安科瑞光伏储能新能源:开启绿色能源未来
安科瑞光伏储能新能源:开启绿色能源未来
一、光伏储能新能源的崛起之路
在全球能源转型的浪潮中,光伏储能新能源正以惊人的速度崛起,占据着越来越重要的地位。近年来,随着各国对环境保护和可持续发展的重视不断提高,以及对传统化石能源依赖的减少,光伏储能新能源迎来了前所未有的发展机遇。
2022年,我国能源绿色低碳转型加速推进,非化石能源消费比重增加至 17.5%。风电、光伏发电新增装机容量达到 1.25 亿千瓦,再创历史新高。其中,光伏发电累计装机容量 393GW,同比增长 28.1%,占全国电源装机总量的 15.3%,占非化石电源装机容量的 30.9%。预计到 2025 和 2030 年,我国光伏发电累计装机容量将分别达 820GW 和 1500GW。
同时,随着风电、光伏等新能源大规模建设,配建新型储能规模迅速增加。2022 年我国新增新型储能项目装机规模达到 7.3GW,同比增长 197%。未来我国新能源装机容量将继续保持较高增速,新能源消纳面临巨大压力,新型储能的加速发展势在必行。
光伏储能新能源的崛起,不仅为全球能源转型提供了强大的动力,也为环境保护和可持续发展做出了重要贡献。随着技术的不断进步和成本的不断降低,光伏储能新能源有望在未来成为全球Zui主要的能源来源之一。
二、发展现状
(一)分布式光伏发展现状
分布式光伏电站在我国发展迅速。从并网容量来看,国家能源局数据显示,2023 年末分布式累计并网容量2.54亿千瓦,同比增长 60.8%;2024 年一季度新增分布式光伏 2381 万千瓦,截至 2024年3月底,分布式光伏累计并网容量达到 28000 万千瓦,占比约 42.456%。然而,分布式光伏发展也面临诸多挑战。一方面,“红区” 持续蔓延,全国多个省份存在部分县级单位已无消纳空间和分布式光伏接入容量,如广东、河南、黑龙江等 8 个省超过 300 个县域已无分布式光伏接入容量,解决分布式光伏并网消纳问题迫在眉睫。另一方面,上网电价机制调整也给分布式光伏带来影响,虽然当前分布式光伏接入难仍是区域性问题,但 “红区” 的蔓延掣肘着当前分布式光伏的发展。
(二)光伏组件龙头企业表现
以东方日升为例,其在光伏组件市场地位显著。作为quanqiulingxian的光伏组件制造商,出货量多年稳居世界qianshi,具有较强的市场竞争力和品牌影响力。在技术实力方面,注重技术创新与工艺改革,依托 “guojiaji光伏实验室”,持续加大研发投入。单晶 PERC 电池片转换效率突破 23.45%,TOPCon 电池片转换效率突破 25.20%,异质结电池片转换效率突破 26.00%。在产业链布局上,公司在全球范围内拥有多个生产基地,形成了初具规模的产业集群,并不断向光伏产业链的上游和下游拓展,完善产业链布局,提升整体竞争力。同时,东方日升积极开拓海外市场,构建起全球化的营销网络。近期,其 15GW n 型超低碳高效异质结电池片与 15GW 高效太阳能组件项目、江苏金坛 4GW 高效太阳能电池片和 6GW 高效太阳能组件项目等的建设,将大幅提升公司的产能和市场供应能力。
(三)新能源资产端特点
光伏资产经过多年发展已逐渐成熟。如今,光伏平价,摆脱补贴依赖,新型电力系统逐渐完善,光伏资产成为众多资产中比较耀眼的存在,尤其是收益率模型比较确定的工商业分布式光伏,已经成为 “硬通货”。资产的独立性使其未来可以更加便捷地推动证券化,实现资本的闭环。而储能资产仍在摸索前进。目前,大型储能当中,作为行政产物的新能源强制配储已逐渐被抛弃,独立储能或者独立共享储能成为大型储能的中坚。但储能资产面临着调用或者使用的不确定性,加之储能电池的稳定性仍有顾虑,从资产属性角度确实还不如光伏。对资本的要求也不同,如果说光伏项目已经可以只看资产,但储能项目不仅要看资产,还要看背后主体的专业能力甚至资本实力。光伏资产的高度同质化以及充分竞争,使得预期收益率一降再降;而储能资产由于不确定性相对更高,风险相对更大,预期收益率显然更高,同时也催生了更强的数字化运维需求。
三、应用场景
(一)提高自发自用率与削峰填谷
浙江省宁海县的高山养殖基地采用了光伏发电加储能技术,建设了微型电网为基地供电。该系统将光伏电站发出的电量储存在大型电池装置中,并在需要时通过电流转换输出使用。
工作原理:在光照充足的情况下,光伏发电板将太阳能转换为电能,并将多余的电能储存到储能设备中,如电池或超级电容器。当光照不足或电力需求增加时,系统释放储存的电能,满足基地的电力需求。
优点:
1.提高自发自用率有助于降低养殖基地的用电成本。用户在光照充足时储存电能,在需要时自行使用,减少了对传统电网的依赖,降低了购电成本。
2.削峰填谷有助于平衡电力供需,减轻电网的负荷压力。在电力需求高峰时段,光伏 + 储能系统能够释放储存的电能,降低对电网的需求,避免电网过载和故障的发生。同时,在电力需求低谷时段,系统储存电能,以备不时之需,提高了电网的可靠性和稳定性。
3.具有环保和可持续发展的优点。通过使用太阳能发电,系统减少了对化石燃料的依赖,降低了碳排放,有助于应对气候变化和推动可持续发展。
(二)微网系统
直流微网系统的运行模式:
1. 独立运行模式:微电网独立运行,不与主电网相连。在此模式下,微电网需要满足其负载的用电需求,并能够平衡其自身的能量供需。
2. 联合运行模式:微电网与主电网相连,通过电网互联实现能量的交换和调节。此模式下,微电网可以向主电网卖电或购电,以实现其能量的稳定。
3. 备用电源模式:微电网作为主电网的备用电源,主电网停电时,微电网会自动切换为供电源,以保障其所连接的负载的正常运行。
光伏 + 储能微网系统的组成:主要由光伏发电板、储能装置(如电池组)、能量管理系统(EMS)以及可能的备用电源或传统发电设备组成。
原理:在阳光充足时,光伏发电板将太阳能转换为直流电能,一部分电能直接供微网内的负荷使用,另一部分则通过能量管理系统调节后,储存在储能装置中。当光照不足或电力需求增加时,储能装置能够释放储存的电能,以补充微网内的电力需求。能量管理系统则负责实时监控微网的运行状态,并根据需要调度各个部分的运行,确保微网的稳定运行。
优势:
1. 可以提高能源利用效率。由于系统能够储存多余的电能并在需要时释放,减少了能源的浪费,提高了可再生能源的利用率。
2. 增强了电力系统的灵活性和可靠性。由于微网可以独立运行,当主电网出现故障或维修时,微网可以继续为负荷供电,避免了停电的风险。同时,微网内的能量管理系统可以根据实际需求灵活调度电力资源,确保电力的稳定供应。
3. 有助于降低用户的用电成本。由于系统能够自给自足地提供电力,减少了对主电网的依赖,从而降低了购电成本。同时,通过参与电力市场交易,用户还获得额外的经济收益。
4. 从环保和可持续发展的角度来看,减少了化石燃料的消耗和碳排放,有助于应对气候变化和推动绿色能源的发展。
(三)优化光伏输出曲线
集中式光储系统主要将储能与大型光伏电站相结合,如青海、河北、甘肃、新疆等地的光伏电站。光伏发电系统受天气条件、日照时间、太阳辐射强度等多种因素影响,其输出具有波动性和间歇性。晴天时,光伏电站的发电量达到峰值;而多云或夜晚时,发电量则大幅下降甚至为零。这种不稳定的输出对电网的稳定运行构成挑战,导致电网电压波动、频率偏移等问题。
引入储能系统后,当光伏电站发电量高于电网需求或超过本地负荷时,多余的电能储存在储能系统中。而当光伏电站发电量不足或无法满足电网需求时,储能系统释放储存的电能,补充到电网中。通过这种方式,储能系统起到了 “削峰填谷” 的作用,平滑了光伏电站的输出曲线。
提高电网稳定性:通过平滑光伏电站的输出曲线,储能系统减少了电网的电压波动和频率偏移,提高了电网的稳定性和可靠性。
(四)其他应用场景
为偏远地区提供电力:信宜供电局新宝供电所通过建成信宜新宝茂门村新屋仔台区微电网,为解决偏远山区农村零散用户低电压问题提供了新方案。该项目采用 “光伏微电网 + 智能能量管理系统” 技术方案,光伏微电网光伏容量 20kWp,储能容量 48kWh,目的是对线路末端用户电压进行补充,解决线路未端电压偏低问题,同时配套储能系统,确保该区域用户可实现公网断电时仍可持续供电,调整策略可实现零碳排放,能大大提升当地供电质量。
支持工业商业领域供电:北京的世贸天阶大型商场刚刚安装了一个容量为 1.4MW/4.2MWh 的储能站。由于商场用电量大,这一储能站能为商场节约不少钱。储能站运营方按照谷电价格买入电量在用电峰值期间以 1.1 元的价格卖给商场,这样商场比用电网的 1.4 元的峰值电价每度电节省了 0.3 元。而储能运营方除去运营成本可以获取一定收益。
助力移动能源解决方案:光伏储能技术可以为电动汽车等移动能源提供可靠的电力供应,同时也可以提高能源利用效率。例如,炒股第一步,先开个股票账户 分布式屋顶光伏 + 储能,就是给全球偏远三区通电的Zui优解。只要中国继续把光伏和储能成本往下降,全球铺满光伏板都不是个事。
四、优势凸显
(一)提高能源利用效率
光伏储能系统能够在电力需求低谷时储存过剩电能,避免因电网调节能力不足而造成的能源浪费。例如,当光伏发电量大于实际用电需求时,多余的电能可以被存储在储能设备中,待电力需求高峰时再释放出来,满足用户的电力需求。据统计,通过光伏储能系统的合理应用,可再生能源的利用率可提高 20% 以上。在电力需求高峰时,储能系统释放电能,减少对传统能源的依赖,提高整个能源系统的利用效率。
(二)增强电网稳定性
光伏储能系统可以作为电网的缓冲,通过快速响应电网需求变化,提供调频、调峰、紧急备用等服务,增强电网的稳定性和可靠性。当电网出现故障或电力供应不足时,储能系统可以迅速释放电能,保障电力的稳定供应。例如,在一些自然灾害或突发事件中,光伏储能系统可以为关键设施和用户提供应急电源,减少停电时间和损失。此外,储能系统还可以平滑光伏电站的输出曲线,减少电网的电压波动和频率偏移,提高电网的稳定性。
(三)促进新能源消纳
随着新能源发电比例的增加,如何有效消纳这些能源成为一大挑战。光伏储能系统能够存储新能源发电,减少因电网调节能力不足导致的弃风弃光现象,促进新能源的有效利用。例如,在一些地区,由于电网的消纳能力有限,光伏发电量在高峰时段无法全部上网,导致大量的弃光现象。通过引入储能系统,可以将多余的光伏发电量存储起来,在电网需求低谷时再释放出来,实现新能源发电的平滑输出和稳定并网。据统计,通过光伏储能系统的应用,新能源的消纳率可提高 30% 以上。
(四)推动分布式能源发展
光伏储能系统特别适合分布式能源系统,如家庭屋顶光伏、工业园区光伏等。这些系统能够就近发电、就近用电,减少电能传输损耗,提高能源利用效率。同时,储能系统可以为分布式能源系统提供备用电源,保障系统的稳定运行。例如,在一些工业园区,分布式光伏储能系统可以为企业提供稳定的电力供应,减少对传统电网的依赖,降低用电成本。此外,分布式光伏储能系统还可以参与电力市场交易,为用户带来额外的经济收益。
(五)助力实现 “碳中和” 目标
光伏储能系统是一种清洁、低碳的能源利用方式,有助于减少化石能源的使用,降低碳排放,对于实现全球 “碳中和” 目标具有重要意义。据测算,每安装 1MW 的光伏储能系统,每年可减少二氧化碳排放约 1000 吨。随着光伏储能技术的不断发展和应用,其在减少碳排放方面的作用将越来越显著。同时,光伏储能系统的推广应用,还可以推动能源结构的优化转型,促进可再生能源的发展,为实现 “碳中和” 目标提供有力支撑。
五、未来发展趋势
(一)市场规模持续扩大
随着全球对可再生能源的需求不断增长,光储市场规模呈现出持续扩大的趋势。据中投顾问观点,2023 年光伏行业装机增长迅速,虽面临产能过剩担忧,但行业巨头仍在扩张。预计到 2024 年产能过剩问题将继续存在,不过 N 型组件等新一代技术正加速迭代,推动行业向更高功率、高效率方向迈进。同时,电化学储能市场也呈现出强劲的增长势头,预计到 2030 年市场总规模将达到万亿元级别。
在中国,光储市场同样有着广阔的发展前景。中国作为全球Zui大的能源消费国和新能源市场之一,对光储的需求持续增长。2024 年中国光伏装机规模有望达到 260GW,同比增长 20%;储能投运规模也将保持高景气增长。分布式光伏市场发展迅速,成为未来光伏市场的重要增长点。预计未来几年,全球光伏和储能市场规模将保持稳定增长,增速在较高水平。中国将继续在全球光储市场中发挥重要作用,市场规模持续扩大。
(二)技术创新不断涌现
在光伏技术方面,光伏电池的转换效率持续提升,成本不断下降。新型材料和技术的应用,使得光伏发电更加高效、可靠。例如,异质结技术、钙钛矿技术等新兴技术的研发和应用,为光伏电池的进一步发展提供了有力支持。单晶硅电池效率已达 25%,钙钛矿电池更是展现出巨大的潜力。同时,光伏技术的智能化管理也在提升系统性能,应用智能化监控技术,实现精准预测、故障预警及远程运维,有效提升光伏系统性能,降低维护成本。
在储能技术方面,创新也在不断涌现。新型储能技术如钠离子电池、液流电池等备受关注,储能系统向着更高能量密度、更长使用寿命、更安全可靠的方向发展。随着技术的不断进步,储能的价格已经非常有竞争力,如在峰谷电价差大的地区,工商业储能项目四五年就可以回本。同时,光储充一体化的发展也为储能技术提供了更多的应用场景,如在城市充电站、高速公路服务区、工业园区等,通过光伏、储能、充电桩等元素的集成一体,互相协调支撑,形成新型 “源网荷储” 电力系统。
(三)政策支持力度加大
国家和地方政府出台了一系列鼓励政策,推动光储行业技术创新和市场拓展。在国家层面,2020 年10月,国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035 年)》明确,鼓励 “光储充放” 多功能综合一体站建设。2023 年 6 月,国务院办公厅印发《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》,提出加快推进光储充协同控制等技术研究,持续优化电动汽车电池技术性能。
在地方层面,据不完全统计,24个省市(自治区)发布了光储支持政策。部分地区还提供土地和税收优惠,为光储一体化项目提供便利条件。例如,浙江省在峰谷电价上做得比较好,推动了储能的商业模式形成;山东省的农村屋顶市场在政策指引下,当地银行支持居民用电;广东省的企业家有前瞻性,积极探索光伏制氢、光储充等应用场景。
(四)市场竞争激烈与机遇并存
光储行业面临着原材料价格波动、国际贸易摩擦等挑战。在储能招标报价一再打破底线的背景下,行业正弥漫着紧张情绪,甚至有企业负责人断言,大批储能企业明年将消失。然而,这也促使行业更加注重技术创新和成本控制,以提高市场竞争力。
同时,光储行业也抓住能源转型的机遇,实现快速发展。面向分布式场景的工商业储能、户储被普遍看好,有望复制此前分布式光伏装机超过集中式装机的路径。在各地新建大量产业园等背景下,配电侧储能的机遇也被看好。此外,随着新能源汽车市场的快速崛起,充电设施的建设与运营也呈现出爆发式增长,为光储行业带来了新的发展机遇。
(五)光储一体化趋势
光储一体化将成为未来能源领域的重要发展方向,推动能源系统的转型和升级。通过光伏和储能的有机结合,实现能源的高效利用和智能化管理。在工商业分布式场景中,发的每一度电都可以直接供应到荷载中的用户,极大提高能源利用效率,减轻电网负荷,并促进可再生能源发展。
目前,工商业光伏的在建项目已经基本实现配储,一是因为储能的价格大幅下降,储能的度电成本加上光伏大概接近在 0.5 元;二是在江浙沪粤等经济发达区域及电价相对比较高的区域,用电综合效率Zui高,光储一体化项目收益zuihao。未来,光储一体化将在更多的应用场景中得到推广,如公共设施和交通领域的应用场景,以及风光储充、源网荷储、微电网、虚拟电厂等新兴领域,为能源行业的可持续发展提供有力支撑。
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