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1、磷酸铁锂电池在电力储能市场的应用现状及分析摘要：本文通过中航锂电（洛阳）有限公司磷酸铁锂电池产品在国内电力储能市场领域的应用情况，分析国内锂电池储能市场现状，讨论了目前国内储能市场遇到的问题，探索了锂电池在电力储能市场的开发应用前景及市场运作模式。未来锂电储能市场的需求很大，但目前仍以科研示范项目为主；我国储能产业仍需要相关政府部门在颁布奖励政策、鼓励建设示范项目、建立健全产品标准化等方面做出部署，促进中国锂电储能产业发展。关键词：磷酸铁锂电池 储能 应用现状1引言随着新能源技术的开发和应用，新能源发电项目越来越多，发电容量也越来越大。但新能源发电的可控性和电能质量等问题也随之浮现，这些问题都
2、指向储能技术。储能是智能电网、新能源接入、分布式发电和微网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术，这些领域巨大的发展前景也给储能创造出前所未有的机遇。未来无论是新能源智能电网建设、电动车还是风力发电、太阳能光伏发电等，其大规模推广和商业化应用，除政策等宏观环境外，前提和关键在储能技术。储能技术的好坏直接影响到新能源发电行业的发展，国家为推动储能技术的快速发展在政策上和资金上给与大力支持。目前，储能形式主要有以下几种：机械储能、化学储能、电池储能和相变储能，在各种储能形式中，化学储能是业内人士关注的热点，而化学储能中的磷酸铁锂电池（简称锂电池或锂电）储能产业链和技术最为成熟，许多国家都已建或在建储能
3、示范工程，锂电被认为最具有发展前景；而且，锂电池是电动车发展的首选，电动汽车为锂电池发展提供了广阔的市场前景。本文将重点阐述锂电池储能的现状，商务运作模式，并结合国内政策和市场预测对该现状进行对策分析(1)。2国内能源背景及相关政策2.1国内能源背景在当今石油、天然气等不可再生能源日益枯竭的大环境下，世界各地都在寻找传统能源的替代品或者研究新能源发电技术。发展风电是解决我国能源环境问题的重要措施，根据新能源振兴规划，预计到2020 年我国风力装机容量将达到1.5 亿kW，将超过电力总装机容量的10%。2.2新能源发展鼓励政策可再生能源发展“十二五”规划中可再生能源发电在电力体系中上升为重要电源
4、。并且制定的目标为“十二五”时期，可再生能源新增发电装机1.6亿千瓦，其中常规水电6100万千瓦，风电7000万千瓦，太阳能发电2000万千瓦，生物质发电750万千瓦，到2015年可再生能源发电量争取达到总发电量的20%以上。财政部、国家发展改革委在电力需求侧管理城市综合试点工作中央财政奖励资金管理暂行办法中规定了对新能源项目建设的支持范围和奖励办法，奖励资金支持范围：（1）建设电能服务管理平台；（2）实施能效电厂；（3）推广移峰填谷技术，开展电力需求响应；（4）相关科学研究、宣传培训、审核评估等。奖励资金奖励标准：（1）对通过实施能效电厂和移峰填谷技术等实现的永久性节约电力负荷和转移高峰电力
5、负荷，东部地区每千瓦奖励440元，中西部地区每千瓦奖励550元；（2）对通过需求响应临时性减少的高峰电力负荷，每千瓦奖励100元。目前的能源形势和对新能源的支持鼓励政策对锂电储能的发展提供了一个良好的机遇。3锂电池在储能领域的应用情况锂电储能技术可以有效实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以提高电力设备运行效率，降低供电成本，还能促进可再生能源的应用，提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动等。锂电储能的应用领域主要有，大型储能电站、智能微网项目和中小型储能模块。3.1大型储能电站目前国内有代表性的储能电站示范项目有，华北电网张北风光储输示范工程和南方电网调峰调频储能电站。图1
6、 南方电网调峰调频储能电站图2 华北电网张北风光储输示范项目3.2智能微网项目具有代表性为温州南麂岛微网储能项目（在建中）该项目是国家863计划先进能源技术领域“含分布式电源的微电网关键技术研发”课题示范工程，是中国第一个MW级海岛离网型风光柴储互补型新能源发电站，同时也是中国第一个应用电动汽车标准模块来设计储能系统的基本模块的储能站。大型储能电站示范项目的出资方主要是国家电网公司或者南方电网公司，根据项目容量和实际运行效果，申请国家对新能源项目的补助。或者有中国电科院、省网公司下属的电科院及高校等科研机构直接申报“863”科研课题，获得部分科研经费。3.3中小型储能模块小型储能模块，主要应用
7、在智能小区、光伏建筑、工厂储能、智能农庄和应急电源车中。如图3，集装箱式储能案例；图4，便携式电源模块；图5，家用储能模块。图3 贵州安顺集装箱式储能模块图4便携式电源模块图5家用储能模块该模块的主要作用有：（1）、用电高峰期为局域电网提供电压支撑。（2）、局域电网出现故障时，可作为后备电源使用，供该区域内的负荷使用。集装箱式储能模块是面向企事业单位，主要针对目标市场是工厂储能。欧美各国都在大力的发展节能住宅，在房顶上放置太阳能电池板，并将产生的电能存储在电池中，经过逆变后供给家庭使用。根据市场需求情况，分布式储能系统也将成为储能业务发展的重点。4锂电储能现状及分析4.1商务运作模式4.1.1
8、目标市场和目标客户锂电池储能市场的目标市场和目标客户：现阶段的主要市场仍是国网公司和省网公司及南方电网公司牵头建设的示范项目和各省电科院建设的科研兼示范项目，以及科研院所或者高校建设的科研兼示范项目。目标客户是两大电网公司和五大发电集团。4.1.2合作伙伴的选择储能系统一般由四大部分组成:有锂电池组成的储能电池组、对电池起管理监控作用的电池管理系统（BMS）、实现能量的储存、释放或快速功率交换的双向变流器（PCS）和后台监控系统（SCADA）。一个完整的储能系统四大部分所占的比例大概为1.5：3：3：2.5，在跟进项目的过程中，电池供应商、BMS厂家和PCS厂家拥有共同的客户，共同的市场，可以
9、优势互补，资源共享，公关客户。合作伙伴(配套厂商)的选择：与储能系统设备供应商（BMS和PCS厂家）有选择的合作，与其中市场竞争力较强的、技术领先的达成战略合作意愿，在共同的储能市场，资源共享，优势互补，保证畅通的项目销售渠道。通过前期调研了解到，国内技术领先，工程经验丰富的BMS和PCS设备供应商主要有以下几家：表4.1国内主要的储能BMS厂商。表4.1国内主要BMS厂商公司名称主营产品产品图片综合评价惠州亿能电子科技有限公司混合动力和纯电动车电池管理系统、锂电储能电池管理系统价格中等，产品性能稳定。杭州高特电子设备有限公司电动汽车电池组系统、储能电站电池管理系统前期在电力行业做铅酸电池管理
10、系统，有较好的客户基础，价格较高，产品性能稳定。凯迈（洛阳）电子有限公司电池管理系统，指纹考核机，移动保密文件柜等电子产品。价格中等，技术领先，均衡电流能做到5A，工程经验丰富。东莞钜威电动车系列电源管理系统；专业生产锂电储能管理系统技术领先，工程经验丰富，但企业规模不大，交付周期长，价格较高。主要的PCS厂商及实力评估见表4.2为：图4.2PCS厂商综合实力评估公司名称企业规模企业商业实力企业技术实力业绩ABB1.ABB集团业务遍布全球100多个国家。2.拥有12.4万名员工。1. 2010年销售额高达320亿美元。2. 发明并创造了全球世界上第一台自冷式变压器、高压直流输电技术。1. 电力
11、和自动化技术领域的领导厂商。2. 可以帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩，同时降低对环境的不良影响。在台湾储能上有过合作，产品性能稳定。北京四方继保数十万套的数字式继电保护和智能二次设备。1、公司创始人是中国工程院首批院士杨奇逊教授2、生产线是国内同行业中自动化程度最高、生产设备最完备的装置生产线之一通过了国际认证机构的ISO9001质量认证。2007年通过国际著名认证机构BSI的ISO9001质量管理体系认证。产品应用到南方电网储能电站、张北风光储输示范项目。许继电气拥有各类专业技术人员2537人，其中硕士228名、博士29名、国家级突出贡献专家24名1.与电动汽车、风电、光伏发电联合应用
12、2.储能电站1. 国内唯一的50Mvar级STATCOM的设备供应商2. 国内唯一能够提供电动汽车充电站全套自主设备的设备供应商成功参与了张北风光储输示范工程项目，及上海市储能项目。4.1.3储能项目的合作情况大型储能电站项目的招投标过程中，如果业主方对参与投标的设备供应商没有资质限制，锂电厂家则可与其他两家合作厂家共同参与项目。如果系统合作厂商有两家参与项目，该标的中标胜算将会大大提高。国内已建大型储能项目南方电网调峰调频储能电站储能项目和华北电网张北风光储输示范项目均为我公司获得储能系统总包，与BMS厂商和PCS厂商共同合作，最终获得项目。近期在大型储能和电网中应用的设备商组合情况合为：云
13、南电科院智能微网项目：中航锂电+合肥阳光（PCS）+东莞钜威（BMS）南方电网项目储能系统分成两个包：包1. BYD提供全套系统包2.中航锂电+北京四方（PCS）+东莞钜威（BMS）华北电网张北项目储能系统分成四个包：包1. BYD提供全套设备包2. ATL+北京索英（PCS）+ATL（BMS）包3. 中航锂电+北京四方（PCS）+东莞钜威（BMS）包4.杭州万向+许继电气（PCS）+杭州万向（BMS）温州南麂岛一期MW级海岛储能项目储能系统总包：中航锂电+杭州高特（BMS）4.2锂电储能应用和市场前景4.2.1锂电储能的应用前景（1）新能源发电接入需求，包括改善电能质量，负荷跟踪等。（2）分
14、布式储能电源，主要用于工厂储能、智能楼宇、光伏建筑和智能农庄等。（3）电动汽车及换电站需求。（4）太阳能电站设备（风光互补路灯等）充电站。（5）备用电源，变电站中的控制电源等。前三个为主要的应用领域。4.2.2市场前景国内在国资委、工信部、发改委、能源局、财政部和科技部的推动和政策鼓励下，国家电网、南方电网及一汽、东风等央企联盟车厂顺势而为，分别在储能领域和电动汽车领域建设了新能源锂电应用项目；如在电力储能领域，建设了大型的新能源发电示范项目，如南网调峰调频电站、国网张北风光储输项目和温州南麂岛海岛型微网项目等。大型的储能电站项目大都为示范和科研项目，在民用和商用领域的案例却少之又少。但根据国
15、家能源规划及新能源振兴计划，储能的市场容量是非常大。（1）各类新能源的国家源规划（万千瓦）水电风电生物质能太阳能核能200817152894极少极少8852011190003500550200120020203000015000300020008600资料来源：华宝证券研究所 （2）新能源风电、太阳能对储能的需求 2010-2020年新能源发电接入设备市场容量估算悲观假设中性乐观假设风电2010-2020新增装机（万千瓦）117001300014300光伏2010-2020新增装机（万千瓦）180020002200发电储能装置6600亿元（推算）资料来源：平安证券研究所按照悲观的估计，风电20
16、10-2020新增装机11700（万千瓦）、太阳能 2010-2020新增装机1800（万千瓦）。 在新能源产业投资总额 5 万亿中，风电、太阳能新增1.35亿KW，按每千瓦0.5万元储能装备测算，储能装备将有 6600 亿元市场空间(2)。风光发电和民用储能市场：据全球领先的市场研究机构Pike Research 数据，根据国家关于新能源产业的规划，预计到 2020年我国电力装机达到 1500GW，风电占比 10%，即 150GW；光伏占 5%，即75GW,配套储能装置的功率按照风电装机容量的 10%计算，约为 22.5GW。如果储能装置单位千瓦造价按照2500元/kW 计算，至 2020年
17、的 10年间，储能市场规模约为600亿元。其中民用住宅光伏市场将增长到5GW 规模，如果仅仅按照 10%的最低储能配置需求，家庭储能市场的规模就将达500MW。分布式电源和微网市场:我国将分布式能源的发展列入国家“十二五”发展规划。国家能源局提出到2020年，在全国规模以上的城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万千瓦，并拟建建设10个具有各类典型特征的分布式能源示范区域。在“十二五”期间，将在太阳能、风能占优势的地区建设微电网示范园区，同时还将推动建设100座新能源示范城市(3)。4.2.3目前市场形势及分析如此广阔的市场前景与目前的储能现状反差和极大，为什么会出现如此的局面，这与
18、储能电站的特点和经济收益紧密相关。储能电站的特点是，一次性投资大，收益时间长。二国内的大型储能电站和示范项目目前大都是在建（除南方电网宝清储能电站外），都还没有正常运行，大型储能电站和示范项目的运行示范效果暂未可知。三已建设的大型示范项目暂不具备民用或者商业推广的特点。目前是储能市场的瓶颈期或者称为是从示范科研项目向民用和商业推广转型过渡期，锂电储能行业的快速发展，涌现出许多问题。为了解决目前储能市场“虚大”的问题，政府需继续鼓励发展新能源，并给出了相应的鼓励和补贴方法，并尽快推动30个微网示范工程项目建设。建议：近期电力储能市场仍将以示范项目为主，锂电厂商要紧跟政府支持鼓励政策所指的方向，了
19、解国家电网公司和南方电网公司对储能示范项目的举动，根据市场需求，开发适合市场需求的可供商业推广的产品，寻求合适的销售渠道，逐渐打开储能市场。5总结但从技术和市场上看，锂电储能行业能否突破瓶颈，成功转型，进军民用和商业化推广领域，结合我公司及锂电行业的现状，需从以下问题下功夫：（1）锂电产品价格高，如何提高国内锂电池原材料生产技术和生产效率，降低锂电池材料成本。（2）大型储能电站锂电池成组后的一致性问题。（3）安全性仍需提高，寿命延长。现阶段，锂电储能技术尚处于发展的初期阶段，技术的研发和示范应用都离不开国家政策和资金的支持。只有在政策的倡导和支持下，储能技术才能更好的进行基础研发、应用验证并逐步走向产业化。总之，我国在电力储能系统的研究开发中应该采取产、学、研、政府结合和强强联合的模式,应结合当前市场需求，寻找有利于开发市场的配套厂商展开合作，推进产品标准化，并积极了解国家或地方政府对电力储能系统开发应用项目的资助，推动锂电储能行业发展。参考文献：(1)张洪斌.锂电池产业概括及其在储能中的应用.装备机械.2012(1).38-44.(2)范宝骥.我国新能源储能电池产业技术经济分析.吉林大学.2010.(3)袁其波.我国新能源锂电产业营销策略研究.北京交通大学.2011.
