2016年全球储能行业发展研究

  • 泛略咨询
  • 2017-06-23
1、各储能技术装机情况

         近年来,储能市场一直保持较快增长。据美国能源部全球储能数据库(DOE Global Energy Storage Database)2016年8月16日的更新数据显示,全球累计运行的储能项目装机规模167.24GW(共1227个在运项目),其中抽水蓄能161.23GW(316个在运项目)、储热3.05GW(190个在运项目)、其他机械储能1.57GW(49个在运项目)、电化学储能1.38GW(665个在运项目)、储氢0.01GW(7个在运项目),具体见图1。

        全球累计运行的储能项目装机量以抽水蓄能占比最大,约占全球的96%。按照总装机量,中国成为装机位列第一的国家,日本和美国次之,三国装机分别为32.1GW、28.5GW和24.1GW,共占全球装机总量的50%。全球累计运行储能项目装机排名前十的主要是亚洲和欧洲国家,详见表1。
 
2、区域分布

        全球的储能项目装机主要分布在亚洲、欧洲和北美,见图2。其中,亚洲主要是中国、日本、印度和韩国,欧洲主要是西班牙、德国、意大利、法国、奥地利,北美洲主要是美国。这十个国家的累计装机量约占全球的近五分之四。亚洲在抽水蓄能上发展更为成熟,欧洲则在另外几种储能技术上发展优势更为明显。其中,由于西班牙的光热装机的不断扩大,使得该国超过德国成为欧洲储能装机比重最大的国家。美国的各类型储能技术发展则相对均衡。

        按照储能技术类型分布来看,抽水蓄能装机占比最大,主要分布在中国、日本和美国。与2014年相比,中国抽水蓄能装机增速最快,增加了约10GW,美国则没有变化。储热装机排名第二,其中西班牙储热装机量最大,占全球储热装机总量的37%。其次,是美国和智利。智利储热技术发展非常迅速,今年首次超过南非。其他机械储能,以德国为主,其次是英国和美国,三国占全球该技术类型总量的94%,仅德国就占58%。电化学储能主要分布在美国、日本和韩国,其中美国占全球该技术类型总装机的39%。日本在钠硫电池、液流电池和改性铅酸电池储能技术方面处于国际领先水平,尤其在钠硫电池领域具有绝对的专利技术优势。近两年韩国的电化学储能发展异常迅猛,一举取代中国之前第三的位次。储氢技术则发展相对较晚,尚不成熟,目前欧洲较为领先。全球各类型储能技术装机情况具体见表2。


3、技术发展

        从全球各储能技术类型市场发育程度来看,抽水蓄能技术发展最为成熟,装机规模也最大。储热技术近十年发展很快,目前在装机量上排名第二。电化学储能则是全球发展最为迅速,增速最快,也是在运项目数最多的技术。其他机械储能增长相对比较平稳。除此之外,储氢、石墨烯储能等新技术也开始进入市场。

        抽水蓄能电站的储能投资收益最高,技术成熟度也最高,是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。据美国能源部全球储能数据库2016年8月16日的更新数据显示,全球累计运行的抽水蓄能项目装机161.23GW(316个在运项目),占全部装机的96%。相比于其它储能方式,抽水蓄能电站设备具有寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点,因而得到了快速发展和广泛应用。随着近年来新的储能技术的不断发展,以及抽水蓄能建设的地理选址受限等因素影响,抽水蓄能装机增长逐渐趋缓。

        以2011年为分界点,前5年储热装机增速最快,较2007年增加7倍,后5年化学储能则成为发展最快的技术,详见表3

        目前电化学储能技术是各国储能产业研发和创新的重点领域。尽管电化学储能装机量不大,仅有1.38GW,但是运行项目却是最多的,高达665个。电化学储能主要包括铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池等。全球电化学储能中锂电池和钠硫电池的占比比较大,装机比例接近,而锂离子电池的增速较快。锂离子电池无论在运行项目中,还是在建、规划项目中,均占据装机第一的位置。IHS预计,到2025年全球蓄能装置中锂电池占比将会超过80%。钠硫电池技术是目前唯一同时具备大容量和高能量密度的储能电池,但由于钠硫电池仍面临成本高的难题,所以现在尚未在全球实现大规模应用。比较值得关注的是,近期石墨烯锂离子电池的发明开启了储能技术的新纪元。

        储热技术在近几年也越来越受到重视,发展非常迅速。据美国能源部全球储能数据库2016年8月16日的更新数据显示,全球储热累计总装机为3.05GW,有190个在运项目,其中西班牙装机规模最大,自2011年首次超过美国,至今一直领衔全球。然而,从储热技术的发展速度来看,西班牙近两年来开始落后于美国。美国自2013年加快了储热技术的发展步伐,并在2016年达到0.8GW的装机,较2015年增加33%。目前,储热技术应用于光热电站已经成熟,其在未来全球光热发电项目开发中将被更加重视。

        其他机械储能(主要包括压缩空气储能、飞轮储能等)至今未实现大规模商业化应用。其中,压缩空气储能相对比较成熟,飞轮储能尚处于研发阶段。截至目前,其他机械储能装机量为1.57GW,但与快速增长的储热和电化学储能相比,增长较为缓慢。目前,德国是该技术类型的最为积极的研发和应用推广者。


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