壓縮空氣儲(chǔ)能仍有盼頭
儲(chǔ)能賽道，又有了新變化。
日前，世界最大液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目在青海省格爾木市正式開工，該項(xiàng)目采用新一代壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與全國(guó)產(chǎn)化設(shè)備，將電能以常壓、低溫、高密度的液化空氣形式存儲(chǔ)，儲(chǔ)能功率為6萬(wàn)千瓦，儲(chǔ)能電量為60萬(wàn)千瓦時(shí)。
這意味著，壓縮空氣儲(chǔ)能距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提速又近了一步。
儲(chǔ)能的技術(shù)路線，怎么那么多?壓縮空氣儲(chǔ)能，到底能不能打?新型儲(chǔ)能的下半場(chǎng)，比拼的是成本優(yōu)勢(shì)還是價(jià)值優(yōu)勢(shì)?
傳統(tǒng)儲(chǔ)能受限，新型儲(chǔ)能起勢(shì)
儲(chǔ)能，被視為“雙碳”落地的重要抓手。
隨著光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等清潔能源的澎湃發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的考驗(yàn)愈發(fā)嚴(yán)峻：電網(wǎng)追求的是可靠性與穩(wěn)定性，這恰好是光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的軟肋，借助儲(chǔ)能正好可以解決間歇性發(fā)電、高波動(dòng)發(fā)電、錯(cuò)配發(fā)電。
如此一來(lái)，光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電可以甩掉“垃圾電”帽子，而電網(wǎng)的可靠性與穩(wěn)定性也得到保證，實(shí)現(xiàn)了雙贏。
儲(chǔ)能被視為“雙碳”落地的重要抓手
對(duì)此，國(guó)泰君安表示：“極端天氣頻發(fā)，推動(dòng)我國(guó)以市場(chǎng)化資源調(diào)配為核心的新型電力系統(tǒng)加速建設(shè)，帶動(dòng)電源側(cè)火電靈活性改造+儲(chǔ)能市場(chǎng)釋放。”
問(wèn)題在于，傳統(tǒng)儲(chǔ)能的增長(zhǎng)是受限制的。
多年以來(lái)，最為成熟的儲(chǔ)能為抽水蓄能，但不足之處也肉眼可見：需要建造水庫(kù)、水泵站以及土地資源，建設(shè)成本高企;嚴(yán)重依賴地理?xiàng)l件，選址的局限性較大;與負(fù)荷中心通常不相鄰，往往要進(jìn)行長(zhǎng)距離輸電，從而增加了成本……
此背景下，新型儲(chǔ)能起勢(shì)。
所謂新型儲(chǔ)能，指的是抽水蓄能之外的其他儲(chǔ)能技術(shù)，包括重力、鋰電池、鈉電池、液流電池、壓縮空氣等。
對(duì)此，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)杜忠明表示：“新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可發(fā)揮支撐電力保供、提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、保障電網(wǎng)運(yùn)行安全等重要作用，具有多元、多時(shí)間尺度的應(yīng)用場(chǎng)景。”
這其中，鋰電池被寄予厚望，成為新型儲(chǔ)能的“代名詞”。
與之對(duì)應(yīng)的是，寧德時(shí)代與比亞迪憑借在動(dòng)力電池的優(yōu)勢(shì)，雙雙切入儲(chǔ)能賽道，再度演繹“楚漢爭(zhēng)霸”。
然而，鋰電池儲(chǔ)能雖然密度高，但安全性值得商榷，頻頻起火被廣為詬病。
于是，其他儲(chǔ)能技術(shù)路線迎來(lái)了契機(jī)。
據(jù)《中國(guó)新型儲(chǔ)能發(fā)展報(bào)告2023》顯示，2022年新增的新型儲(chǔ)能裝機(jī)中，壓縮空氣儲(chǔ)能的市場(chǎng)占有率為3.4%，僅次于鋰電池儲(chǔ)能。
換而言之，壓縮空氣儲(chǔ)能成為了市場(chǎng)的“香餑餑”。
鋰電池的劣勢(shì)，正是壓縮空氣的優(yōu)勢(shì)
其實(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)能并非新鮮事物。
據(jù)公開資料顯示，早在20世紀(jì)50 年代，壓縮空氣儲(chǔ)能就進(jìn)入了商業(yè)化探索，代表項(xiàng)目為美國(guó)的Mcintosh電站與德國(guó)的Huntorf電站，當(dāng)用電低谷時(shí)，通過(guò)富余的電帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)將空氣壓入地下儲(chǔ)存室;當(dāng)用電高峰時(shí)，釋放壓縮空氣進(jìn)入燃燒室與燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)鈳?dòng)膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)發(fā)電。
不難看出，彼時(shí)的壓縮空氣儲(chǔ)能，既不環(huán)保，也不節(jié)能。
中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所儲(chǔ)能研發(fā)中心主任徐玉杰在接受《小康》采訪時(shí)：“傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)在德國(guó)、美國(guó)應(yīng)用多年，但傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)存在依賴化石燃料、需要大型天然洞穴、儲(chǔ)能效率較低等問(wèn)題，大規(guī)模推廣始終受限。”
技術(shù)迭代之后，壓縮空氣儲(chǔ)能才有了“前景”。
圖源：國(guó)信證券經(jīng)濟(jì)研究所
徐玉杰進(jìn)一步表示，我國(guó)的先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)回收利用壓縮熱，不再使用化石燃料，并可采用地上儲(chǔ)氣裝置、人工硐室和地下天然洞穴等多種形式建設(shè)儲(chǔ)氣室。
這么一來(lái)，壓縮空氣儲(chǔ)能的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就凸顯了出來(lái)。
首先，安全性更好。
壓縮空氣儲(chǔ)能的系統(tǒng)壽命為三五十年，高于鋰電池儲(chǔ)能，更為重要的是不易燃、不易爆、系統(tǒng)安全性遠(yuǎn)勝于鋰電池儲(chǔ)能。
由此，則降低了投資風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化了工作環(huán)境。
其次，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)更久。
當(dāng)下，鋰電池儲(chǔ)能的時(shí)長(zhǎng)通常為2小時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性不如在4小時(shí)以上的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，因而長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能逐步成為行業(yè)的共識(shí)。
而壓縮空氣儲(chǔ)能，恰好是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的理想方案之一。
再次，爆發(fā)力更強(qiáng)。
鋰電池儲(chǔ)能的放電較為平穩(wěn)，而壓縮空氣儲(chǔ)能的放電可控性更高，一旦有必要?jiǎng)t可以提供更強(qiáng)的爆發(fā)力，滿足應(yīng)急的需求，從而拓寬的應(yīng)用場(chǎng)景。
由此，壓縮空氣儲(chǔ)能站上了“風(fēng)口”。
2022年年末，中國(guó)能建發(fā)布消息稱，計(jì)劃首批在全國(guó)范圍內(nèi)布局100座壓縮空氣儲(chǔ)能電站，總投資超200億元。
據(jù)天風(fēng)證券預(yù)測(cè)，2025年壓縮空氣儲(chǔ)能裝機(jī)量將達(dá)到6.76GW，2030年將達(dá)到43.15GW。2022年至2025年，新增儲(chǔ)能裝機(jī)中壓縮空氣儲(chǔ)能的滲透率有望達(dá)到10%;2026至2030年，滲透率有望達(dá)到23%。
盡管如此，壓縮空氣儲(chǔ)能的痛點(diǎn)也不容忽視。
壓縮空氣儲(chǔ)能涉及高壓、對(duì)關(guān)鍵部件的要求較嚴(yán)苛，不少核心設(shè)備需要進(jìn)口，存在“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn);由于涉及多學(xué)科、多技術(shù)融合，對(duì)人才的要求較高，也提高了使用的門檻。
沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì)，平替就無(wú)從談起
最為關(guān)鍵的是，壓縮空氣儲(chǔ)能的成本高企。
美克生能源負(fù)責(zé)人表示：“萬(wàn)億級(jí)儲(chǔ)能大賽道才剛剛開始，近三年是儲(chǔ)能市場(chǎng)的戰(zhàn)略窗口期，誰(shuí)跑得快、跑得好，就能在未來(lái)的儲(chǔ)能市場(chǎng)占有一席之地。”
這其中的關(guān)鍵，在于成本優(yōu)勢(shì)。
畢竟，降本增效一直是儲(chǔ)能賽道的關(guān)鍵詞，成本越低自然普及速度越快。
現(xiàn)階段，百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能的成本為4元/Wh~6元/Wh，以江蘇淮安400MW壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目為例，成本約為5/Wh。
這個(gè)成本，難言競(jìng)爭(zhēng)力。
據(jù)CNESA的數(shù)據(jù)顯示，2023年6月儲(chǔ)能系統(tǒng)(2h磷酸鐵鋰，不含用戶側(cè))中標(biāo)均價(jià)為1.082元/Wh，同比減少24%，環(huán)比減少12%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：北極星儲(chǔ)能網(wǎng)
兩者的成本差距，肉眼可見。
這意味著，壓縮空氣儲(chǔ)能想“平替”鋰電池儲(chǔ)能并非易事。
需要注意的是，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的數(shù)個(gè)技術(shù)路線中，壓縮空氣儲(chǔ)能也不占優(yōu)，以百兆瓦級(jí)的液流電池儲(chǔ)能為例，成本在2.5元/Wh左右，僅為同等規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能的成本一半。
簡(jiǎn)而言之，壓縮空氣儲(chǔ)能亟須大幅降低成本。
據(jù)長(zhǎng)江證券預(yù)計(jì)，“十四五”期間壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率有望提升至65%~70%，系統(tǒng)成本降至1元/Wh~1.5元/Wh，“十五五”末及之后系統(tǒng)成本有望降至0.8元/Wh~1元/Wh。
從這個(gè)角度來(lái)看，壓縮空氣儲(chǔ)能的商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段路要走。
總而言之，儲(chǔ)能是當(dāng)下熱門賽道，壓縮空氣儲(chǔ)能迎來(lái)了“春風(fēng)”，如若可以成功降低成本，則可以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提速，從而改變鋰電池儲(chǔ)能在新型儲(chǔ)能一家獨(dú)大的格局。
那么，壓縮空氣儲(chǔ)能仍有盼頭。
作者：陳鄧新
評(píng)論