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长时储能高安全净零排放成趋势！锂电池是短跑运动员，液流电池是马拉松运动员！
近日，2023年《财富》中国上市公司500强排行榜发布。其中，永泰能源（600157.SH）再次登上榜单，以355.56亿元人民币的营业收入排名第358位，较去年排名425位有大幅度的提升。值得关注的是，永泰能源已连续十年荣登该榜单。
《财富》中国500强排行榜以各企业营收为基准，范围覆盖中国境内外上市的所有中国公司。重点考量全球范围内最大的中国上市企业在过去一年的业绩和成就，是目前衡量中国企业实力的榜单之一。
此次一同入围该榜单的还有中国神华、中煤能源、兖矿能源、陕西煤业等多家综合实力强、影响力大的能源类企业。据了解，今年500家上榜的中国上市公司总营业收入达到65.8万亿元人民币，净利润为4.7万亿元。上榜公司的年营收门槛接近237亿元。
永泰能源近日发布了2023年半年度业绩预告，公司预计2023年半年度实现归属于上市公司股东的净利润为10.1亿元~11.1亿元，同比增长31.11%~44.1%；归属于上市公司股东扣非净利润为9.80亿元~10.80亿元，同比增长24.16%~36.83%，业绩持续利好并创同期历史最好水平。在面对内因与外因形势严峻的多重考验下，永泰能源保持业绩稳健增长，公司的综合实力与发展潜力巨大。
作为能源类企业，永泰能源持续保持公司煤炭与电力两大主业板块的稳健增长。煤炭板块方面，永泰能源资源丰富，拥有15座在产煤矿，优质焦煤总产能规模1110万吨/年，煤炭资源量总计38.57亿吨。在此基础上，永泰能源不断拓展新项目，海则滩煤矿项目核准建设规模为600万吨/年，已于去年12月底开工建设，目前已完成井筒冻结孔打钻作业，预计2026年三季度具备出煤条件，2027年实现达产后，煤炭产能将进一步扩张，在煤炭行业的核心竞争力也不断提升。
电力板块方面，永泰能源是优质的区域绿色清洁能源供应商，所属电力业务控股总装机容量897万千瓦（均为在运机组）、参股总装机容量为420万千瓦，主要分布在江苏、河南两省，为所属区域电力和热源保供主力军。
此外，永泰能源所属电厂机组单机容量大、技术参数高，所属燃煤机组发电煤耗低，2022年平均供电煤耗为295克/千瓦时，较全国6000万千瓦及以上电厂低6.5克/千瓦时，所有在运燃煤机组均实现了超低排放，符合国家节能环保产业政策，属火电行业的清洁能源，竞争优势明显。
在不断夯实煤电主业板块的前提下，永泰能源近年来积极响应国家政策，不断拓展储能赛道，加快推进储能领域转型建设，积极拓展业绩第二增长曲线。2022年8月，公司与海德股份联手，共同出资10亿元设立德泰储能公司，正式进军储能行业。目前，永泰能源的全钒液流电池全产业链发展架构与布局已经基本形成，各个项目正按照计划有序推进。2023年6月底，永泰能源全钒液流电池产业链上下游项目一期年产3000吨高纯五氧化二钒选冶项目和1000MW全钒液流储能装备制造基地(一期300MW)产线已全面开工建设，并预计于2024年下半年投产。
永泰能源表示，将力争2025年储能产业形成规模，2027～2030年进入储能行业第一方阵，实现全钒液流电池市场占有率30%以上目标，并致力于打造成为储能行业全产业链发展龙头标杆企业，从而形成“传统能源+新型储能”双轮驱动发展的新格局。
巅峰储能表示：永泰能源在稳定基本盘增长的同时，积极向全钒液流储能电池全产业链探索，推动全钒液流电池技术产业化落地和商业化运作以及后续相关技术的更新迭代，未来有望增强公司竞争力，提升长期盈利能力。
新型电力系统需要大规模、高安全、不同时长的储能技术。现有的储能技术仍有不足，要聚焦技术短板、突破技术挑战，抢抓储能产业发展机遇。
巅峰储能提出，大规模储能技术的总体发展目标，包括重点发展长时、中短时、高功率三类规模储能技术，降低度电使用成本至0.2元/千瓦时以下，延长储能器件寿命至15—30年。此外，要发展梯级利用、全寿命周期、可持续发展的关键技术，实现高度安全、高度可靠、高水平规模化制造的技术水平。
在技术方面，应重视长时储能技术发展。研究表明，由于成本高、技术仍不成熟，目前长时储能系统在全球风光发电系统中应用仍较少，多以配置小于5小时的短时储能为主。
巅峰认为，随着波动的可再生能源渗透率提高，储能放电次数将减少，与此同时，放电持续时间将增长，不同可再生能源会导致地区间平均储能放电时间出现差异，当可再生能源发电比例大于75%，季节性储能的需求将会产生。
长时储能的潜力尚未完全释放，原因包括长时储能被认为只是一种资产，初期项目成本过高，客户和投资者过度关注项目风险，项目收入缺乏确定性等。此外，目前对大于10小时的储能需求还不够强劲，套利、容量支付或辅助服务等激励措施不够有吸引力。
巅峰认为，制定中期存储容量目标，将储能纳入电力规划，允许接入储能作为输电网供应商的“电网设备”以提高电力系统运行质量，确定长期收入模式，降低或取消储能接入电网的费用。
新型电力系统需要长时大规模储能，氢燃料储能、液流电池储能有发展潜力。据介绍，氢燃料电池具有零碳排放、功率能量密度高、无时空限制的技术优势，但存在氢能存储运输难度大、安全风险高等问题；液流电池储能则具有本征安全、扩展性高、寿命长的优势，但存在能量和功率密度低的挑战。此外，两者都面临成本高的问题。
通常发展储能技术是性能路线优先，看重能量密度、循环寿命等指标，未来可能改为成本路线和规模路线优先。希望储能产业可以加大数字仿真、数字孪生方面的技术研发，降低试错成本。
要重视储能对电力系统的支撑和调节作用，通过技术创新降低储能成本，实现规模化、商业化发展。长时储能+能源数字化成趋势：随着各大国家向净零排放过渡，可再生能源存储对于确保获得安全、可靠和负担得起的能源至关重要。
所有实现净零排放的路径都需要对可再生能源存储能力进行大量投资。
快速开发一系列储能项目，以满足不同地区和应用场景的用电需求。
全球电力部门当局正在积极扩大长期储能（LDES）容量，以作为能源盈余和赤字(即可再生能源发电缺乏或不足的用电高峰期)之间的关键桥梁。
“鸭子曲线”加深并带来挑战
毫无疑问，电网的未来是可再生的。低成本风电和光伏发电的应用迅速扩大，迫切需要利用长时储能技术对剩余电力进行时移。
可再生能源规模的不断扩大和技术的不断进步继续推动电力成本下降，但交付安全问题仍然存在。
国际可再生能源署(IRENA)在2022年7月的报告中指出，截至2021年，陆上和海上风力发电的平准化能源成本分别下降了88%和60%，分别为3.3美分/KWh和7.5美分/KWh；而太阳能光伏发电的成本下降了68%，至4.8美分/KWh。
与此同时，在天然气和煤炭价格上涨的影响下，化石燃料发电成本飙升。
中午太阳能光伏发电和风力发电达到高峰时，间歇性电力供应过剩，致使世界各地的电网出现零电价或负电价，即使在冬季也是如此。
这种所谓的“鸭子曲线”现象逐年增加，给电网运营商带来经济和电网压力的双重挑战。从中午到傍晚，传统发电厂对电力的需求急剧波动，此时的能源需求仍然很高，但太阳能发电量已经下降，这意味着传统电力必须迅速提高发电量以满足消费者需求。
这种快速提升使电网运营商更难实时匹配电网供需。此外，如果太阳能发电量超过了电网用电量，运营商就可能不得不削减太阳能电力以防止过度发电。
另一个挑战是经济问题。鸭子曲线的动态变化会挑战可调度电厂的传统经济性，因为导致鸭子曲线的因素会减少传统电厂的运行时间，令能源收入下降。
如果收入的减少使电厂维护不具备经济性，电厂可能会在没有可调度替代物的情况下退役。可调度电力的减少使电网管理者更难在净需求波动较大的系统中平衡电力供需。
长时储能：非锂技术路线更适配
技术迭代及成本下降使得锂离子电池在移动设备、电动汽车(EV)以及固定式储能领域占据主导地位。
锂电池非常适合电动汽车的瞬时高能电源，但不太适合四个小时以上的长时储能。根据配置，100MWh的锂电池存储装置可以在两个小时内提供50MW的电力，或者在30分钟内提供200MW的电力，这在紧急情况或电力系统故障时非常有用。
因此，锂电池可以被归类为以功率为导向的短时间储能电池应用的领导者。然而，锂电池技术并不是电网日益需要的日间储能的解决方案。其存在的安全性问题，例如热失控倾向和随使用时间增长而降低的存储容量，也会降低锂电池作为长时储能解决方案的适用性。
锂电池可被视为电化学储能领域的短跑运动员，而液流电池则被视为马拉松运动员。
液流电池电堆和电解液能够分离，也就是功率和容量单元能解耦，可扩展性好，配置灵活，只需通过简单的堆加即可实现扩容。而锂电不行，锂电功率与容量单元一体，想增加容量，要重新上一整套系统，花费的额外成本会更高。
另外，液流电池将能量存储在水溶液中，本征安全，燃爆风险为0，是最适合长时储能的技术之一。有多种液流电池正在开发中，包括全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池等。
除此之外，还有其他一些处于开发早期阶段且尚未完全商业化部署长时储能技术，比如氢燃料电池、压缩空气储能、重力储能等。
锌溴液流电池先驱
作为在澳大利亚证券交易所上市的锌溴液流电池先驱，Redflow是世界上运营时间最长的液流电池储能公司之一。该公司生产的ZBM3液流电池是世界上最小、可扩展性最强的商用锌溴液流电池。
该电池是由广泛使用的低毒材料制成的，是完全可以回收的。另外，电池也适用于极端气候条件，无需额外冷却或加热即可运行。该电池的休眠模式还可以将能量存储数周至数月，而不会发生任何自放电。
继在加利福尼亚州签署20MWh（1200万美元）项目后，该公司表示，目前正在积极与客户合作，争取另外273MWh的项目以及2.4 GWh的项目。
锌溴液流电池生产商的总经理概述了影响客户选择长时储能系统的三个主要因素。
首先，储能系统的成本概况，包括前期投资成本和系统生命周期度电成本，以及未来用户复制和扩展系统时产品的“成本下降概况”；
其次，系统的运行性能，包括往返能源效率，即可用电量与捕获和存储电量的比较，以及储能系统的维护成本；
从用户的角度来看，最后一个也可能是最重要的因素是现有储能系统的运行数据及可长期运行的有效性证明。锌溴液流电池在长时储能领域发挥了重要作用。
长时储能市场潜力
根据其2022年集成系统计划(ISP)的逐步变革情景，澳大利亚能源营销运营商(AEMO)估计，到2050年，国家电力市场(NEM)将需要550GWh的各种形式的可调度存储以及44GW的公用事业规模电化学储能电站和抽水蓄能电站。
同样，加州储能联盟估计，到2045年，仅加州就需要45-55GWh的长时储能来支持加州的电网运行。
美国储能研究机构Cairn ERA预计全球长时储能市场将迅速扩张，从2022年的21GWh增至2030年的367GWh。
