动力锂电池-产业专题

电化学储能：走过达尔文海

时间:2019-12-20 作者: 来源:北极星储能网

北极星储能网讯:2019年5月28日，是我国用户侧储能陷入低迷，同比下降50.4%；2018年扩张力度最大的储能参与调频辅助服务应用项目也开始制动，原本跃跃欲试的电化学储能投资者们观望情绪陡增。

出现这一近乎戏剧性的变化，与电化学储能自身特征休戚相关。一方面，在众多储能技术路线中，以其配置灵活、建设期短、响应快速被认为是推动能源替代和电力改革的关键，另一方面，电化学储能的技术经济特性也对自身产业化发展形成制约。一旦解除政策保护和兜底，竞争力问题立即凸显。

虽然2019年7月《贯彻落实〈关于促进储能技术与产业发展的指导意见〉2019-2020年行动计划》出台，一些地方政府也发布了相关推动政策，表现出对电化学储能作为发展方向的肯定，但对于电化学储能产业而言，若要在市场机制环境下健康有序发展，需要审视目标与资源、找准定位、寻求发展路径。

根据“魔川-死谷-达尔文海”创新理论模型，从科学研究到技术开发转化所经历的障碍被称为魔川，是由技术的不确定性造成的。尽管目前还没有某一种技术能够完全满足循环寿命、可规模化、安全性、经济性和能效等五项储能应用关键指标，但考虑到锂电池的日益成熟，产业技术路线的不确定性已经相对较低。从开发到商业化的过程中，所经历的障碍叫“死谷”，主要由顾客的不确定性导致。随着一段时期的探索磨合，电化学储能的目标顾客从集中式新能源基地、火电上网侧、电网侧到用户侧也逐渐固化。根据该模型，从商业化到产业化所经历的障碍被称为“达尔文海”，关键在于能否找到合适的商业模式，这正是电化学储能产业目前面临的阶段。

电化学储能产业，要走过达尔文海，必须选取正确的发展战略。

亟待破题的战略选择

迈克尔·波特曾将企业发展战略分为总成本领先战略、差异化战略、聚焦战略三大类，但这主要针对具体企业。对于产业而言，还应进行产业价值链的营造。

总成本领先战略

电化学储能项目的成本主要包含两大类：建设成本和经营成本，其中建设成本涉及土建，电池、BMS、PCS及其他配套的电气一、二次设备等的采购、安装，以及占地、施工设计等资源投入。

以目前商业化应用综合性能较高的基于磷酸铁锂电池的电化学储能系统为例，建设阶段系统总体能量成本目前约为1800元/千瓦时~2300元/千瓦时，尽管同样的电池容量配置下，不同充放电时长配置会引起储能项目建设成本的大幅波动，PCS、土建施工也在建设成本中占有较大权重且存在统计样本上的较大差异，电池成本仍是最主要的成本，占40%~60%。所以未来电化学储能总成本领先战略实施的关键是持续技术改进。

一方面，从低成本角度，创新电池结构和工艺的开发，通过自动化、柔性生产线或规模化量产、整合供应链等手段，提高生产效率，拓展电池成本下降空间。另一方面，通过系统工程设计上的改进，消除逆变器、布线、集装箱化、气候控制和其他组件的不必要成本和复杂性，形成标准化的设计、安装、调试和施工，减少现场劳动力需求、降低土地占用，实现规模效益。沿着上述产业路线图，到2025年，电化学储能系统的单位建设成本和初始投资有望下降50％以上。

储能项目建设完成后，主要经营成本为运行维护费用，合理的运维投入对于项目安全可靠运行和全寿命周期经济性有重要作用。对于运维费用，由于缺乏足够充分的案例，加之运行工况差异很大，不应简化为费率的套用。作为电化学储能的核心，电池有大致的循环寿命，一般磷酸铁锂电池在2500~4000次。根据应用场景的不同，电池的使用年限也会有很大不同。如峰谷套利，结合峰平谷出现的周期，可以一天一充一放，也可以一天二充二放。项目的整个运营周期内，为提高项目整体使用寿命，一般至少存在一次更换电池的情况。因此电化学储能项目还要专门预留一定的技改费用更换原有的电池。

同时新能源汽车行业的规模化和技术进步，将不断推动电池成本降低，储能作为同技术路线的另类应用，也将充分受益。此外，各大电池生产商也致力于提升电池循环次数达到与整个项目的运行寿命同步，无需在运营过程中更换电池，将明显降低项目成本，增强项目竞争力。

总成本最低战略，不仅适用于电化学储能产业作为新业态在电力系统中整体地位的确立，也适用于未来产业内各个企业之间的竞争。

差异化战略

电力系统中发电、输电、配电、用电各个环节对储能技术都有需求，储能应用场景复杂多样，每个应用场景在不同地区又存在不同特征，东部负荷密集地区与西部新能源送出省份对储能的需求也大相径庭，不同用户对储能技术能量密度、功率特性、成本、寿命、启动及响应时间等特性要求不同，不宜搞一刀切。差异化是电化学储能产业生存发展的主要战略。

容量型电化学储能的差异化战略选择

容量型电化学储能主要应用于能量的时移，通过充放电的电价差计算收入。容量型广泛应用于促进新能源消纳、电网侧调峰等辅助服务、用户侧削峰填谷等场景。一般额定功率下储能时长配置在两小时以上。

新能源消纳领域的应用