随着碳达峰、碳中和目标的明确,“新能源+储能”迎来多轮政策驱动。光伏、风电等可再生能源的战略地位凸显,储能作为刚需配套站上万亿风口。镍氢电池具备高安全、宽温域、超长寿命的特点,能够充分满足储能需求,迎来发展机遇。据了解,国外已有同类型电池在储能市场的应用案例。在国内市场,科力远(600478)、鹏辉能源(300438)等产业链相关企业有望迎来爆发。
碳中和下,储能爆发
根据Carbon Monitor数据, 2019年我国发电、地面交通、工业、航空、住宅楼宇环节碳排放比例分别为44.6%/8.7%/ 38.9%/0.5%/7.2%,发电、工业为中国碳排放最主要来源。发电侧减排对实现碳目标具有关键影响,以风光电为代表的新型电力系统,碳排放强度显著低于传统发电。今年3月,中央财经委员会第九次会议中首次提出,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。
但同时,新型电力系统出力的波动性与间歇性将对电网的安全稳定与调节能力提出巨大挑战。据测算,2035年前,风、光装机规模分别将达到7亿、6.5 亿千瓦,全国风能、太阳能日最大波动率预计分别达 1.56 亿、4.16 亿千瓦,大大超出电源调节能力,迫切需要重新构建调峰体系,以具备应对新能源 5 亿千瓦左右的日功率波动的调节能力。
7月23日,国家发展改革委和国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦(30GW)以上;到2030年,实现新型储能全面市场化发展。根据这一目标,未来五年行业复合增速将达到51%。中国能源研究会储能专业委员会主任委员陈海生预测,储能市场规模到2030年左右每年应该在5000亿以上,甚至到万亿。
中泰证券称,储能在发电侧、电网侧、用户侧发挥削峰填谷、平滑出力波动性、调峰调频、改善电能质量等作用,为新型电力系统的刚需配套环节,考虑到电化学储能地理位置限制小、建设周期短、成本持续下降等优势,在多重政策驱动下将迎来爆发式增长。
储能电池三大需求,安全最关键
电化学储能被认为是未来电力系统的主要储能形式,电池和 PCS 是产业链中价值和壁垒最高的环节,核心需求在于高安全、长寿命和低成本。其中,安全是关键。有行业专家表示,现在的电化学储能电站发展迅速,但安全问题是其规模化发展的瓶颈,北京储能电站和特斯拉澳大利亚储能项目的爆燃也为储能行业敲响了警钟。
为此,《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出建立安全技术标准及管理体系,强化消防安全管理,严守安全底线为基本原则;在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步;强化电化学储能安全技术研究等。国家发展改革委、国家能源局组织起草的《电化学储能电站安全管理暂行办法(征求意见稿)》,也已于8月24日起向社会公开征求意见,加强对储能安全的管理。
高安全、长寿命,镍氢电池价值突显
中国电池工业协会资料显示,镍氢电安全性高,循环寿命长,其正极由球镍制成,负极活性物质则由储氢合金支撑,属于相对稳定的材料,水系电解液有良好的阻燃性能,不会发生爆炸燃烧事故,电池单体能量密度最高可达140wh/kg;循环寿命可达3000次,浅充浅放状态下循可达10000次以上;可在-40°C～60°C环境下保持高倍率充放电。丰田HEV汽车全球销量已达1800万多辆,并广泛搭载镍氢电池,未发生一例电池爆燃事故,电池的高安全性得到充分验证。
并且,电池充放电是化学能与电能的转换,温度则对于化学反应有很大的影响。储能电站多在户外,大部分类型的电池都会受到环境和温度的较大影响,限制了电站选址,弱化了储能作用。镍氢电池在极低温和极高温时的优异充放电效率,使得储能电站选址更加灵活、方便,综合表现更优,这也成为其参与不同电池技术路线竞争的“加分项”。
事实上,镍氢电池在储能市场的应用已早有先例。2020年,镍氢电池储能公司Nilar获欧洲投资银行4700万欧元投资。据了解,Nilar正专注于可再生发电的集成和存储、备用电源和电动汽车充电等应用,投资则是为了推动该公司将电池集成到针对住宅、商业和工业以及电网规模或基础设施市场的系统中。另据“高分子科学前沿”报道,斯坦福大学崔屹教授的团队为大规模可再生资源和存储应用而开发了一款镍氢电池,具有超长使用寿命、无火灾或热失控风险、无需常规维护、低温行好、成本低等优势。崔屹团队将在2021年建造存储容量为2兆瓦的试验装置,并计划到2022年将其容量扩展到20倍。
产品力突出,科力远等产业链企业值得关注
在国内市场,科力远是镍氢电池的龙头企业,公司的泡沫镍(镍氢电池基材)和极板(镍氢电池关键零部件)均已面向储能市场客户实现供货,并应用于电信基站储备电源、风力发电储能电池等领域。鹏辉能源(300438)主要业务为锂离子电池、一次电池、镍氢电池的研发、生产和销售,在细分领域发展较成熟。
据了解,科力远经国家发改委批复成立的先进储能材料国家工程研究中心,是我国在先进储能技术及关键储能材料领域唯一的国家级工程中心,拥有多项专利技术,“高安全性、宽温域、长寿命二次电池及关键材料的研发和产业化”项目曾荣获国家科学技术进步奖二等奖。中国电池工业协会透露,科力远基于先进电池技术研发的新一代镍氢电池具有“高安全、宽温域、超长寿命”特点,特别适用于大型储能市场。该电池的超长使用寿命,也意味着其全生命周期内的能量密度和成本将不再是一个问题。
镍氢电池的特点决定了在储能市场的广阔前景,而科力远等产业链企业有望凭借产品优势,迎来属于自己的机遇。
