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在长时储能领域大有可为!一文读懂方兴未艾的钒电池
发布日期:2022-08-23 05:39    点击次数:63

在储能领域,锂电池已不复当年之勇,一条更年轻的技术路线——钒电池,已经初现强者风范。

钒电池容量更大、更安全环保、循环寿命更长、能量转换效率高,是未来储能技术的首选技术。

然而,为什么这个看起来完美的储能方案,好像一直都没有在商业领域获得应有的关注呢?主要是因为其技术难、价格高。

不过光大证券钢铁行业分析师王招华、方驭涛认为随着储能安全性要求升级和储能时长的增加,基于钒电池的高安全性和随储能时长增加边际成本增加较小的特点,钒电池装机有望进入加速增长阶段。

钒电池逐步起量

钒电池安全性高、投资成本随储能时长边际递减,适合大规模长时储能,在部分独立储能电站中已经开始配备。

据CNESA统计,2022年1-5月中旬全国共享储能拟在建及招投标项目达到109个,其中陕西25个、河南24个、宁夏14个、山东11个,其他省市均在个位数。

目前,全钒液流电池已经开始成为共享储能电站的备选项之一。

据光大证券介绍:

2小时储能中钒电池仍是锂电池的配角,部分2小时储能的项目已配备10%的钒电池。而4小时及以上储能时长的部分项目钒电池已成为主角,配备了50%或100%的钒电池。2022年上半年,在建独立储能电站中钒电池的规模已达302MW/1104MWh,开山股份股票功率装机占2022年上半年在建独立储能电站(7.6GW)的4%。4小时储能经济性与锂电池相差不大

据光大证券测算,20年运行的100MW/200MWh锂电池和钒电池储能电站IRR分别为7.6%和1.7%,2小时储能系统锂电池的IRR远高于钒电池。由于初装成本较高,钒电池在2小时储能系统上的经济性较差。

如果其他假设(收益与成本等)不变,电池系统扩充至4小时储能,每天充放电1次,同为100MW/400MWh的储能电站,锂电池IRR将下降至2.5%,而钒电池仍在1.5%(钒电池100MW/400MWh储能系统尚无投建项目,产品中心单位投资成本按国家电投湖北100MW/500MWh的3.8元/Wh,锂电池仍为2.06元/Wh)。

4小时储能系统的钒电池和锂电池经济性相差不大,主要是因为钒电池储能时长越长,单位投资成本增加(仅增加电解液成本)小于锂电池。

同时,钒电池的输出功率由电堆的大小和数量决定,储能容量由电解液的体积决定,因此,在功率一定时,要增加储能容量,只需要增大钒电解液的容积即可。储能时长越长,钒电池的单位投资成本越低。

2025年市场空间约188-404亿元

目前钒电池占比较低的主要原因为4小时及以上储能需求短期仍未扩大。

目前多数地区在建及已建储能系统主要仍按照2小时储能时长进行配置。国家发改委、能源局于2021年8月11日发布《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》,其中要求“超过电网企业保障性并网以外的新增可再生能源发电项目需配建4小时以上的调峰能力”。部分地区已经开始提出4小时储能时长的要求。

光大证券预计未来在新能源装机占比较高的地区以及后续新能源大基地的主要建设地区,包括新疆、内蒙、西藏、青海等地将有越来越多的4小时储能电站开始规划建设,到2025年,钒电池市场空间约达2-4GW。

以下为测算依据:

1.根据光大证券2022年7月2日已外发报告《被忽视的光伏新材料,有潜力的电车受益者——取向硅钢行业深度报告》,中国2022-2025年年新增风电装机量预计分别为56GW、65GW、75GW、85GW(CWEA风能专委会预测);

2.预计中国2022-2025年光伏装机量分别为92.5GW、97.5GW、102.5GW、110GW。2021年集中式光伏装机占比45%;

3.假设配储比例从当前的10%逐步提升至20%,整个储能时长的平均储能时长从当前的2小时逐步提升至2.6小时;

按照上述假设,2022-2025年中国发电侧年新增储能的装机规模分别为19.5GWh/35.9GWh/52.3GWH/69.9GWh。2022上半年在建项目中钒电池在独立储能电站装机量占比4%,光大证券作出悲观和乐观两种情形假设:

1)悲观假设:2022-2025年钒电池年新增装机功率占比分别为4%/5%/6%/7%;对应钒电池年新增装机功率分别为0.4GW、0.8GW、1.3GW、1.9GW;按钒电池装机主要为4小时储能时长测算,2025年装机容量为7.5GWh。 2025年钒电池储能系统装机成本由当前的4元/Wh左右下降至2.5元/Wh,市场空间为188亿元。2)乐观假设:2022-2025年钒电池年新增装机功率占比分别为5%/8%/11%/15%;对应钒电池年新增装机量分别为0.5GW、1.3GW、2.4GW、4.0GW;按钒电池装机主要为4小时储能时长测算,2025年装机容量为16.1GWh;2025年钒电池储能系统装机成本由当前的4元/Wh左右下降至2.5元/Wh,市场空间为404亿元。

本文主要观点来自《共享储能模式有望加速钒电池装机——钒电池行业报告系列二》,原文作者:光大证券王招华、方驭涛