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宁德时代/阳光电源/华为等布局 光储协同技术“竞速”

来源:碳索储能网   发布时间:2023-07-24 02:19:35

双碳背景下,光伏作为绿色低碳、安全可靠的能源形式,是构筑我国新型电力系统的重要一环。然而,光伏发电具有间歇性,且在不附加储能的基础上,电网对光伏发电的消纳阈值在15%左右。

若光伏发电渗透率在未来进一步提高,电网不能及时消纳多余的电量,将会受到较大的冲击。在此情况下,为保障光伏发电的稳定性以及对减少对电网的冲击,接入储能等灵活性调节资源十分重要。

截止目前,已有26个省份推出新能源配置储能政策,配置比例普遍在10%以上,且大多为集中式电站,其中,大型光伏地面电站是重要的配储场景。光、储如何高效协同、深度融合发展,已成为保障新型电力系统安全可靠、经济友好的重要命题。

技术“进阶”助力光储融合高质发展

大型光伏电站一般投建于空气透明度高、日照时间长、太阳能丰富的地区,还要考虑土地面积、地形地势、人口密度等因素。

因此,我国大型光伏电站一般建于青海、新疆、甘肃、内蒙古等省份的高海拔、昼夜温差大、多风沙的荒漠、以及多盐雾、水汽大的滩涂地区,自然环境较为复杂。

结合经济和安全两个角度来看,光伏电站投建于相对偏远地区,不会占用城市较为紧缺的土地资源,且光伏组件对地电弧、线缆电弧会诱发安全隐患,导致火灾产生,不宜建在人口密度较高的地区。

此外,光伏电站的使用寿命一般在20年左右。综合来看,结合自然环境、光伏电站的使用寿命、现场维护条件等多方因素,储能产品要从多方面完成技术革新,实现高安全可靠、经济友好等要求,进而与光伏电站达成深度协同。

对此,宁德时代发布了零辅源光储融合解决方案;阳光电源推出“光储充氢维”全域融合方案;华为发布FusionSolar智能光储解决方案;天合储能也将结合光伏组件、跟踪支架、储能系统三大产品优势,在未来推出光储整体解决方案。

具体来看,宁德时代推出由“光伏组件、储能电柜、光储变流器”三大模块组成的零辅源光储直流耦合解决方案,可实现光伏与储能的实时联动。

电池层面,宁德时代零辅源系统使用了高温电池,采用了耐高温的石墨负极材料,搭配特制电解液,有效提高了储能电池的高温环境适应性,无需冷却,解放储能电池对外部辅源电源的依赖。

不仅如此,宁德时代高温电芯通过先进的自加热技术实现均匀加热,不同于传统的外部加热方式,可杜绝热传递损失,进一步提高光储系统综合效率和稳定性。

需要注意的是,新能源配储项目运行时间一般超过10年乃至20年以上,要确保对项目进行长期、稳定的运行追踪,以及完成对电站事故、电池、设备损坏的提前预警,投入数字化、智能化运维技术十分重要。

对此,宁德时代零辅源从电芯及EMS两方面解决了项目长时、智能、低误差等运行难题:一是,宁德时代高温电池循环寿命长达15000次,可实现光储同寿。

二是,宁德时代首创本地能量管理系统(Local EMS),搭载于每一个组串式光储变流器中,一方面可实时与上层管理系统通讯,另一方面可实时识别储能电池能量分配需求,实现毫秒级响应,输出功率“零”偏差。

此外,华为作为老牌互联网企业,具有夯实的数字技术研发能力,其子公司华为智能光伏通过“光储网云”融合,发布了FusionSolar智能光储发电机解决方案。该方案可通过Grid Forming技术,实现数字仿真到项目实证,为新型电力系统安全、稳定、高效运行提供数据支持。

聚焦产品LCOE、LCOS “破解”经济账

经过十余年的发展,光伏发电效率已显著提高,且光伏原材料、组件等成本已得到规模化降低。相关数据显示,2010-2021年期间,全球太阳能光伏(含集中式和屋顶式)平均LCOE下降幅度达到了88%,光伏电站的运营经济性大幅提升。

目前,国内光伏上网电价大多在0.3元-0.4元/度左右,而光伏电站配储所产生的额外成本,压缩了光伏电站利润。另一方面,建而不用同样是配置储能的一项沉默成本,相关数据显示,强配储能整体利用率仅为6.1%,沉没了大量资产、沉寂了大量的资本。

“新能源+储能”项目投建前期,主要依靠政策补贴确保收益,且要考虑补贴的费用能否覆盖光伏电站增加储能设备后的成本问题。

然而,储能的本质是交易,储能的价值体现在交易之中,而提高新能源配储的经济性,要靠政府、企业两个层面协同出力。

政府层面,要逐步完善我国电力市场交易机制,改革容量租赁市场,现货市场,辅助服务等多元商业模式。

企业层面,储能相关企业正不断加速电芯革新、系统创新,并同步构筑数字化、智能化运维能力,确保储能产品的长期、安全使用;光伏企业也在加速布局储能产业链,依托在光伏应用场景累积多年的资源、技术优势,开始迈入光储一体化高效协同发展。

如宁德时代发布了零辅源光储融合解决方案,该系统搭载1.5万次循环寿命的电芯,可实现光储同寿,进一步减少储能投资成本,提高电站收益。

阳光电源推出“光储充氢维”全域融合方案,采用新型均温控制及ANPC拓扑,提升逆变器在高电压下的运行功率,最大实现直流1500V满载运行不降额,相较于传统逆变器及系统可降低初始投资成本2分/W。

华为FusionSolar智能光储解决方案,通过电站端到端的全面智能化,推出具备智能组串分断功能的光伏控制器,能够精准监测故障,减少损失。该方案可降低5%的LOCE以及10%的LCOS。

海外政策优惠+收益可观:国产电芯、系统出海齐步走

海外方面,全球双碳趋势下,部分国家投入新能源发电走在前列,光伏等清洁能源发电渗透率较高,欧美等国家尤为典型。与国内相似的地方在于,海外同样面临新能源高比例并网对电网的冲击难题;不同的是,海外电力现货市场较为成熟,商业模式多样,收益可观。

美国市场,一方面,美国风光发电装机量剧增将增加电力系统的不稳定性,对储能等灵活性调节资源需求较大;另一方面,美国电网市场化程度高,商业模式成熟(现货电力市场套利、辅助服务市场和容量电价等)、利润高、客户粘性高。

2022年,美国储能新增装机达4.80GW/12.18GWh,主要装机来源为新能源配储等大储市场,高达4GW,占比高达80%以上。但由于疫情、硅、碳酸锂等原材料价格波动等因素,其光伏、储能项目普遍延期。 

2023年以来,随着硅价下降、碳酸锂价格趋于平稳,刺激了美国光伏装机项目回温,以及对配储的需求。其2022年积压的项目已普遍在今年得到集中启动,并带来新一轮的装机增长。

不仅如此,美国IRA法案下,光伏发电及其配储项目普遍可享30%ITC免税额度,若满足相关条件,最高税收抵免可提升至70%;不仅如此,法案提供了长达十年(到2033年)的税收抵免优惠。

欧洲市场,俄乌冲突之后,欧盟发布Repower EU方案,计划到2030年,欧盟累计光伏装机容量达到600GW以上,若按照35%为集中式光伏推算,预计2023-2030年,欧盟年均集中式光伏装机需求在30GW左右,将同步带动对配置储能的需求。

值得一提的是,欧洲储能市场已从政策补贴阶段走向市场化,其电力市场化程度较高,储能资源可参与现货市场、辅助服务市场等多个电力市场以获取收益。

在海外大储市场政策有补贴、需求明确、收益有保障的情况下,吸引了大量国内企业深入海外光伏电站何时做。今年2月,天合储能TrinaStorage Elementa液冷系统配套英国光伏项目,打造容量为25MW/58MWh的光储项目,极大提升当地电网灵活性及安全性。

除直接向海外市场供应储能系统集成产品外,亦有企业凭借电芯产品顺利打入海外市场。

今年4月,海辰储能与光伏企业阿斯特达成合作,针对北美光伏项目签署1.4GWh储能电池采购订单,以及达成未来三年4.2GWh储能电池采购合作意向;5月,海辰储能与美国储能系统集成商Powin Energy签订战略合作,预计供应5GWh储能电芯。

新闻介绍:

双碳背景下,光伏作为绿色低碳、安全可靠的能源形式,是构筑我国新型电力系统的重要一环。然而,光伏发电具有间歇性,且在不附加储能的基础上,电网对光伏发电的消纳阈值在15%左右。

责任编辑:jiayuting

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