储能产业和新能源汽车发展形势与展望

06 4月 2017

        储能产业是发展清洁能源和智慧能源不可或缺的部分,“洁能+储能+智能”是未来能源互联网发展的重要方向。传统的电力从发电到用电很难储存。储能作为新生的革命性技术,将为能源特别是电力行业带来革命性变化,因此能源政策必将有所改变。

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2015年至2016年世界储能装机容量得到快速发展(图1)。   

        2016年2月29日,国家发改委、工信部、能源局联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,将发展储能和电动汽车应用新模式作为十大重点任务之一。6月7日,国家能源局发布《关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿(市场)机制试点工作的通知》,明确了电储能设施的独立市场主体地位。《通知》规定,无论是在发电侧还是用户侧建设电储能设施,均可作为独立市场主体、或与发电企业联合,参与调峰调频等辅助服务市场交易。11月22日,国家能源局发布《国家电力示范项目管理办法》。《办法》提出,电力示范项目将单独纳入国家电力建设规划,并对示范项目的申请、评估与优选、审批等都做了明确规定。其中,系统储能项目也包含在申报范围之内。包括储能在内的示范项目享有《国家能源局关于印发国家能源科技重大示范工程管理办法的通知》所明确的支持政策。12月10日,国家发改委印发《可再生能源发展“十三五”规划》,提出要推动储能技术在可再生能源领域的示范应用,实现储能产业在市场规模、应用领域和核心技术等方面的突破。   

        从国际上来看,美国、日本、德国等国家的储能政策环境相对完善,而我国还有较大差距,主要原因有两点:   

        (一)我国的电力市场化程度偏弱,市场化进程需要一个过程。我国电力产业总体上在向市场化推进,但电力市场的建设难度大、复杂程度高,我国储能产业政策仍在不断摸索和建立过程中。新一轮电力市场建设为储能通过电力市场发现价格提供了基础条件,也为储能的应用提供了广阔空间。未来随着我国售电以及增量配网市场放开,储能在智能建筑、电动汽车充电服务、先进制造业基地建设等领域的技术和商业模式创新将会有很大的发展空间。   

        (二)储能系统成本和新能源发电系统成本仍然偏高。光伏系统、风力系统和储能系统等新能源系统是用来转化能源的,但是新能源系统的制造与回收也需要消耗能源。尽管最近十年依靠规模生产效应,新能源系统制造成本下降很快,但是能耗成本依然占据成本的重要部分。德国、美国等发达国家发展新能源的思路非常清晰,即在新能源系统成本没有足够优势的阶段,通过“技术换能耗”的方式大力发展新能源。所谓“技术换能耗”,就是通过向发展中国家和地区(例如中国)高价输出能源技术和专利设备,在发展中国家和地区完成新能源系统的生产制造,然后低价购买使用。   

        因此,这是中国发展储能(和新能源)产业面临的最大困境,也是中国政府在制定储能产业政策时必须考虑的国情问题。中国储能产业政策的出台一定是配合能源结构转型的改革思路和脚步,稳妥前行,而不能够违背现有经济发展水平和产业结构的实际国情。在没有清晰的商业模式和赢利点之前,政府主导的大规模储能示范建设很可能造成极大的浪费。   

        目前,建议针对能源结构面临的两个突出问题:雾霾问题和尖峰负荷电力短缺问题,出台新能源政策和储能政策,并积极推动以下三个方向的发展:   

        第一,通过技术创新降低储能成本,尤其是储能系统的制造能耗成本和回收成本;   

        第二,通过“中国制造2025”推进储能(和新能源)系统生产技术和生产装备的国产化和部分出口化;   

        第三,配合电力体制改革,鼓励企业灵活发展储能商业模式。   尽管目前利用峰谷电价差发展储能调峰的商业模式颇受关注,但是储能成本低于峰谷电价差只在短期内有意义。长期来看,只有当储能成本低于火电调峰调频成本之后,储能装备才有可能作为重要补充纳入电网调度系统。   

        因此,储能成本降低与应用领域可以分为几个阶段来突破。当前主要开发非调峰功能的储能电池技术和市场,例如电动车动力电池市场;5至10年内,储能成本有望低于峰谷电价差的度电成本;10至20年内,储能成本有望低于火电调峰调频和调度成本;在未来还可以通过“互联网+智慧能源”,实现储能成本在更大应用领域和范围的分摊,甚至低于弃风弃光成本,推动储能和新能源产业快速发展。   

        新能源汽车产业发展形势与展望-发展形势   

        储能是采用某种装置或方法储存能量,并实现能量在空间维度移动后释放或者是在时间维度滞留后释放。前者称为移动储能,后者称为静态储能。新能源汽车是采用移动储能方式的典型代表,也是目前储能产业发展最快的方向。   2016年我国新能源汽车累计销售50.7万辆。从分布情况来看,现阶段新能源汽车推广的主要市场还是在北京、上海、深圳等实行小客车限购限行政策的城市。这些城市面临节能减排的压力更大,新能源汽车配套政策落地快,在财政补贴、牌照资源等方面的优惠力度大。   

        中国是世界上补贴新能源汽车规模最大的国家,但效果并不理想。许多企业为了拿补贴只进行低端重复投资,甚至出现“骗补”行为。为此,从2016年1月开始,财政部、工信部、科技部、发展改革委联合下发通知组织专项检查,对新能源汽车骗补进行核查。根据中汽协公布数据,2015年涉案车辆总数超过2015年总销量的四分之一。12月21日,工信部发文称,将进一步完善产业发展政策环境,调整客车和专用车补贴方法,提高技术门槛,鼓励技术进步,设置中央和地方补贴上限,防止出现地方配套补贴标准过高的现象。同时,新能源汽车购置补贴资金由事前拨付改为事后清算,并加强对各地资金申请报告审核和推广情况核查。财政部也已经表明2017~2018年新能源汽车补贴标准较2016年下降20%,2019~2020年下降40%,2020年以后补贴政策退出。   

        2017年1月1日起实施的《新能源汽车推广补贴方案及产品技术要求》显示,新能源乘用车补贴方面,2017~2018年新能源汽车补贴额度较2016年减少了20%,地方补贴金额也设置上限,即地方财政单车补贴不得超过中央财政单车补贴额的50%。不同品牌旗下车型均不同幅度涨价,电动汽车售价波动使得许多消费者处于观望购买状态。1月份,新能源汽车产销分别为6889辆和5682辆,比上年同期分别下降69.1%和74.4%。   

        因此,“高补贴、免摇号、不限行”仍然是目前新能源汽车市场推广的主要因素,新能源汽车产业的发展应尽快地由依赖补贴转向市场驱动。   

        四个突出问题制约发展   

        (1)纯电动汽车充电困难   

        一是充电桩数量少。国家能源局的统计数据显示,截至2016年10月末,我国电动汽车充电桩达到10.7万个,较上一年增长118%,加上私人充电桩,充电桩总数已经超过15万个。不过,即使将充电桩总数按照27.7万个来计算,车桩比也在2.7:1以上。根据国家能源局《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,到2020年车桩比将接近1:1。充电设施不足已成为制约我国新能源汽车发展的关键因素之一。   

        二是充电速度慢。即使是快充(功率80KW),充电10分钟续航里程也不到100公里,并且目前的电池技术也不能满足常态化的安全快充要求。另外,充电机属于非线性设备,在运行时将产生谐波,大量分布式充电桩的使用还会加重居民区配电网的负荷,尤其是在晚上用电高峰时期。   

        (2)安全事故十分突出   

        2016年国内外共发生新能源汽车起火事故35起,涉事车辆共计46辆,行业安全问题十分突出。2016年国内事故29起,已经超过2009~2015年事故总和!其中,纯电动汽车类型是起火事故的主力,由电池问题造成的自燃事故依旧是主要原因之一。因此,提升新能源汽车的安全系数刻不容缓。   

        (3)动力电池产能过剩   

        受2015年动力电池产能供不应求影响,2016年大部分动力电池企业都在积极扩充产能。到2016年年底,我国动力电池产能超过600亿Wh,而2017年我国动力电池规划产能已达170GWh,远超需求量的7倍,动力电池将不可避免出现结构性过剩的现象。   

        (4)动力电池回收困难   

        据中国汽车技术研究中心预测,到2020年,我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万~17万吨的规模,废弃动力锂电池回收已成为行业关注焦点。2016年12月1日,国家工信部公布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(征求意见稿),向社会公开征求意见,这意味着动力锂电池的回收处理问题已经引起我国政府的高度重视。   

        动力锂电池报废后的回收处理非常困难。因为目前的动力锂电池是从手机电池等小型电池发展起来的,动力电池的结构设计和材料选择并没有考虑回收处理的环节。无论是圆柱型电池还是方型电池,从内部结构来看,所有的锂电池采用的都是粘接的电极结构。电池拆解回收时,只能把粘接电极全部打碎,里面碎的铝箔、铜箔材料以及钴、锂元素等需要重新用冶金方式回收,导致电池回收成本高(回收残值<5%),并且存在酸碱废液污染风险。因此,未来必须开发可回收的新型环保动力电池技术(例如,可回收再生的锂浆料电池)。   

        未来新能源汽车的“两大”发展模式   

        我国目前石油剩余技术可开采储量约35亿吨,人均占有量只有10吨,不到世界平均的十分之一。因此,尽管目前新能源汽车产业存在许多问题,但考虑到石油可开采储量的有限性和城市燃油汽车尾气污染的严重性,中国发展新能源汽车的大方向并没有错。出现问题后需要大家共同努力,寻找产业健康可持续发展的路径。   

        依赖补贴推动发展的模式是不可持续的。在未来完全取消补贴后,纯电动车市场可能会出现两极分化,发展两个不同的互补方向:一个是低速电动车方向,另一个是VEG模式(充储一体化)的安全快充方向。   

        据不完全统计,2015年中国低速电动汽车产销量约70万辆,2016年达到了120万辆。从电动汽车的发展路线和电池技术水平来看,低速电动车将是最近十年中国电动汽车发展的市场主流,也是未来十年后新能源汽车产业的重要补充。2016年1月24日,在中国电动汽车百人会年会期间,国务院原副总理李岚清同志视察说:“低速电动车是供给侧改革的典型,老百姓有需求,要通过政策调整,满足市场需求。”10月28日,国家标准化管理委员会在其网站上对2016年第三批国家标准下达制修订计划,《四轮低速电动车技术条件》位于计划标准汇总表首位,这标志着低速电动汽车将迎来国家的规范化政策,预计将从2018年左右可以拥有合法身份。   

        纯电动汽车要在一二线城市获得大规模发展,必须具备安全快充功能。电动汽车VEG模式(Vehicle-Energy station-Grid,充储一体化模式)是新能源汽车产业和储能产业的真正结合,也将是未来城市新能源汽车发展的重要模式。在VEG模式中,电动汽车充电方式由用户自己选择,可以在能量站快充,也可以在停车场或家庭车库进行慢充。能量站安装有低成本、长寿命的MW级储能系统,能够从电网充电储存电量后,给电动汽车快速充电;同时,能量站也能够与电网互动,用于电力调峰或调频。   

        开发低成本长寿命的电力储能技术和可以安全快充的高能动力电池是实现VEG模式的两大技术关键。本文作者认为,只有这两大技术关键突破后,新能源汽车产业大规模发展的时代才能够真正到来。

(文章来源:互联网)

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