,Midjourney、Disco Diffusion、DALL.E2等AI绘图软件就已经让设计、原画等行业的从业人员感觉到了彻骨寒气,今年年初ChatGPT的惊艳表现,更直接向全世界宣布了未来已来。除却AI的威胁,经济周期的变动也使得全球经济的不确定性迅速增加。一个行业的兴起和衰落,可能就在一夜之间发生。 穿越经济周期、不被AI替代……这些曾经看起来过于宏大且遥不可及的命题,第一次如此真切而又紧迫地摆在一群18岁的年轻人面前。 砸饭碗,AI是认真的。 说好了解放生产力,结果打工人还没来得及感受到AI带来的生产力革命,就先成了AI的革命对象。 美国再就业服务公司Challenger、Gray and Christmas(挑战者)于6月1日发布的美国5月失业报告显示,美国雇主在5月份宣布裁员人数超过13万人。占据着裁员理由前三位的,是经济形势、削减开支和公司倒闭。耐人寻味的是,AI造成了3900名员工失业,约占被裁者总数的5%,使其成为报告中裁员的第十大原因。这是人工智能的影响首次被纳入挑战者的企业裁员报告。此前,并非没有人发出过“AI即将搅动就业市场”的预警。早在2017年12月,麦肯锡全球研究院发布的《失业与就业:自动化时代的劳动力转型》报告中就预测,到2030年,保守估计全球15%的人将因AI技术发展而发生工作变动,激进预估30%的全球人口需要重新就业。不过由于当时的AI发展水平还处于人工智障阶段,这类预警大多被视为杞人忧天。相比之下,全球投行高盛集团公司在3月底发布的一份研究报告用词更为直接和残酷。依据其报告内容,按照生成式AI目前的发展态势,将可以取代3亿个全职工作岗位,其中行政和法律工作会有近半数被AI取代。当人们对AI的印象还停留在流水线上的机械臂、仓库里的货运机器人时,来势汹汹的AI已经向写字楼里的白领发起了“进攻”。3月底,Open AI在推出ChatGPT 4.0版本时,附上了一份与宾夕法尼亚大学共同发表的35页技术报告。在报告中,Open AI将ChatGPT定义为堪比蒸汽机或印刷机的通用技术。换言之,它对于现有工作的冲击也会同这二者一样剧烈。为了测试以ChatGPT为代表的大型语言模型对劳动力市场潜在的影响,Open AI对美国1016种职业进行了测试。研究人员使用“暴露率”这一概念来表示大语言模型的潜在经济影响,并将其定义为:衡量访问ChatGPT是否会将完成任务所需的平均时间减少至少50%的指标。研究结果显示,大约19%的美国员工将通过应用ChatGPT提高50%以上的任务效率。在考虑其他生成模型和补充技术时,这一比例会上升到50%。从整体趋势上看,与普遍的认知恰恰相反,高学历、高收入的白领工作受到的暴露率更高。暴露率较高的职业有报税员、口译员和笔译员、调查研究人员、校对和抄写员、作家。其中,暴露率达到100%的工作包括数学家、报税员、量化金融分析师、作家、网络和数字界面设计师、区块链工程师。这些工作看起来五花八门,甚至有不少一直是大众眼中的创造性工作,但在大语言模型面前,一切有流程或公式模板可依循的工作,其虚高已久的门槛都会在几秒钟之内被击穿。 虽然Open AI没有在论文中明确区分暴露率是会增加劳动力还是取代劳动力,但能让一个岗位的工作时间减少一半的话,企业主所考虑的,恐怕不是让员工提前4个小时下班这种问题。 AI时代,蓝领白领化 上世纪80年代,担任卡耐基梅隆大学移动机器人实验室主任的汉斯·莫拉维克(Hans Moravec)根据自己的实验所得,在其著作《心灵儿童》(Mind Children)中提出了这样一个反常识的观点:让计算机在智力测试或下跳棋中发挥出成人水平的表现是相对容易的,但很难让它们在感知和移动方面具备1岁儿童的技能。这一观点后来被称为“莫拉维克悖论”。从阿尔法狗称霸围棋界,到如今ChatGPT轻松完成普通人靠着一摞摞学历和资格证书才拿到的体面工作,已经完全印证了莫拉维克的观点。 当人类为自己后天习得的思维认知和逻辑能力骄傲的时候,人工智能却只需要很少的算法就能模仿,甚至学习得更快,表现得也更好。反而是那些人类与生俱来的肉身能力——观看、聆听、肢体协同,却始终是AI发展至今也未曾攻克的。去年10月,马斯克发布特斯拉人形机器人,还取了个特别引人遐想的名字:擎天柱。当人们以为特斯拉将像颠覆汽车行业一样重新定义机器人时,一个电线和电路板都暴露无遗的机器人一步三哆嗦地完成了全球亮相,让观众们既失望又如释重负。 在Open AI的技术报告中,同样列出了34个AI时代的铁饭碗。除了运动员这种特殊职业外,其他诸如木匠、管道工、厨师、装修工人等,无一例外均是涉及到动手能力的蓝领工作。当然这并不意味着在未来,去本升专学门手艺才是时代密码。事实上,早在白领们因为生成式人工智能风声鹤唳之前,蓝领职业早就经受过一轮又一轮的自动化浪潮的淘洗。蓝领对于机器自动化的恐惧,可以追溯到19世纪的英国。工业革命使得制造业开始大规模淘汰工人。由于早期机器的使用方法简单,工厂也开始用更便宜的童工来代替成年工人。当时的英国,工业发展一日千里,但工人的整体工资却不升反降。矛盾最激烈的时候,劳工们还组织发起了“卢德运动”,潜入工厂捣毁机器。不过随着工业革命的发展,机器变得复杂起来,技术工人的重要性又重新凸显。由此可见,哪怕AI暂时还无法替代蓝领工作,但它也和蒸汽机、流水线和机械臂一样,会对蓝领工作提出新的知识要求。AI时代,职业教育和大学教育的界限可能会被重新审视,甚至蓝领和白领也不再泾渭分明。试想未来,一个好的厨师和预制菜的区别,或许就在于Ta既能依靠人工智能精准地把控烹饪的细节,又能根据客人的口味,在适量和少许之间展现人类的灵韵。 给AI打工,失业更快。 既然AI发展这么快,那么是不是报志愿的时候无脑选计算机就好了?答案可能没那么简单。在这波AI浪潮中,裁员最狠的恰恰是互联网科技公司,像谷歌、推特、微软、IBM都已经完成或者预备进行大裁员。从被裁的岗位来看,基层的程序员简直是高危行业。“码农”一词虽然具有调侃意味,但也揭示了在当今的互联网科技企业,底层程序员的工作和农民无异的现状——既辛苦又缺乏创造性。正如程序员经常挂在嘴边的自嘲:程序员工作很简单的,会Ctrl C 和Ctrl V就行。如果你并非万中无一的代码天才,那么如果铁了心要报考计算机系,那么建议早点把驾照拿了,也好有个退路。当然,AI的发展也会催生出新的职业需求。谷歌和微软就在一边裁员的同时,一边加紧在大型语言模型领域招兵买马,AIGC类的岗位的确是肉眼可见的下一个就业风口。问题在于,按照现今AI的优化速度,你永远说不准哪天就把你自己优化了。例如近期走红的提示工程师(Prompt Engineer),工作内容是通过输入来对预训练的大型语言模型进行微调,以让其能够理解并更好地完成任务。听起来就是对AI进行话疗,而且不需要特别深厚的编程功底,就能拿到百万年薪。然而,提示工程师,本质上是由于大型语言模型还不够完善才存在的人形补丁,终将会随着模型的迭代而被淘汰。在见识了AI应用的能力后,有网友戏称,现在工作是每个人配一台电脑,以后是每个电脑配一个管理人员。只是谁也无法预测,我们距离AI不需要管理员的时代,还有多远。几乎可以断言,即使是那些目前受到AI影响较小的行业,也会在未来渐渐被AI的阴影所笼罩。如果AI终究是无法被打败的,重要的便是如何在新的世界重新找到人的尊严。与其说AI时代将是蓝领时代,不如说这将是一个人与人之间的连接更加宝贵或者说更加昂贵的年代。著名哲学家齐泽克在最近的一篇文章《后人类荒漠》中评价,人工智能正在使人类变得无关紧要、无意义。那么在未来,一个好的专业,一个不能被AI替代的工作,必然是能够赋予人存在感和意义的。它可能不够高大上,却对应着人们那些永恒的需求,那些无法被算法理解和回答的人性的褶皱。

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3年前
Vol522.储能崛起,是应对能源危机的良药

Vol522.储能崛起,是应对能源危机的良药

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欧洲的能源危机还在加剧,这场多重因素影响下的能源产业动荡已经对太多领域造成了刺激与伤害。根据相关数据显示,目前欧洲的天然气、柴油等价格仍在走高,民用能源和工业能源的缺口持续扩大,化肥、粮食、畜牧业也遭受了冲击。从德国、英国、法国等国的能源结构上我们可以看到,“本地能源供应能力不够,进口稳定性不足”几乎是共同的特点,这或许是引发此次能源危机最大的内部因素。正因如此,近期多国开始了能源企业国有化的策略,以挽救那些濒临倒闭的能源公司。这也从侧面说明,保证能源结构的可控、保证能源供应的稳定性将会是未来各国都要面临的问题。全球来看,随着碳中和事业的发展,传统能源将会逐步退出能源系统,但传统能源的退出需要伴随新型能源的兴起,这种变革衔接得越紧密,能源系统和整个社会受到的冲击就越小。而现阶段,推动能源系统变革的重要技术路径之一,就是储能。“储能”可能是近几年最火热的产业之一。从数据上看,截至2021年底,我国已投运电力储能项目累计装机规模46.1GW,占全球市场总规模的22%,同比增长30%。其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为39.8GW,同比增长25%。但值得注意的是,抽水蓄能所占比重与去年同期相比再次下降了3个百分点,当前 储能市场的增量主要来自新型储能,累计装机规模达到5729.7MW,同比增长75%。 同时储能市场的需求也变得更加多样化,短时、长时、调频、削峰填谷等需求都将被满足,未来新型储能产业的发展将更加迅猛。 电化学储能突飞猛进 目前我国储能应用市场发展的一大重心是在风电、光伏电厂配备储能设施,以保证生产出的绿电能够平稳入网。我国的风电、光伏产业发展时间较长,技术也相对成熟,但由于没有合适的储能设备,弃风弃光的现象十分严重。根据国家能源局统计,2022第一季度,我国弃风电量达60亿千瓦时,弃光电量达24亿千瓦时。 随着相关政策的出台以及能源市场的转型发展的需要,我国电源侧的储能设备需求开始旺盛。电化学储能的灵活部署、受自然环境影响小、建设周期短等优势开始凸显,并开始稳定落地电源侧储能场景。电化学储能除自身应用优势外,产业链成熟程度也是目前新型储能技术路线中最高的。得益于我国近几年新能源汽车产业的发展,锂离子电池的性能、成本、制造工艺等已经达到了较高的水平,上下游产业链的市场规模持续扩大,这都为电化学储能的大规模落地应用打下了基础。同时,电化学储能系统还能很好地应用在家庭、商务楼宇和工业园区等场景中,这些场景中其他类型的储能系统几乎无法搭建。应用场景广泛也是电化学储能被认为是未来主流储能技术的原因之一。 竞争激烈,格局未明 快速发展的市场必定引来大批的企业投身其中。就我国目前的储能解决方案供应商来看,主要有电池厂商,例如宁德时代、比亚迪等;也有传统的做逆变器或新能源产品的厂商,比如阳光电源,海博思创等;还有新的创业公司,比如时代星云。需要明确的是,无论是中国市场还是全球市场,储能这块大蛋糕不可能被几家大型电池厂商完全吃掉。相比之下创业公司的业务方向更聚焦,历史包袱更少,能够更好地在储能行业深耕,这是创业公司的优势。曾有投资人表示“传统储能市场并不适合初创公司进入,但在一些电池集成、新型储能技术路线领域中,初创公司有着从0到1的机会。”电池产业的技术门槛较高,即使是初创公司的创业者也往往有着多年的行业经验。例如时代星云董事长黄世霖就曾任宁德时代副董事长职务,并在储能系统方面有着丰富的研发经验。从公开新闻报道中能看到,黄世霖在2019年、2021年等时间多次公开表态看好储能市场发展,并曾预计到2025年中国新型储能装机规模将达到30GWh/年。今年8月黄世霖从宁德时代离任,宁德时代还做出了“后续黄世霖会将个人事业放在‘光储充检’的新兴领域”的回应。而黄世霖在就任时代星云后,也成为了时代星云目前最大的股东,占股约为35%。时代星云由宁德时代 在2019年出资成立,现在不过三年的时间,注册资本已经从2亿元增资到4亿的信息,最新的变更的时间是2022年12月7日。同时,时代星云已经在福建、上海、贵阳等地落地运行了包括光储充检一体化充电站、大型储能电站、工商业储能电站等多个储能系统,项目建设速度惊人。 产品布局关系企业发展 2023年1月5日,时代星云的全新储能产品线“YOSHOPO时生”正式发布,时代星云开始进军家用储能和便携式储能市场。而这也意味着这家公司的产品线进一步得到了完善和丰富。时代星云 关于产品战略布局,有观点认为储能市场的需求多样、产品的复杂程度较高并且没有标准化,一家公司想要在所有领域中都进行产品布局可能并不现实。但就时代星云的产品线而言,其确实已经布局了大型储能电站、工商业储能设备、光储充检一体化充电站以及家庭储能和便携储能产品。关于户外电源或者家庭储能产品,目前国内的供应商大多瞄准了海外市场,我国国内电价较低,且具有民生保障性质,市场打开需要一定的时间。但海外市场恰恰相反,无论是政策还是需求,海外市场都相对成熟,同时由于俄乌冲突,欧洲天然气供应受限,市场上的家庭储能需求一路飙升。 相关数据显示,目前欧洲家用储能的90%以上份额集中在德国、意大利、英国、奥地利和瑞士。海外市场对家用储能的品牌依赖度更低,除了一家独大的特斯拉外,LG化学、Sonnen、沃太能源等都有着不错的出货量,这也是时代星云进军家用储能市场的一个良好的条件。时代星云已经打造了高压、低压、壁挂式等多种家用储能系列产品,储能产品采用磷酸铁锂电池,搭配混合逆变器、APP远程管理、光伏组件等模块可组成智能化小型储能系统,能够满足家庭电力供应,并实现智慧用电。 相较于家庭储能这个较新的产品线,光储充检一体化充电站似乎更能体现时代星云的技术实力。“光储充检”是继“光储充”后又一服务模式,其在光储充检一体化充电站中加入了电池检测服务,能够有效解决目前电动汽车后市场缺乏电池检测的问题。同时,这种后市场服务也能创造出更多的商业价值和实际营收。“光储充检”更像是一个小型电力系统,包含着电力的生产、存储、应用和智能监测,虽然主要职责还是给电动汽车充电,但更加智能化的体系能使其作为园区应急电源使用,或者帮助园区进行电力的削峰填谷,从而降低用电成本。从新能源汽车发展态势上来看,光储充检一体化充电站的产生是必然的。新能源汽车保有量的持续增加和超充站的建设直接对电网造成了冲击,充电设施建设的滞后性使得电动汽车需要排队充电的事情屡见不鲜。而光储充检一体化充电站的建设不仅可以降低电动汽车充电对电网造成的影响,同时其快充技术能够有效解决传统充电站充电难、充电慢的问题,是十分必要的充电服务形式。就产品而言,目前市场上的一些“光储充检”电站更多采用的是风冷储能系统,和交流母线的形式,并不能真的解决扩容问题,同时伴随着较大的能量损失。但时代星云更注重液冷储能系统的打造和标准化,这不 仅可以使储能系统的性能更为卓越,同时可以更快地在全国范围内推广“光储充检”电站的建设落地。 从公开资料了解来看,时代星云的储能系统容量十分丰富,且均具备电能状态监控、人工智能预测、V2G以及微网能量管理等功能。并有相关报道指出,时代星云今年计划布局超过80个光储充检一体化充电站,并结合峰谷电价差、车辆检测后市场等进行盈利。“2022年10月17日,由时代星云研发制造的‘光储充检智能超充站’在福建宁德锂电小镇建成启用,这是全国首个采用全直流微网技术,把充电桩、储能、光伏电池及电池检测集成一体的标准化智能充电站。”从上述新闻报道中我们可以得知,时代星云正在打造标准化的智能充电站。这种标准化一方面指其采用了模块化建造的方式,能够提升建造速度;另一方面该充电站组合采用了以206kWh为单元模块的储能设备,这也印证了其利用液冷储能系统打造标准化产品的消息。另外值得注意的是,时代星云的充电站采用的是直流微网技术,这与一般的充电站先储能、再入网、再接入充电桩的工作模式不同,直流微网能够直接将储能系统的电力供给到充电桩,充电过程更加稳定。时代星云高管曾向媒体表示“我们的光储充检微网系统(光储充检一体化充电站)在全国是领先的。” 从政策角度来说,目前落地项目最多的仍是配备风电、光伏电厂的大型储能设备,但这种场景下的盈利模式并不明确;相比之下,利用峰谷电价差和后市场服务的工商业储能以及家庭储能系统可能会成为未来储能市场价值回归最明显的领域。 对于企业来说,在所有场景都布局产品需要强大的研发能力和资金支持,与公司的营运能力是一个不小的挑战,尤其是储能行业这样的重资产赛道。但从另一个角度来看,全产品系列布局,以及全产业链打通或许也是保证产品性能的优秀手段。时代星云高管曾公开表示说“时代星云对于储能系统的电池管理、热管理等每个环节都会深度参与到供应商的产品研发的过程中,不光在安全方面,甚至在故障长期跟踪方面,我们都是有相应算法的,这样可以确保整个系统的功能最优和可靠运维。” 储能市场的前景可以说一片光明,在盈利模式不断清晰,部分城市峰谷电价差进一步拉大的情况下,储能企业的涌入也将成为常态。可以预见的是未来一段时间内,还会出现相当一部分储能领域的创业公司,且每个公司都想成为领跑者。这是十分有可能的,即使目前电池厂商占据了大部分的储能市场,但出货量排名始终没有稳定下来,前瞻产业研究院的相关研报就表示“整体来看,储能行业潜在进入者威胁较大。”储能行业在我国的战略地位愈发凸显,但仍处于蓝海阶段,还远没有到洗牌甚至一家独大的时候。在此期间,发展技术、苦练内功、拓展市场将成为企业成长的基石。

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3年前
Vol521.虚拟电厂(VPP)与微电网(Micro-Grid)的差别

Vol521.虚拟电厂(VPP)与微电网(Micro-Grid)的差别

虫虫说电力改革

一、两者的概念 1.1、虚拟电厂概念 在传统电网物理架构上,依托互联网和现代信息通讯技术,聚合分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类资源,进行协同优化运行控制和市场交易,实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动,为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。 1.2、微电网概念 微电网是由分布式电源、储能装置、控制系统、相关负荷等汇集而成的小型发配电系统,可为区域内负荷供冷、热和电,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,是智能电网的重要组成部分,是输电网、配电网之后的第三级电网。 二、两者的差别 2.1、组成架构上的差别 虚拟电厂的架构一般由大型发电系统、分布式能源、储能设备、可控负载、通讯系统、逻辑算法控制平台、交易平台、输配电设施、用电负载等组成。 微电网是指由分布式能源、储能设备、用电负载、检测设备、能量管理系统、检测设备、保护装置等汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可与外部电网并网运行,也可以孤立运行。 2.2、运行逻辑的差别 2.2.1、虚拟电厂运行逻辑 接受国家、政府的调度,起到电网辅助工作:调频、调峰等功能; 在电力现货交易市场上,随现货交易情况进行调度; 虚拟电厂不存在离网运行模式,必须依托电网运行。 2.2.2、微电网运行逻辑 微电网的运行方式有两种:并网运行、孤岛运行(也叫离网运行) 微电网的运行策略可分为两种:节能的控制策略、经济控制策 2.3、参与者的差别 虚拟电厂的参与者:发电商、政府机关单位、电力交易中心、电网公司(调度中心)、电能使用者、聚合服务商等。 微电网的参与者:电站拥有者 2.4、规模上的差别 虚拟电厂的规模较大,一般为多个家庭、多个园区,同时可跨区进行调控。 微电网的规模一般为一个家庭、一个厂区或一个园区,其规模较小,且必须在同一个区域内。 三、两者的核心技术点分别是什么 3.1、虚拟电厂核心技术 3.1.1、电价结算算法技术 作为电力交易中心,必须有一套完善的电价结算算法技术,以保证交易的公平公正,维持电力交易市场的平稳发展。 3.1.2、发电、负荷、电价预测技术 作为聚合服务商,参与电力现货交易,对未来电价预测的精准度是实现营收的核心因素。如何能做到电价的预测,则需对发电量、负荷用电量做一个精确的把握,推测市场对电量的供需关系,实现电价的精准测算。 3.1.2、精准的群观群控技术 群观群控技术是指集中采集多个虚拟电厂的信息,集中协调控制各个虚拟电厂的运行状态,从而实现虚拟电厂群的协调优化、能量互济等功能。同时还需要实现对虚拟电厂进行潮流方向的控制。 3.1.4、高精度的计量计费技术 不过是传统的电力系统还是虚拟电厂中,高精度的计量计费技术均为一个关键技术。是实现双方交易公平公正的一个度量平衡技术。 3.1.5、数字化配网技术 数字化技术泛指以计算机技术为首的人工智能、深度学习、强化学习技术以及信息通信技术为基础的云边协同、数据驱动等技术。数字化技术为电力系统处理复杂场景中的海量多源异构数据提供了解决方案,凭借其优良的抗干扰能力、高精度、强保密、多通用的特点,可解决微电网的资产管理、电能质量管理、分布式发电管理、智能表计以及储能负荷的协调控制问题。 3.1.5、现代化通信技术 现代的主要通信技术有数字通信技术,程控交换技术,信息传输技术,通信网络技术,数据通信与数据网,ISDN与ATM技术,宽带IP技术,接入网与接入技术等。 现代化通信技术是实现设备、虚拟电厂、交易平台、人之间的信息交互的核心技术。 3.2、微电网核心技术 3.2.1、算法调度技术 电网的优化设计通常是在满足微电网系统的稳定运行和所辖负荷需求的条件下,通过优化选择系统结构及电源配置(电源的种类、数量、选型及容量配置),实现和满足微电网系统在规划期间的安全稳定运行和最小化的系统投资成本目标。 微电网的运行控制与传统电力系统有着显著的不同,主要是与系统内分布式电源的种类、渗透深度、功率输出特性、控制策略和方法、不同负荷特性(可中断负荷和不可中断负荷)、系统的运行模式和结构模式、能量管理要求以及电能质量、经济性、安全性、可靠性等有关。这使得传统的控制方法已经不适应于微电网的运行控制,因此微电网需要有一套全新的、科学有效的运行控制方法和机制对系统内各分布式单元进行协调控制,能够根据特定要求来满足微电网分别在孤网运行、并网运行,以及两种运行方式间切换时的不同运行要求,实现并保证整个系统的安全稳定运行。 3.2.2、数字化配网技术 数字化配网技术不管是在虚拟电厂还是微电网都是一个非常重要的技术难点。 3.2.3、电能质量控制技术 微电网作为一个相对独立自治的区域,面临着与配电系统类似的动态稳定性问题。尤其是在电力电子装备大量接入、引起微电网等效惯量及阻尼降低的情况下,微网抵御功率冲击、维持频率电压动态稳定能力急剧下降。 3.2.4、保护及故障定位技术 微电网的保护,是指当微电网发生故障时,能够快速识别及定位故障、切除故障并恢复微电网安全稳定运行的一种关键技术。 四、展望 微电网方向:在“碳中和、碳达峰”的背景下,新能源的发展越来越迅猛,新能源汽车、分布式能源的发展对电网系统造成的不可忽视的冲击性。特别是新能源汽车的增速,导致原有的电力系统负荷不足,用电负荷不断增加、输电容量逐渐增大是目前电网比较头疼的问题。大容量集中式发电、远距离高电压传输的互联大电网运营成本高、运行难度大、调节能力弱的问题日益凸显。微电网的发展与崛起已成为一个必然性。 虚拟电厂方向:目前,国内虚拟电厂仍处于初级阶段,以试点示范为主。在我国,主要以需求响应为主流,而虚拟电厂侧重点在于增加供给,产生逆向潮流现象。虚拟电厂的发展可分为三个阶段:邀约型、市场型以及跨空间自主调度型虚拟电厂。当前,我国虚拟电厂正处于邀约型向市场型过渡阶段。在未来的5-10年内,虚拟电厂必将走向市场型。在10-20年内,最终完成自主调度型转换。

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